瀝青路面CAPE封層預防性養(yǎng)護技術分析

陳華鋒

（上饒市鄱陽公路事業(yè)發(fā)展中心，江西上饒 333100）

0 引言

CAPE 封層技術是預防性養(yǎng)護的方式，通常在路面出現損壞前開展處理。在新建設或者養(yǎng)護現場施工中，通過使用CAPE 封層技術可以提高路面的抗滑性、防水性、平整性，達到降低成本造價的要求，延長瀝青路面的使用壽命，因此被大量地應用到國外的公路項目中。但是，我國對CAPE 封層技術的應用相對不足，造成很多單位和技術人員對于該技術的了解不夠深入，也無法掌握實際情況，所以還要加強探討和分析?；诖耍韵路治鯟APE 封層技術的原理和應用，探討施工工藝，希望為我國公路工程領域的全面發(fā)展產生積極的作用。

1 CAPE 封層施工技術原理

在碎石封層施工后，表面開展稀漿封層結構施工，并制作為復合瀝青路面形式，這就是CAPE 封層路面形式。從工程實際情況分析了解到，這種形式的路面密實度較高，平整度達標，抗滑性、抗裂性較高，施工成本較低，壽命較長，所以被大量地應用到養(yǎng)護實踐中，尤其是一些沒有發(fā)生病害的路面養(yǎng)護中，在新建路面時，面層攤鋪施工也可以應用該技術。CAPE 封層結構內，碎石封層膠結材料能夠達到防水的效果，且碎石有耐磨、抗滑性能方面的要求；稀漿封層施工后，促進碎石之間嵌擠性能的提升，填充效果達到規(guī)定要求。較之其他的路面養(yǎng)護施工技術來說，CAPE 封層技術可以應用到結構穩(wěn)定或者輕微沉降問題的路基中，保障道路的平整性、舒適性滿足要求，防止發(fā)生揚塵的問題，達到環(huán)保性要求；CAPE 封層復合路面的壽命較長，且現場施工中人力、物力使用量較少，可以快速恢復交通通行，不會給道路交通產生嚴重的負面影響。

2 CAPE 封層施工技術的應用

2.1 工程概況

某公路項目經過長期的運營，有很多重載車輛進入道路內通行，所以某些部位出現了輕微裂縫的損害問題，局部位置上的平整度比較差，一些瀝青路面發(fā)生老化的問題。在經過現場分析發(fā)現，有些面層結構的抗滑、耐磨性降低，嚴重影響交通通行的質量，舒適性、安全性都比較差，無法達到交通通行的標準要求。為了防止路面原病害問題的進一步擴大，公路管理單位經過現場綜合分析，技術人員確定應用CAPE 封層預防性養(yǎng)護技術進行施工，以恢復道路交通的通行質量。在養(yǎng)護實施前，先選擇一段典型的道路進行分析，使用長度3m 的直尺檢測平整度，并利用偏轉輪拖車法檢測偏離性，通過使用橫向力系數法檢測道路抗滑性，再利用式（1）檢測確定病害橫向力系數。

SFC

經過現場實際測量和計算分析，該路面病害問題平整度均為8.5mm，抗滑性為3.6，規(guī)范值需要控制在4.0～7.0mm。由此可見，該路面的抗滑性、平整性都有了一定程度的下降，但是病害問題并不是很嚴重，應用CAPE 封層預防性養(yǎng)護施工技術可以滿足要求。

2.2 CAPE 封層設計

2.2.1 封層類型

CAPE 封層施工中，碎石封層和稀漿封層的基本原理是不同的，技術參數的確定應根據現場實際情況而定。在碎石封層施工后，路面結構的磨耗、抗荷載性能不斷提升，使路面具備較高的抗剪切性能；稀漿封層是利用滲透方式的填充到下部結構層，從而達到整體性能的要求的。CAPE 封層施工中，上部稀漿封層主要是粗型封層與中型封層兩種，目前我國應用的碎石材料粒徑有5～10mm、10～15mm 兩種，粒徑減小，抗滑性、抗裂性會越低。

同時，應用CAPE 封層施工技術并非將碎石封層與稀漿封層簡單疊加，而是通過碎石封層實現防水、抵消荷載提升抗滑性能，且利用稀漿封層結構實現鎖定碎石、滲透填充功能，能夠提高工后路用性能。根據國外應用CAPE 封層施工的經驗，考慮到路面的運行情況，分析了解各項技術參數，選擇最佳的材料類型。

