我國的高等級公路主要以瀝青路面為主。瀝青路面在使用年限內，除了承受行車荷載的作用，還受到大氣溫度和溼度週期性變化的影響，在初期會出現輕微裂縫、瀝青老化以及鬆散等病害，對此如果不及時進行處理，會導致這些早期病害進一步發展，影響路面的通行質量，縮短養護週期。因此，在路面狀況良好或者病害出現的初期，通過對路面進行定期的預防性養護，可以改善道路的使用狀況，降低路面養護、重建費用。
在近年來，預防性養護問題受到了廣泛重視，霧封層技術作為預防性養護最有效的措施，在2004年的《第二屆全國公路科技創新高層論壇》上，霧封層被作為一種養護新技術，在國內推廣。我國的霧封層技術整體起步較晚，沒有進行深入的分析，沒有完整的霧封層評價體系，缺乏耐久性方面的研究，對其養護效果和使用壽命也無法評價和預估，通過本文的研究，以期為霧封層預養護技術今後在國內的應用提供技術依據。
建立霧封層評價體系
在對路面使用霧封層材料養護時，雖然想盡可能全面地評價霧封層材料的路用性能，但通常由於條件、時間、資金所限，不可能完成所有指標的測試。所以在應用時，需要提出更經濟、更實用、更省時的性能評價方式。美國加州交通廳制定了瀝青路面霧封層技術應用參考指南，但大多沒有量化指標；美國其他州也有涉及霧封層指南的應用指導，但基本都是針對某種具體霧封層產品的指引，不具普遍意義。我國現有的規範和指南只是對霧封層中材料用量、配比控制和施工工藝做了要求，沒有對耐久性評價指標做出規定，不能評價霧封層養護效果及使用壽命。
為了保證霧封層材料整體具有良好的工作性能以及路用性能，本文借鑑瀝青及瀝青混合料試驗規程，結合FAA（美國聯邦航空管理局）霧封層材料規範，提出了切合實際且操作簡便的試驗方法，建立了完善的霧封層評價體系。
由於霧封層在使用期內受到荷載、溫度、溼度、輻射等作用，這些因素對霧封層耐久性的影響還存在複雜的協同作用，因此霧封層使用壽命的評價是現在的難點，目前並沒有明確的評價霧封層使用壽命的指標。本文提出了室內試驗和現場試驗相結合的方法，根據耐磨指標評價霧封層的耐久性，評價其養護效果，預估其使用壽命。
室內試驗採用英國運輸研究院的加重磨耗試驗。加重磨耗試驗是滾輪高速摩擦下的同方向（滾輪傾角20°）磨耗檢測，比擬高速公路的車輪運行，是為了測量原瀝青表面與骨料的穩定性。
加重磨耗試驗原理是檢測瀝青面層上的黏結力性能。這種黏結性能會增強骨料間的黏結力，減緩細骨料的流失和鬆動。檢測使用高速輪軌檢測儀，把載荷加到充氣輪胎和試樣上，模擬汽車在瀝青路面上高速行駛。但需取芯檢測，對瀝青路面有一定程度的損傷，檢測數量不宜增加過多。
加重磨耗試驗可以在室內測試瀝青失重、車轍深度、磨損指數等指標，用於評價霧封層的耐久性，但是目前並沒有現場評價的方法。本研究採用的改進耐磨性試驗可以在現場進行測試，對於評價霧封層的耐久性、預估使用壽命具有良好的效果。
試驗方案
噴灑霧封層會形成一層薄薄的瀝青膜，會被車輛荷載逐漸磨耗，因此，本文主要根據霧封層的耐磨性，通過室內試驗和現場試驗相結合分析其耐久性。結合浙江地區高溫多雨、重載交通的特點，選擇典型橋面，通過室內試驗對比採用霧封層養護的路面與未養護路面的磨耗指標，通過現場試驗對比良好路面與水損害路面以及不同養護年份的耐磨性指標，根據耐磨性能評價霧封層預養護的養護效果和耐久性。本研究的現場試驗為改進的耐磨性試驗，通過對預養護後路表面瀝青膜的評價，可以評價霧封層的養護效果，預估其使用壽命。
室內測試與分析
在2014年，對浙江某地區2011年~2013年採用霧封層進行處理的3.0km橋面與未進行預養護的橋面分別進行取芯，送往位於英格蘭西北部橋蕾市的道路試驗所進行檢測，根據英國運輸研究院176款附錄G對芯樣進行加重磨耗試驗，分析採用霧封層養護橋面與未養護橋面的瀝青失重、車轍深度、磨損指數等指標。
通過檢測分析數據顯示，浙江某地區應用霧封層預養護技術增加了原路面骨料間的黏結力和表面鎖緊力，從而使路面抗損能力得到加強，可以有效地抵抗荷載的反覆作用，可以減緩瀝青質和骨料的流失，提高路面的抗車轍能力，降低路面磨損指數，經過養護後的路面在很長時間內保持一定的抗損壞能力，可見霧封層技術的養護效果顯著。
現場試驗
本文所採用的改進耐磨性試驗，能夠模擬輪胎與路面的接觸，通過測得的扭矩值，可以反映路表面瀝青膜的磨損情況，從而可以對霧封層的耐磨性進行評價，表徵其養護效果和使用壽命。測得的扭矩值越大，說明路表面瀝青膜較完整，相應的霧封層的耐磨性能就越好。
