调 研 报 告
目 录
目 录 ………………………………………………………………….…..…......... .1 摘 要 ………………………………………………………………….…..….........2 绪 论 ……………………………………………………………………………….3 一、雾封层的应用背景 ……………………………………..………………………4 二、雾封层的发展简况 ……….…………………………..…………………………6 1、国内外预防性养护技术的发展 ………………………………………………...6 2、国内预防性养护技术研究状况 ……………………………………………...…6 三、雾封层技术概述 ………….………………..……………………………………8 四、雾封层各种技术指标要求 ………….………………..…………………………9 1、雾封层的应用条件…….…………………...……………………………………..9 (1)具有足够的强度和刚度.………….……………..……………………….……9 (2)具有良好的整体稳定性 ………………...……………………………………9 (3) 表面平整、清洁 ………………...………………………………………….9 2、雾封层技术指标要求…….…………………...………………………………10 (1) 乳液沥青 ………………...…………………………………………….… 10 (2) 水………………...……………………………………………….…….. .. ..11 (3) 改性剂………………...……………………………………………………..11 (4) 成膜剂………………...……………………………………………….…….11 (5) 添加剂………………...……………………………………………….…….12 (6) 雾封层的技术指标要求………………...………………………………… 12 五、雾封层施工………….………………..…………………………………………13 1、施工准备………………………………………………... ………………………13 2、雾封剂的喷洒……………………………………………...……………………13 3、养护并开放交通……………………………………………...…………………13 结 论………………….…………………………………………………………….14 参考文献……………….…………………………………………………………….15
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摘 要
雾封层技术是路面预防性养护技术的一种，其在沥青路面面层上喷洒一层薄薄的、专门配置的制剂或乳化沥青稀释液，封闭道路表面的孔隙和微裂缝、路面空隙，防止水分进入路面结构，并有效防止其他类型的水损坏，软化并补充沥青粘结料，防止路面沥青的氧化、抑制松散和石料的脱落，改善路面外观的一种预防性养护技术。一般情况下， 雾封层能延迟病害2～4年出现，从而延长道路的使用寿命。推迟造价更高的养护工程，提高道路的经济效益。研究表明，雾封层技术是一种非常有效的预养护技术，雾封层技术具有良好的社会经济效益，是当今和今后一个时期内很有推广意义的沥青路面预养护技术。
关键词： 雾封层 预防性养护技术 阻水 路面使用寿命
绪 论
随着大规模的国内大规模公路路网的建成通车，交通量不断增长，重车增多，大型货车超载严重和渠化行车的作用，给路面带来了明显的早期破坏逐渐增多，往往会出现表面松散剥落、裂缝、车辙、沉陷和坑槽等病害。而路面因密实性不良造成渗水是导致这些病害的主要原因之一。如何采取合理的养护措施，延长其使用寿命，节约养护资金亦具有十分重要意义。
一、雾封层的应用背景
随着大规模的国内大规模公路路网的建成通车，交通量不断增长，重车增多，大型货车超载严重和渠化行车的作用，给路面带来了明显的早期破坏逐渐增多，
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往往会出现表面松散剥落、裂缝、车辙、沉陷和坑槽等病害。而路面因密实性不良造成渗水是导致这些病害的主要原因之一，尤其在我国南方高温多雨地区显得尤为严重。因此，采取合理的养护措施，延长其使用寿命，节约养护资金具有十分重要意义。
