淺談開普封層預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)要點

吳振宇

摘 要：近年來，隨著“低碳、環(huán)?！钡壤砟畹牟粩嗌钊耄G色交通、低碳交通成為了公路建設(shè)發(fā)展的主流趨勢，越來越多新型環(huán)保技術(shù)被用于公路養(yǎng)護工程。開普封層技術(shù)作為一種高效、經(jīng)濟性良好的預(yù)防性養(yǎng)護工藝，在公路維修養(yǎng)護中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。本文在充分了解開普封層技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對開普封層預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)要點進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：開普封層;技術(shù)特點;工程概況

中圖分類號：U418.6 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

伴隨社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國交通事業(yè)蒸蒸日上，公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴大。如何能夠在保證瀝青路面路用性能的基礎(chǔ)上，還能加快進度、節(jié)約成本，是公路行業(yè)關(guān)注的焦點。開普封層技術(shù)是以碎石封層為下承層，微表處為面層的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)兼顧了碎石封層和稀漿封層/微表處的優(yōu)點，施工便捷、工期短、便于維修，且具有良好的抗滑性能和耐久性。因此，做好開普封層預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)研究具有重要意義。

1 開普封層的技術(shù)特點

作為一種復(fù)合表面磨耗層，開普封層是指在碎石封層之上進行的稀漿封層或微表處罩面施工。通過兩者的結(jié)合，可以有效提高路面的使用性能。在施工材料選擇當(dāng)中，可根據(jù)工程的具體情況，采取不同的材料，比如改性乳化瀝青、橡膠瀝青、SBS改性瀝青等可用于碎石封層粘結(jié)材料。也可采用纖維碎石封層或纖維微表處等完成施工。相比其他預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，開普封層技術(shù)屬于致密性表面，密實性良好，可以避免石料等早期脫落，起到穩(wěn)固石料、防水、抗滑等功能。此外，還能保護路面，恢復(fù)路面使用性能，處治病害，防止病害進一步擴展，有利于延長路面的使用壽命。一般來講，在中低交通量公路新建工程開普封層可作為磨耗層使用。而在各等級公路預(yù)防性養(yǎng)護工程中開普封層則可作為罩面層使用。其特點如下：

（1）相比單一的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，開普封層結(jié)合了兩種工藝的優(yōu)點，在開普封層結(jié)構(gòu)當(dāng)中，底層為碎石封層，表層為加鋪的微表處/稀漿封層，這種組合式的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，可以充分發(fā)揮兩種工藝的優(yōu)勢，不僅具有良好的抗滑能力，還可以有效阻止反射裂縫產(chǎn)生與發(fā)展，同時，還具有優(yōu)良的抗?jié)B防水能力。

（2）開普封層施工受天氣等因素影響不大，在整個施工過程中均可通過機械設(shè)備完成，機械化程度高，施工方便、效率高，且不會過多干擾交通通行。

2 工程概況

某公路工程原設(shè)計為雙向四車道水泥混凝土路面，隨著沿線交通量的不斷增加，對本路段進行了全線水泥路面“白改黑”改造施工。改造后路面結(jié)構(gòu)形式如表1所示。

自本路段“白改黑”改造后已通車運營多年，路面又呈現(xiàn)出了大量病害問題?；诖?，本文在路況調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了病害原因，并提出了具體的養(yǎng)護方案。

3 路況調(diào)查及病害成因分析

經(jīng)實地勘查可知，本路段病害多為龜裂，且集中出現(xiàn)于行車道輪跡帶部位。一旦路面出現(xiàn)龜裂，下雨時水便會順著裂縫下滲到路面基層，在動水壓力作用下，極易產(chǎn)生集料脫落現(xiàn)象，甚至進一步發(fā)展為坑槽病害。基于此，本文對龜裂病害的產(chǎn)生原因進行了深入地探討。所得結(jié)論如下：

（1）改造路面已達到設(shè)計使用年限。自路面“白改黑”之后，通車運營時間長達10年以上，本文通過鉆芯取樣利用病害發(fā)生層位及龜裂病害發(fā)展走向可知，龜裂嚴重部位裂縫已貫穿至上面層，但中面層卻并未見裂紋，或少有裂紋出現(xiàn)。由此可以判定，裂縫是從上向下發(fā)展的，且集中于上面層。由此可見，本路段龜裂病害屬于較為典型的剪切疲勞裂縫，說明，在長期行車荷載和自然因素作用下，路面已達到了嚴重的疲勞狀態(tài)，基本達到了材料疲勞壽命的極限。

（2）交通量大、超載重載問題嚴重。近年來，隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的迅速發(fā)展，作為主要骨干線，本路段交通量大增，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2017年年交通量達到了1 727.3萬輛/年，2018年年交通量達到了1 879.7萬輛/年，2019年年交通量達到了1 958.9萬輛/年，2020年年交通量基本達到了2 000萬輛/年。近四年間，本路段交通量逐步增長，且在交通量當(dāng)中，貨車等10 t以上重型車輛交占比較大，存在嚴重超載重載現(xiàn)象。這種情況下，進一步加劇了路面疲勞破壞程度，進而產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。

