霧封層新材料防水抗油劑的效能及工程應用論文

　摘要：文章介紹了新材料防水抗油劑的優越效能，並以長200m瀝青路面試驗段為例介紹了防水抗油劑作為新型霧封層材料的施工工藝，驗證了材料的應用效果。

關鍵詞：霧封層；防水抗油劑；構造深度；摩擦係數

本課題組通過試驗研究研製了一種瀝青路面防水抗油劑，能夠迅速滲透進人瀝青面層的空隙中，將空隙堵住，形成一道密實的防水層，阻礙水分下滲，從而提高瀝青混凝土的水穩定性，消減空隙率偏大對瀝青路面造成的負面效應，主要用於瀝青路面預防性養護霧封層施工。為了驗證該材料的效能，本課題組選擇了京承高速公路K0+000～K0+200段200m長的試驗路段進行路面的防水抗油劑霧封層處理。

原SMA-16瀝青路面處於基本完好時期，但路面開始出現疲勞龜裂、損失細骨料的現象，如果在這一時期不進行及時處理，會導致網裂、龜裂、坑洞等路面破壞。由於京承高速試驗段處交通量大，為了不影響其正常通行，施工時間安排在0：00-5：00，凌晨5點開放交通。施工溫度：環境溫度26℃，地表溫度為30℃。

　　1 防水抗油劑效能及指標

防水抗油劑是一種有機矽路面養護材料，由矽樹脂溶液、滲透劑和增黏劑組成，是一種無色液體，密度為0.91gcm3，滲透效能良好。具有與瀝青黏結性強、防水效果好、使用方便、無毒害、不汙染環境等特點。

該材料以Si-O-Si為分子主鏈，是一種具有高度交聯結構的交聯型高聚物。矽原子上連線有甲基、乙氧基等有機基團，兼顧了無機材料與有機樹脂的雙重特性，因此具有許多優良的效能。如耐氧化、耐候、耐油、防紫外老化、憎水、耐熱、耐寒等。

(1)耐熱性：常溫下，防水抗油劑固化成膜後。具有較高的分解溫度，在100℃下長期使用不分解、不變色。短時間內甚至可以承受200℃的高溫。

(2)耐寒性：由於矽氧烷鏈具有優異的低溫柔順性。因此防水抗油劑具有較好的耐寒性，可在－25℃下使用。能經受－20℃～20℃的冷熱反覆作用。

(3)耐候性：防水抗油劑固化成膜後，對紫外線幾乎不吸收，即使在強烈的紫外光照射下，也能夠耐泛黃，不起遊離基反應，不發生氧化，因而具有優異的耐候效能。

(4)憎水性：由於防水抗油劑分子鏈中有機基團在矽氧的側基排列，其與水的接觸角可與石蠟相媲美，因此具有優良的憎水效能。

(5)耐化學試劑性：固化後的膜，具有良好的耐燃料油效能，對許多化學藥品有很強的抵抗能力，可耐H2SO4、HNO3、HCI等強酸，對氯氣和弱鹼有良好的抵抗能力。

將防水抗油劑噴灑在瀝青混凝土上面層時。由於其優異的滲透性，可以滲透進入瀝青面層內部，固化後將內部的空隙尤其是微細空隙堵住，從而形成一道密實的防水層。由於路面空隙被堵住，因此，可以減少外界水分、空氣等因素對瀝青路面的路用效能的影響，提高路面的耐久性、抗水損害性、疲勞特性。其在瀝青路面的主要功能如下：

