雾封层新材料防水抗油剂的性能及工程应用论文

　摘要：文章介绍了新材料防水抗油剂的优越性能，并以长200m沥青路面试验段为例介绍了防水抗油剂作为新型雾封层材料的施工工艺，验证了材料的应用效果。

关键词：雾封层；防水抗油剂；构造深度；摩擦系数

本课题组通过试验研究研制了一种沥青路面防水抗油剂，能够迅速渗透进人沥青面层的空隙中，将空隙堵住，形成一道密实的防水层，阻碍水分下渗，从而提高沥青混凝土的水稳定性，消减空隙率偏大对沥青路面造成的负面效应，主要用于沥青路面预防性养护雾封层施工。为了验证该材料的性能，本课题组选择了京承高速公路K0+000～K0+200段200m长的试验路段进行路面的防水抗油剂雾封层处理。

原SMA-16沥青路面处于基本完好时期，但路面开始出现疲劳龟裂、损失细骨料的现象，如果在这一时期不进行及时处理，会导致网裂、龟裂、坑洞等路面破坏。由于京承高速试验段处交通量大，为了不影响其正常通行，施工时间安排在0：00-5：00，凌晨5点开放交通。施工温度：环境温度26℃，地表温度为30℃。

　　1 防水抗油剂性能及指标

防水抗油剂是一种有机硅路面养护材料，由硅树脂溶液、渗透剂和增黏剂组成，是一种无色液体，密度为0.91gcm3，渗透性能良好。具有与沥青黏结性强、防水效果好、使用方便、无毒害、不污染环境等特点。

该材料以Si-O-Si为分子主链，是一种具有高度交联结构的交联型高聚物。硅原子上连接有甲基、乙氧基等有机基团，兼顾了无机材料与有机树脂的双重特性，因此具有许多优良的性能。如耐氧化、耐候、耐油、防紫外老化、憎水、耐热、耐寒等。

(1)耐热性：常温下，防水抗油剂固化成膜后。具有较高的分解温度，在100℃下长期使用不分解、不变色。短时间内甚至可以承受200℃的高温。

(2)耐寒性：由于硅氧烷链具有优异的低温柔顺性。因此防水抗油剂具有较好的耐寒性，可在－25℃下使用。能经受－20℃～20℃的冷热反复作用。

(3)耐候性：防水抗油剂固化成膜后，对紫外线几乎不吸收，即使在强烈的紫外光照射下，也能够耐泛黄，不起游离基反应，不发生氧化，因而具有优异的耐候性能。

(4)憎水性：由于防水抗油剂分子链中有机基团在硅氧的侧基排列，其与水的接触角可与石蜡相媲美，因此具有优良的憎水性能。

(5)耐化学试剂性：固化后的膜，具有良好的耐燃料油性能，对许多化学药品有很强的抵抗能力，可耐H2SO4、HNO3、HCI等强酸，对氯气和弱碱有良好的抵抗能力。

将防水抗油剂喷洒在沥青混凝土上面层时。由于其优异的渗透性，可以渗透进入沥青面层内部，固化后将内部的空隙尤其是微细空隙堵住，从而形成一道密实的防水层。由于路面空隙被堵住，因此，可以减少外界水分、空气等因素对沥青路面的路用性能的影响，提高路面的耐久性、抗水损害性、疲劳特性。其在沥青路面的主要功能如下：

(1)防渗水：防止水渗透到沥青层内，而且在多次结冰解冻后仍有防水作用，从而提高了路面的水稳定性。

(2)抗老化：有效阻碍紫外线对沥青层的辐射，避免氧气对沥青层的.氧化，因此对路面老化具有延缓作用。

(3)抗油污：可有效地防止汽油等油类对沥青路面的侵蚀，延长路面的使用寿命。减少沥青路面的养护。

　　2 施工前准备

2.1 路况调查

正式施工前，必须对施工路段的所有病害进行一次细致的调查，对未处理到位的病害要重新处置，不留施工质量隐患。根据不同的路面情况，对路面的渗水系数、路面摩擦系数和构造深度进行检测，平均2点／200m，为下一步的施工作好数据准备工作，同时也可进行施工前后的数据对比，以反映施工效果。

2.2 设备选择

因试验段工程量较小。总面积约3000m2，故采用半机械撒布，使用机动撒布车、喷雾器、路面清洁设备等。

2.3 材料准备

防水抗油剂、橡胶粉。

　　3 施工流程及工艺控制

(1)在清洁路面后及时对路面喷涂防水抗油剂，每平方米用量控制在350g～450g之间。

(2)喷涂时，要求均匀。无断头，无漏点，来回喷涂两遍，对已修补的特殊部位要增加喷涂量。为提高路面抗滑性能，第一次沿行车方向喷涂防水抗油剂每平方200g～250g；并在凝固前即喷洒橡胶粉粒，撒布量约10g／m2；30min～1h后在进行第二次喷涂防水抗油剂100g／m2～150g／m2封水，并将抗滑材料粘附牢固，以防散失。

(3)试验段在7月初进行，气温较高，根据路面状况，施工完毕2h后即已干燥固化，恢复了道路正常行车。

(4)为使防水抗油剂有充分的时间凝固，两次喷洒之间时间间隔为1h～6h，这主要取决于环境温度，温度较低时可适当延长时间。

　　4 注意事项

(1)在施工喷洒过程中，整个路幅大面积喷洒时可采用乳化沥青喷洒车，局部小面积喷洒时可采用人工农用喷雾器。喷洒后的养护至关重要，应避免雨淋，养护时间其主要取决于环境温度，温度较低时可适度延长时间。

(2)施工时实行交通管制，应注意必须保持路面干净，喷涂时，施工人员要面向喷雾方向，倒退或侧身行走；防水抗油剂遇水会产生絮凝，喷洒之前确保路面干燥；当地表温度低于5℃时，不宜施工；雨天禁止施工。

(3)施工结束待防水抗油剂完全固化后开放交通。(1h～2h)

表2为施工前后试验段的构造深度、湿摩擦系数、渗水系数的参数对比。由表2可见，采用防水抗油剂施工后。对原路面构造深度影响较小。摩擦系数基本没有改变，路面的防水能力有较大改善。

　　5 结论

从试验段的施工及应用效果可看出该材料施工工艺简单，容易控制。可采用人工雾化，工程量大时，也可采用机械撒布。防水抗油剂无色透明，对沥青路面不起着色作用，不会改变沥青路面颜色，因此不影响司机的视觉效果。

常态下防水抗油剂与沥青的粘附等级为一级，两者具有良好的黏附性；在合适的用量下，防水抗油剂可以使沥青路面的渗水系数降为零，起到很好的防水效果；防水抗油剂具有良好的渗透性，其在沥青混凝土中的渗透速率为水的3.5倍，能够渗透到水分所不能及的空隙中。

经试验段施工检验表明：防水抗油剂喷洒在沥青路面表面后可迅速渗透到沥青路面内部，溶剂挥发后在沥青内部形成无色的有机薄膜，堵住连通的孔隙，防止水分渗入沥青路面内部而实现抗水损害的要求。

防水抗油剂作为雾封层施工的新材料，除了能够提高路面防水能力外，更能够防止油污对沥青面层的影响，同时能够避免氧气对沥青层的氧化，因此对路面老化具有延缓作用。与普通的雾封层材料相比，工程造价基本相同，因此具有更高的实用价值和经济价值。