4 路面養(yǎng)護方案的確定

根據(jù)上述分析，在全面了解龜裂病害原因的基礎(chǔ)上，針對本路段病害問題，特制定了以下養(yǎng)護方案。

（1）針對嚴重龜裂病害（裂縫寬度大，凹陷變形明顯），養(yǎng)護方案為“先銑刨掉瀝青面層，后重新鋪筑”。

（2）針對輕微龜裂病害（裂縫寬度小，凹陷變形不明顯），養(yǎng)護方案為開普封層預(yù)防性養(yǎng)護。

針對本工程，本文僅對輕微龜裂病害開普封層預(yù)防性養(yǎng)護為研究對象進行分析與探討。在重載渠化交通下，傳統(tǒng)的開普封層技術(shù)存在一定缺陷，比如極易產(chǎn)生脫皮、泛油、車轍，且噪音相對較大等缺點。針對此類問題，本文進行了一定優(yōu)化改進。即通過增加層間粘結(jié)、優(yōu)化微表處礦料級配、采用橡膠瀝青等方面入手，進一步提高開普封層的路用性能。

開普封層施工當(dāng)中，主要分為三層，即乳化瀝青底涂層、橡膠瀝青碎石下層和低噪音微表處上層。底涂層的作用是為了增強熱橡膠瀝青碎石層和舊路面之間的粘結(jié)性能。在本工程當(dāng)中，采用熱橡膠瀝青碎石封層作為下層，熱橡膠瀝青可以進入裂縫內(nèi)，填充裂縫空隙，且還能當(dāng)作應(yīng)力吸收層使用，進一步控制了反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。采用低噪音的微表處作為上面層，具有良好的抗滑、防水等功能。具體如下：

（1）乳化瀝青底涂層、根據(jù)本工程實際情況，可采用灑布量為0.3 kg/m2的改性乳化瀝青用于底涂層施工。

（2）橡膠瀝青碎石下層。在橡膠瀝青碎石下層施工當(dāng)中，碎石材料可采用玄武巖、輝綠巖等材料，其粒徑可控制在4.75 mm～9.5 mm或9.5 mm～13.2 mm之間，并在150℃控制石料加熱溫度。橡膠瀝青以70號、90號基質(zhì)瀝青為主，保證橡膠瀝青材料的各項性能滿足規(guī)范技術(shù)指標(biāo)要求。在具體施工當(dāng)中，1.0 kg/m2～1.5 kg/m2為橡膠瀝青用量范圍，可根據(jù)原路面實際情況和石料粒徑等條件對用量進行適當(dāng)調(diào)整。

（3）低噪音微表處上層。采用玄武巖等石料作為低噪音微表處集料，以BCR改性乳化瀝青為瀝青，保證各項指標(biāo)滿足技術(shù)要求。

5 開普封層預(yù)防性養(yǎng)護施工技術(shù)要點

在開普封層預(yù)防性養(yǎng)護施工當(dāng)中，具體施工流程為施工準(zhǔn)備—病害處治—橡膠瀝青碎石封層—碾壓成型—微表處—開放交通。主要技術(shù)要點如下：

5.1 施工準(zhǔn)備

為保證施工質(zhì)量，施工前，先做好施工區(qū)域的交通管制工作，并對施工機組的運行情況進行詳細檢查，保證機械運轉(zhuǎn)正常。同時，要清理干凈原路表，不得存有雜物、垃圾等。

5.2 病害處治

按照已確定的施工方案，針對原路面的嚴重龜裂病害，需先做好銑刨處治，隨后重鋪施工。針對輕微病害，則采用開普封層施工進行養(yǎng)護處治。待病害處治后，才能進行下一工序施工。

5.3 橡膠瀝青碎石封層

乳化瀝青底涂層噴灑后，即可進行橡膠瀝青碎石封層施工。在確保橡膠瀝青、碎石等材料配合比設(shè)計符合規(guī)定的前提下，需通過同步碎石封層車完成橡膠瀝青碎石下層施工，在整個施工過程中要保持勻速前行，且撒布質(zhì)量良好。對于局部灑布不均勻等現(xiàn)象，需補灑處理。

5.4 碾壓成型

完成上述施工作業(yè)后，即可進行碾壓成型階段。根據(jù)施工要求，碾壓時可采用25 t以上的膠輪壓路機進行多次碾壓，碾壓后需及時回收多余集料，防止出現(xiàn)夾層。

5.5 微表處施工

微表處施工受材料、氣候、施工現(xiàn)場條件影響很大，因此，必須嚴格遵循相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范進行施工，保證施工工序合理、科學(xué)。攤鋪之后，要指派專人緊跟封層車進行檢查，若出現(xiàn)漏鋪等情況，需及時修補。在混合料攤鋪過程中很容易因為超粒徑石料等問題產(chǎn)生刮痕，這種情況下，需及時消除，并填充新料、整平，保證微表處攤鋪表面平整、美觀。

5.6 開放交通

完成微表處施工，且達到養(yǎng)護施工要求，即可開放交通。

5.7 跟蹤調(diào)查分析

在開放交通1個月之后，對開普封層施工前、后的路用性能進行了測定，具體如表2所示。

由此可見，本路段采用開普封層預(yù)防性養(yǎng)護施工之后，路面性能得到了有效改善，且具有良好的施工效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，伴隨我國工程技術(shù)水平的不斷提升，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)在公路早期病害處治中得到了廣泛應(yīng)用。開普封層技術(shù)是碎石封層和微表處的結(jié)合，通過該技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提升抵抗反射裂縫的能力，改善路面表面功能，防止集料脫落，提高行車安全。因此，本文結(jié)合具體案例，通過工后路面鋪筑質(zhì)量檢測分析，最終得出開普封層應(yīng)用效果顯著，可提高路面的使用性能，延長工程使用壽命。

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