(1)防滲水：防止水滲透到瀝青層內，而且在多次結冰解凍後仍有防水作用，從而提高了路面的水穩定性。

(2)抗老化：有效阻礙紫外線對瀝青層的輻射，避免氧氣對瀝青層的.氧化，因此對路面老化具有延緩作用。

(3)抗油汙：可有效地防止汽油等油類對瀝青路面的侵蝕，延長路面的使用壽命。減少瀝青路面的養護。

　　2 施工前準備

2.1 路況調查

正式施工前，必須對施工路段的所有病害進行一次細緻的調查，對未處理到位的病害要重新處置，不留施工質量隱患。根據不同的路面情況，對路面的滲水系數、路面摩擦係數和構造深度進行檢測，平均2點／200m，為下一步的施工作好資料準備工作，同時也可進行施工前後的資料對比，以反映施工效果。

2.2 裝置選擇

因試驗段工程量較小。總面積約3000m2，故採用半機械撒佈，使用機動撒佈車、噴霧器、路面清潔裝置等。

2.3 材料準備

防水抗油劑、橡膠粉。

　　3 施工流程及工藝控制

(1)在清潔路面後及時對路面噴塗防水抗油劑，每平方米用量控制在350g～450g之間。

(2)噴塗時，要求均勻。無斷頭，無漏點，來回噴塗兩遍，對已修補的特殊部位要增加噴塗量。為提高路面抗滑效能，第一次沿行車方向噴塗防水抗油劑每平方200g～250g；並在凝固前即噴灑橡膠粉粒，撒佈量約10g／m2；30min～1h後在進行第二次噴塗防水抗油劑100g／m2～150g／m2封水，並將抗滑材料粘附牢固，以防散失。

(3)試驗段在7月初進行，氣溫較高，根據路面狀況，施工完畢2h後即已乾燥固化，恢復了道路正常行車。

(4)為使防水抗油劑有充分的時間凝固，兩次噴灑之間時間間隔為1h～6h，這主要取決於環境溫度，溫度較低時可適當延長時間。

　　4 注意事項

(1)在施工噴灑過程中，整個路幅大面積噴灑時可採用乳化瀝青噴灑車，區域性小面積噴灑時可採用人工農用噴霧器。噴灑後的養護至關重要，應避免雨淋，養護時間其主要取決於環境溫度，溫度較低時可適度延長時間。

(2)施工時實行交通管制，應注意必須保持路面乾淨，噴塗時，施工人員要面向噴霧方向，倒退或側身行走；防水抗油劑遇水會產生絮凝，噴灑之前確保路面乾燥；當地表溫度低於5℃時，不宜施工；雨天禁止施工。

(3)施工結束待防水抗油劑完全固化後開放交通。(1h～2h)

表2為施工前後試驗段的構造深度、溼摩擦係數、滲水系數的引數對比。由表2可見，採用防水抗油劑施工後。對原路面構造深度影響較小。摩擦係數基本沒有改變，路面的防水能力有較大改善。

　　5 結論

從試驗段的施工及應用效果可看出該材料施工工藝簡單，容易控制。可採用人工霧化，工程量大時，也可採用機械撒佈。防水抗油劑無色透明，對瀝青路面不起著色作用，不會改變瀝青路面顏色，因此不影響司機的視覺效果。

常態下防水抗油劑與瀝青的粘附等級為一級，兩者具有良好的黏附性；在合適的用量下，防水抗油劑可以使瀝青路面的滲水系數降為零，起到很好的防水效果；防水抗油劑具有良好的滲透性，其在瀝青混凝土中的滲透速率為水的3.5倍，能夠滲透到水分所不能及的空隙中。

經試驗段施工檢驗表明：防水抗油劑噴灑在瀝青路面表面後可迅速滲透到瀝青路面內部，溶劑揮發後在瀝青內部形成無色的有機薄膜，堵住連通的孔隙，防止水分滲入瀝青路面內部而實現抗水損害的要求。

防水抗油劑作為霧封層施工的新材料，除了能夠提高路面防水能力外，更能夠防止油汙對瀝青面層的影響，同時能夠避免氧氣對瀝青層的氧化，因此對路面老化具有延緩作用。與普通的霧封層材料相比，工程造價基本相同，因此具有更高的實用價值和經濟價值。