路面养护策略从概念上可划分为预防性养护和纠正性养护，其中预防性养护的效率最高。传统养护办法往往是出现病害后才进行处理,易导致头痛医头,脚痛医脚的弊端,重复投入也较大。进行预防性养护,则会很大程度上减轻这样的弊端，同时也降低了成本，提高了养护效率。路面预防性养护即通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，以减缓路面使用性能恶化速度，使路面始终处于良好的服务状态。道路预防性养护概念是美国在20世纪90年代初提出的，主要有两个观点：(1)将状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况；(2)在适当的时间，将适用的措施，应用在适宜的路面上，有多种可以在预防性养护体系中采取的措施。美国各州公路及运输工作者协会AASHTO道路常委会对预防性养护最新的定义为:预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用—效益的养护策略，预防性养护在没有提高路面结构能力的情况下，延迟路面的损坏，维持或改善路面现有的通车条件。预防性养护能减少水分进入路面结构内部破坏基层，保证路面结构的整体性，减缓道路的破坏速度，纠正路面诸如抗滑性能和非荷载性破坏，从而延长路面的使用寿命，推迟昂贵的大修和重建活动。这些措施对路面结构几乎没有改进作用。应用预防性养护可以制止微小损坏，延迟进程性损坏，减少纠正性养护。预防性养护以道路系统正常使用状态下的部分功能性缺失为对象，以延缓道路损坏，延长道路使用寿命为目的，需在路面出现明显破坏之前进行。预防性养护计划是在道路生命周期内随着时间采用一系列预防性养护措施的系统方法。预防性养护措施可以改善路况，提高行使质量，延长路面寿命，降低生命周期费用，但其真正的益处只有在实行一套相应的预防性养护计划时才能意识到。一个有效的路面养护计划应包括多次预防性养护策略和维修措施。这个计划的目的是用一种经济有效的方式来延长路面寿命和提高系统性能。研究表明采取预防性养护的路面其效益费用比是不采取任何养护措施的路面的6～10倍。据有关资料显示，一条质量合格的道路，在使用寿命75％的时
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间内性能下降40％，这一阶段称之为预防性养护阶段。此阶段如不及时进行养护，在随后12％的使用寿命时间内，性能再次下降40％，而养护成本却要增加3倍～10倍，沥青路面经预防性雾封层技术养护后，可节约成本50%左右。 雾封层是预防性养护中的一类. 它是将慢裂乳化沥青稀释液或特制路面保护剂喷洒(雾花)到现有沥青路面表层，目的是恢复那些由于沥青在正常使用中氧化造成的轻微干裂、损失小骨料等损坏，同时还可以起到封住细小裂缝及表面孔洞、防水及抑制松散的作用。
二、雾封层的发展简况
1、国内外预防性养护技术的发展
自1932年德国建成世界上第一条高速公路起，至今己经有70多年的历史。第二次世界大战后，国外高速公路发展很快，至上世纪八十年代，大部分发达国家的高速公路网己经建成，全面进入维修养护时期。高速公路的维修养护和新建一样，需要一整套先进的科学技术，近年来尤其得到了令人瞩目的发展和进步，其中多数为预防性养护方法。如：（1）、封缝、灌缝、修补坑槽；（2）、稀浆封层；（3）、微表处；（4）、雾封层。
目前，国外发达国家的预养护技术如雾封层养护技术较成熟。如在美国，雾封层技术有成套的材料设计规范、施工工艺及精密的施工喷洒设备。
2、国内预防性养护技术研究状况
目前国内在高速公路沥青路面预防性养护的专门技术方面基本上处于刚起步阶段，少数省份如河南、河北、江苏、山东等开始在这方面进行尝试，大部分地区至今仍未引起重视，国内普遍习惯于采用中低级公路的维修养护方法，施工过程通常中断交通或改道，维修养护方法几乎都是铺筑沥青混凝土罩面层，处于落后的状态。
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雾封层养护技术在我国起步更晚，应用的事例也相对较少。近年来，北京工业大学的王利利等人对北京某高速公路使用以美国的STAR-SEAL SUPREME产品拌合细集料的雾封层材料进行雾封层处治后的效果进行了跟踪调查。重庆交通科研设计院与重庆市智翔铺道技术工程有限公司联合贵州桥梁总公司结合国内外雾封层技术研究和应用成果，对以乳化沥青为主要原材料的雾封层进行了研究。雾封层作为一种非常有效的沥青路面预防性养护新技术，在我国的实际工程中也得到了一定的应用，如在安徽合宁高速公路上、吐乌大高等级公路乌拉泊路段以及湖北省京珠高速公路蓉沪方向路段等路段上得到了广泛的应用，其间积累了大量的实践经验，并取得了良好的经济和社会效益。在2004年年度《第二届全国公路科技创新高层论坛》上，雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法，把它作为养护新技术，在全国推广。由于起步较晚，技术都是参照国外发达国家，基本上是照抄照搬过来；雾封层技术对机械的精密性要求较高，我国的雾封层养护机械也是从国外引进先进的精密设备；雾封层施工工艺参照了国外发达国家。因此，我们应加大雾封层作为预防性养护的重视力度，结合我国各地区的气候特点，发展各地区特色的雾封层技术