其中模擬輪胎與路面的作用力通過3個部分實現：（1）用橡膠墊模擬輪胎；（2）調節氣泵控制荷載；（3）利用扭矩扳手轉動橡膠墊180°。
類似於黏聚力試驗機，但做了如下修改：（1）底部的墊板可以拆卸，直接在被測路面進行測試，用調節旋鈕來控制外加荷載；（2）採用0~6N·m量程的扭矩扳手測量扭矩；（3）採用氣泵為試驗儀提供氣壓荷載；（4）在與測試面接觸的荷載端增加可以增強磨損的橡膠墊。
試驗步驟：
（1）用掃帚或毛刷清掃測試點附近的路面；（2）將儀器下部墊板取下，安放在路面上，調平儀器，把砝碼放置在儀器底部使其固定；（3）打開氣泵閥門，調節旋鈕到針盤指示器為0.5MPa的標準負載，向左轉動控制把手使得荷載加於路面上；（4）在1~2ｓ內轉動扭矩扳手，順時針或者逆時針轉動180°，以N·m為單位記錄扭矩。同一測點重複測試3次，記錄讀數。
試驗結果數據分析
良好路面與水損害路面指標對比
以養護時間和相同荷載為條件，從2012年~2015年浙江某地區採用霧封層養護的5.9km橋面中分別選擇了4座橋的左幅作為試驗對象。通過雷達隱性探傷技術確定水損害區域，對同一養護路段良好路面與含水或唧漿區域進行改進耐磨性試驗。A點在隔離帶處；B點在一車道輪跡線上；C、D點在三車道輪跡線上。
通過對採用霧封層養護的A、B、C、D等4座橋的雷達探測調查，共發現14處水損害（其中7處含水，7處唧漿），選擇良好路面13處作對比，共計27個測試點。在每個測試點處進行改進的耐磨性試驗，每處測試點平行進行3組試驗，結果取平均值。
結果表明：路面狀況良好區域的耐磨性指標平均值為1.18N·m，唧漿處耐磨性指標均值為1.13N·m，相比良好區域降低了4.2%；含水路面耐磨性指標平均值為1.02N·m，相比良好區域耐磨性指標降低了13.6%。本研究採用的改進耐磨性試驗可以評價良好路面與損害路面的性能，可作為一種參考評價方法。
不同預養護年限指標對比
以不同養護年份分類，在同一行車方向的相鄰區域，對橋面進行耐磨性試驗。靠近中央隔離帶路面A點為預養護路面的標準參考點，因為該區域不會受到行車荷載的影響，保留原始預養護的特徵；第1或者第3車道的左右輪跡線的B點為預養護後路面性能分析的測試點。
以D、C、B、A等4座橋的改進耐磨性試驗數據分別表示霧封層預養護技術在第1、2、3、4年的耐磨性指標，並選擇了1座2012年以後未養護的橋面為對比。
輪跡線處耐磨性指標表示霧封層預養護在荷載和環境耦合作用下的耐磨性指標，中央分隔帶處耐磨性指標表示霧封層預養護僅受自然環境作用下的耐磨性指標，在同一年份，輪跡線處耐磨性指標明顯小於中央分隔帶處耐磨性指標。
為消除不同路段、不同年份的差異，以（中央隔離帶處耐磨性指標—輪跡線處耐磨性指標）/中央隔離帶處耐磨性指標表示磨耗率。
霧封層預養護的耐久性主要受自然環境因素和車輛荷載作用的影響，通過磨耗率可以表示車輛荷載作用對耐久性的影響因子。磨耗率均值為21.78%，可知相對於荷載因素，環境因素對霧封層使用壽命的影響更大。
根據養護橋面和未養護橋面的耐磨性指標對比結果和耐磨性指標隨養護年限的變化規律，可知改進的耐磨性試驗能有效反映霧封層預防性養護技術的耐久性。中央分隔帶處耐磨性指標在第3~4年下降到接近未養護路面的耐磨性指標（1.33N·m），說明霧封層預養護技術在自然環境作用下壽命為3~4年；輪跡線處耐磨性指標在第2~3年下降到接近未養護路面耐磨性指標（1.19N·m），說明霧封層在車輛荷載和自然環境耦合作用下使用壽命為2~3年。浙江地區霧封層預養護的使用壽命較短，主要與其高溫多雨、重車多、交通量大等特點有關，因此在霧封層養護3年左右，應該再對路面進行預養護。
結語
（1）推薦了基於工藝性能、使用性能和耐久性能要求的霧封層養護材料評價體系；基於霧封層的耐磨性，提出了室內試驗和現場試驗相結合的耐久性評價方法。
（2）室內試驗採用英國運輸研究院的加重磨耗試驗，通過對養護路面與未養護路面取芯測試，說明了霧封層技術能夠降低瀝青失重、車轍深度、磨損指數等指標，養護效果顯著。
（3）現場試驗使用本研究開發的改進耐磨性試驗儀，可以現場評價路面質量，判斷預養護路面是否發生水損害。耐磨性指標可以預估浙江地區某路面霧封層的使用壽命：霧封層在自然環境的作用下使用壽命為3~4年，在自然環境與車輛荷載耦合作用下使用壽命為2~3年。
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