2.2.2 原材料要求

瀝青路面病害問題較為常見，受到材料性能、技術參數影響，所以在具體的養(yǎng)護施工中，必須加強原材料質量監(jiān)督與管理，從而提升施工效果。

（1）膠結料

CAPE 封層施工中，膠結料是核心材料。除此之外，可以根據不同養(yǎng)護要求，選擇不同材料，如改性瀝青、乳化瀝青等都是常見的膠結材料。改性瀝青通常是在碎石封層中應用。在實踐中，改性瀝青在現場加工中，根據工程要求設置采樣口，并且隨時進行膠結料的檢測，并且配置相應的攪拌設備、存儲設備。為了預防改性瀝青的離析、凝聚等問題，應在改性瀝青的使用中加強檢測，分析了解其性能，才能更好地消除存在的問題。CAPE 封層結構稀漿封層，乳化瀝青的使用量要明顯少于下部結構，且要考慮到項目的攪拌時間、成型時間、黏附性等特點，滿足工程建設需要，保障工程質量合格。

（2）礦料

粗集料一般應用安山巖、石灰?guī)r等材料制作形成，對于道路重載的區(qū)域，應采用玄武巖材料制作。為了提高粗集料的性能，可以學習和了解國際上應用消石灰處理酸性材料的方式，還可以按照技術標準加入必要的抗剝落劑，從而使乳化瀝青酸堿度達到要求，集料性能完全符合標準。

（3）填料

填料的選擇極為重要，使用干燥性好、無結團的水泥、礦粉或者消石灰的材料，從而使材料級配性能合格，具備較高的穩(wěn)定性、強度性能，達到使用的標準。

（4）添加劑

在混合料中，會加入有機類、無機鹽類的添加劑材料，確保拌和時間、性能參數等處于合理的范圍內，添加劑的性能對于材料的性能有直接的影響，如果選擇種類或者加入比例不當，極易造成養(yǎng)護效果無法滿足要求。

此次公路工程中，對于病害路面采用CAPE 封層養(yǎng)護技術，使用9.5～13.2mm 的橡膠瀝青碎石材料制作稀漿封層結構，橡膠施工量為2.0kg/m，碎石厚度最大15mm。半剛性基層現場施工環(huán)節(jié)，按照施工工藝方案的要求開展透層油的噴灑施工，以滿足現場施工的要求，通常應確保瀝青材料的使用量按照原設計方案適當增加10%～20%左右，這時可以不噴灑透層油。在現場施工中，根據實際情況了解到CAPE 封層結構膠形式，按照規(guī)定要求開展設計，以提升結構性能要求，確定最佳的CAPE 配合比計算公式，但是為了能夠提升稀漿填充效果，達到抗載荷的要求，碎石封層的碎石撒布量應比普通碎石封層減少10%。稀漿封層施工中，要保證級配性能合格，確保施工后沒有石料裸露在地表的情況。

2.2.3 稀漿封層級配

在確定CAPE 封層結構形式以及材料之后，還要確定級配參數，以達到封層結構性能的標準。在稀漿封層級配確定時，對材料的和易性有足夠的了解，不能出現施工中斷的情況，以免出現離析的問題。為了預防CAPE 封層施工中出現材料飛散、表面不均勻、大粒石卡住攤鋪機槽沿，導致在攤鋪環(huán)節(jié)出現劃痕的情況，應將粒徑控制在合理范圍內，這是提升施工效果的關鍵。

2.3 CAPE 封層施工工藝

2.3.1 下承層處理

在正式養(yǎng)護施工前，組織技術人員進行下承層結構的檢查，如果有缺陷問題存在，需要及時消除病害問題，才能提高施工的效果。CAPE 封層施工工藝和普通碎石封層與稀漿封層是基本一致的，所以此次項目在施工中應對下承層結構出現的輕微裂縫、坑槽、車轍、松散等問題，采用CAPE 封層施工技術完成。坑槽病害問題，按照圓坑方補的基本原則，開槽達到穩(wěn)定性后，才能將表面的松散材料清理掉，再使用合格的填料填充槽內，保證攤平壓實參數滿足工程質量和標準要求。如果裂縫寬度小于1.0mm，一般不會進行碎石封層施工；如果裂縫寬度超過1.0mm，應進行灌縫施工，并落實表面封層施工。

原路面如果有輕微泛油的問題，需要合理調整瀝青使用量以及碎石使用量；對于嚴重泛油的問題，選擇應用最佳方式開展處理，主要是通過油包或者泛油路面清理，再通過冷補或者熱補的方法處理。對于車輛推移所造成的深度超過1.0cm 的車轍病害問題，利用切割或者銑刨方式處理，然后修補作業(yè)，在完成后再進行碎石封層的攤鋪施工；基于強度性能降低、水穩(wěn)定性不合格的基層來說，引發(fā)的車轍病害問題需要先處理基層病害，在基層結構性能合格后，才能開始碎石封層的施工。松散路面在施工前，先將松散的物料清理干凈，重新攤鋪路面結構，以確保整體的性能符合要求。

2.3.2 碎石封層施工

碎石封層施工中，要想達到施工效果，其路面表層的溫度應超過30C，倘若地表溫度低于15C 時，不能開展施工。瀝青撒布溫度要結合不同膠結料的類型選擇確定，如表1 所示。現場組織人員開展瀝青溫度檢測，不合格時禁止施工。