三、雾封层技术概述
雾封层技术（FOG SEAL）全称为雾状封层技术，它是将乳化沥青、改性乳化 沥青或沥青路面养护剂等流体状的材料，经喷洒机械喷洒在沥青路面上，从而封 闭路面孔隙，稳定松散集料，修复路面老化的预防性养护技术，由于材料喷洒时， 它将呈现出黑色的雾状，因此而称为雾封层。
雾封层是一种成本较低的有效的道路预防性养护技术。它是直接在道路表面 喷洒雾封层技术材料，为道路迅速地提供一个黑色的表面；它可以封闭道路表面 的孔隙以及微裂缝，防止水分和空气进入路面结构中而引起路面结构的破坏，对3㎜以下的裂缝有自动愈合的作用；此外，雾封层还能稳住道路表面松散的骨料以防止其进一步的松散，可以保护或修复路面因老化所损失的粘结料，减少路面的老化和风化作用。
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雾封层技术也可以是一种路面再生技术。传统雾封层所使用的乳化沥青和改性乳化沥青等材料，主要是针对已经出现的病害进行处治，填封裂缝、密闭路面。对路面早期病害的预防效果不是太明显，且对病害处治是暂时性的，治标不治本。随着新材料、新技术、新设备的不断涌现，专门的沥青再生处治材料作为雾封层的新型材料，弥补了乳化沥青和改性乳化沥青等传统雾封层材料的不足，可以很好的预防和解决沥青路面出现的早期病害问题。新型雾封层材料渗透到旧路表面中，激活老化的沥青，更新和还原表面已氧化的沥青膏体，从而延长了路面的使用寿命。
雾封层能延迟路面其它病害的产生，维持路面的使用功能，延长道路的使用寿命；其施工工艺简单，开放交通迅速（2到3个小时就可以开放交通）。它的主要作用是防水、封闭微裂缝、补充沥青粘接料、稳定松散的集料，封闭路面防止沥青氧化而产生的老化，加深沥青路面的颜色；加大沥青路面与标线的对比度等。雾封层能有效的改善路面功能，明显提高老化沥青的针入度、软化点和延度，但是雾封层不能改变路面的结构承载能力，因此，雾封层技术主要用于路面结构承载能力完好的出现早期破坏的路面上。
四、雾封层各种技术指标要求
1、雾封层的应用条件
封层主要适用于改变原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能。雾封层技术主要适用于提高原路面的防水性能，改善路面抗滑性能，粘结松散集料及修复路表老化沥青，改善外观。雾封层技术仅在原路面上加了一层薄“膜”，因此，雾封层技术不能改变原路面的结构强度，不能增加原路面的结构承载力。雾封层技术对原路面的要求如下：
(1)、具有足够的强度和刚度
原路面及其基层是承重层，应能承受荷载的作用，在重复荷载作用下，不会 产生残余变形，也不允许产生剪切和弯拉破坏。其要求可参照公路设计规范或公
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路养护技术规范等。
(2)、具有良好的整体稳定性
原路面的整体水稳定和热稳性是否良好，是保证施工后路面稳定性的基本因素，因为雾封层技术施工后，对路面的稳定性改善不大，且雾封层几乎不具有结构抗应变能力。因此，为了保证路面质量，对原路面必须提出稳定性要求。
(3)、表面平整、清洁
雾封层技术几乎不能改善路面的平整度，因此，雾封层技术施工前，应按照《公路沥青路面养护技术规范》的要求对不平整路面进行处理，待平整度达到基本要求时才能进行雾封层技术施工。同时，原路面是否清洁，是关系雾封层技术材料能否渗透、能否封闭路面的重要因素，因此必须保证原路面的清洁。
综上所述，雾封层技术主要适用于出现早期微裂缝、路表面集料松散、麻面及路面渗水严重等早期损坏，并且此时的路面综合质量指数在良及良以上。具体如下：
A、雾封层技术适用于原路面路表产生了微小裂缝，裂缝宽度在1～3㎜左右，对于出现严重的网裂、龟裂等裂缝的路面，应将裂缝预先处理，待稳定后，再采取雾封层技术。
B、原路面路表松散，甚至出现麻面，路表面沥青剥落或老化而结构强度完好时，可采取雾封层技术，有效地粘结松散集料，修复老化沥青；改善路面外观。
C、当原路表面渗水系数增大，路面出现渗水严重或较严重，而路面结构强度及结构完好时，采用雾封层技术可有效地防止路面渗水，防止水的渗入软化基层及路基，保护了基层及路基，减少或防止水损坏。第三章雾封层技术机理基础雾封层所用材料物理特点即为一流体，其材料物理性能遵从流体的特点及性能，因此，雾封层技术封闭路面以及封闭微裂缝的机理应从材料的物理性能出发，以流体力学及渗流力学理论为基础。
2、雾封层技术指标要求
雾封层的主要原料为乳化沥青、水、乳胶和成膜剂，另外可根据需要加入一定剂量的外加剂。
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(1)、乳液沥青：
乳液沥青是雾封层最主要的材料。雾封层所用的乳化沥青必须为阳离子类型，对乳液的破乳速度没有严格要求，但考虑到施工时间等问题，建议采用快裂型。而且相对于普通的路用乳化沥青，其乳液的粒度更细。沥青乳液必须是均匀的，在适当搅动以后没有不能被重新分散的或凝结成份。其技术要求如下。
表4-1乳液物理特性指标 试验项目 粒子电荷 筛上剩余量（0.6mm筛）/% 沥青标准粘度C25.3/s 残留物含量/% 蒸发残留物 溶解度（三氯乙烯）/% 针入度/0.1mm 延度（15℃）/cm 与矿料的粘附性，裹附面积 1d 常温储存稳定性/% 5d 要求 阳离子（ + ） ≤0.1 12-60 ≥55 ≥97.5 ≥50-200 ≥40 完全裹覆 1 5
(2)、水：
水必须是干净并可饮用的，没有有害可溶性盐类，水中不得含有不溶性杂质，PH值需控制在6-8 左右。温度在10-26.7℃之间。
(3)、改性剂：
通常采用SBR胶乳进行改性，其作用是改善雾封层材料的高低温性能。SBR的性能指标如下：
表4-2SBR的性能指标 试验项目 外观形态（25℃） 粒子电荷 活性物含量/％ 粘度/（Mpa.s） 性能指标 乳白色液体 阳离子（＋） ≥62 10～60 8
比重（25℃）/（g/cm） pH 化学稳定性（CaCl2）/％ 机械稳定性（5min）/％ 31.03±0.05 3～5 ≥10 ≥10
(4)、成膜剂
成膜剂的作用主要是有利于雾封层的成型以及提高乳液稳定性和均匀性。雾封层采用的成膜剂一般为醇类。其性能指标见下表：
表4-3成膜剂的性能指标 试验项目 平均聚合度 醇解度/（mol/mol） 粘度/（Mpa.s） 挥发分/％ 灰分/％ pH 纯度/％ 要求 ≥1500 85～100 18～35 ≤10 ≤3 5～7 ≥90
(5)、添加剂
根据路面实际情况以及工程的特殊要求，可在雾封层材料中掺加少量的添加剂。雾封层常用的添加剂有再生剂、缓凝或促凝剂、储存稳定剂、增粘剂等。
(6)、雾封层的技术指标要求
表4-4雾封层的技术指标要求 检测项目 温度/℃ 比重（25℃）/(g/m) 恩格拉粘度（50℃）/s 有效物含量/% 旋转粘度（25℃）/（Mpa·s） 闪点/℃ 9
3技术要求 ﹤50 ≥1.04 ≤50 ≥50 ﹥5000 ﹥100
五、雾封层的施工
雾封层施工包括施工前准备、雾封剂的喷洒和养护并开放交通等3个主要环节。
1、施工准备
在雾封层施工之前, 道路表面必须用道路清扫机、电动扫帚或者用水冲洗去除泥垢、灰尘和残留物。在施工前路表面必须保持清洁和干燥, 如需用水冲洗, 必须在施工前24h完成, 以给路面足够的时间达到干燥状态。
2、雾封剂的喷洒
雾封剂的喷洒均采用专用的喷洒设备，施工中质量控制的关键是喷洒量，喷洒量过大会造成路面打滑。而控制用量主要从两个方面:整体用量和局部用量，整体用量合适时，喷洒的均匀性好坏就决定局部用量的大小。因此不仅要控制整体用量，还要做到均匀喷洒。喷洒方式一般有两种：一、人工喷涂，二、机械喷涂。
3、养护并开放交通
施工期间，须将施工区域进行封闭，禁止车辆、行人等进入。雾封层施工后，须待乳液破乳、成型后才能开放交通。交通开放交通时间需根据不同的施工因素及雾封层材料确定。一般情况下施工后2h即可开放交通。
结 论
雾封层技术是在沥青路面面层上喷洒一层薄薄的、专门配置的制剂或乳化沥青稀释液，封闭道路表面的孔隙和微裂缝、路面空隙，防止水分进入路面结构，并有效防止其他类型的水损坏，软化并补充沥青粘结料，防止路面沥青的氧化、
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抑制松散和石料的脱落，改善路面外观的一种预防性养护技术。一般情况下, 雾封层能延迟病害2～4年出现,从而延长道路的使用寿命。推迟造价更高的养护工程，提高道路的经济效益。研究表明，雾封层技术是一种非常有效的预养护技术，雾封层技术具有良好的社会经济效益，是当今和今后一个时期内很有推广意义的沥青路面预养护技术。
参考文献
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