表1 施工溫度

異步碎石封層施工中，石料撒布需要在瀝青噴撒后立即進行，一般兩個施工工序間隔5～10m 左右。撒布碎石前，應確保瀝青路面結構的溫度在80C 以上，碎石溫度控制在60C 以上。同步碎石封層結構，其封層車應把瀝青、碎石同時鋪設到路面上，確保瀝青和石料快速結合，并且受到外部荷載作用而提升結構的強度。這種情況下，瀝青結合溫度超過120C，且黏結性合格。因為流體表面張力的作用，導致熱瀝青材料沿著石料表面爬升，其高度應為石料高度的2/3為宜，且石料表面會出現半月面，覆蓋石料70%的表面，從而達到結合性能的要求。碎石撒布施工，應加強覆蓋率的控制，通常要超過80%，如果無法達到這一要求，采取人工方式補充撒布施工。對于局部撒布不合格的情況，施工人員應及時調整處理。碎石撒布工作結束后，投入設備進行碾壓施工，初壓溫度在65C 以上。碾壓工作全部完成后，對表面散落的石料進行清理處理。碎石封層工作完成后，需要加強交通管制，確保車輛行駛速度控制在40km/h 以內。

2.3.3 稀漿封層施工

稀漿封層施工的環(huán)境尤為重要，應選擇干燥、溫度較高的季節(jié)進行施工，且現場溫度在不能小于15C，如果有降雨的情況，需要立即停止施工。碎石封層施工完成的一段時間內，在碎石和膠結料達到穩(wěn)定性要求后將表面碎石清理干凈后，再進行稀漿封層的鋪設施工，通常兩者間隔在7d 以上。稀漿封層攤鋪施工，采取兩次攤鋪的方式，第一層達到固化成型且碾壓達到密實度標準，才能開始第二層的攤鋪施工，通常兩者間隔在7d 以上。稀漿封層施工階段，加強現場控制，消除離析的問題。因為運輸、振搗等導致的離析問題，一般都是在橫向接縫位置上出現，所以在封層施工中應加強攤鋪交接位置的控制。如果發(fā)現兩車交接部位有質量問題，應及時清理掉，再進行后續(xù)的攤鋪施工。

在材料裝載的環(huán)節(jié)，需要使用裝載機在不同位置上裝載施工，且從集料堆底部向上反復攪拌多次使用，再進行裝載施工，以消除離析的問題。稀漿封層車的拌和筒尺寸嚴格控制，還要確保攪拌的速度符合要求，從而提升稀漿材料的質量，以免產生嚴重的質量問題。攤鋪槽內分料軸的軸距、槳葉高度、數量以及安裝角度都必須嚴格控制，提升拌和的效果，以免給工程的質量造成不利的影響。稀漿封層施工中，車輛行駛速度嚴格控制，這是影響攤鋪效果的關鍵?；旌狭系臄備佀俣确弦?，材料供應充足，不能發(fā)生離析、分離等問題。

在現場施工中，不能直接給攤鋪箱內噴水處理，否則會導致材料發(fā)生質量問題。如果溫度不合格，會造成稀漿層與下層結構結合性較差，成型后的稀漿層也會出現松散、破碎等問題。如果現場攤鋪施工的路面、環(huán)境溫度在15C 以內，并且有持續(xù)下降的趨勢，禁止開展施工；如果在施工之后的24h 有凍結的危險，禁止開展施工。雨季施工時，隨時了解天氣變化情況，避免雨水把路面瀝青沖刷掉，發(fā)生封層松散的問題，所以應結合天氣變化采取合理有效的應對措施。稀漿封層施工后，加強交通管制極為重要，在表面固化之前，禁止任何車輛進入作業(yè)現場。在整個施工中，由于人為、設備或者其他因素造成路面損壞，應立即組織人員修補處理，以免缺陷面積的進一步增大。通常來說，稀漿封層施工后的1h，即可開放交通通行，但是應限制重載車輛駛入。在剛剛開放交通的時期，混合料的強度比較低，還不能達到正常交通通行的需要，所以必須加強交通管制，對車輛載重、行駛速度等進行控制，且叮囑過往車輛，不能存在急剎車、急轉彎、調頭等操作，以免給路面造成嚴重的傷害。

3 結語

綜上所述，瀝青路面CAPE 封層預防性養(yǎng)護施工方式有著較高的綜合效益，可以提升道路通行質量水平。在瀝青路面出現輕微病害問題之下，采取CAPE封層養(yǎng)護施工技術，及時修復病害的問題，從而確保結構的施工效果。該施工方式工期短、效率高，可以盡快恢復路面性能。但是也要注意，下承層病害問題應先行處理，且要落實碎石封層、稀漿封層的質量控制，確保各層銜接效果合格，提升養(yǎng)護質量水平。