CAP再生抗滑封層技術應用研究

劉偉宏

(廣西交通投資集團柳州高速公路運營有限公司，廣西 柳州 545001)

0 引言

近年來我國高速公路建設飛速發展，通車運營的高速公路規模越來越大。已建成的高速公路主要采用瀝青路面，隨著使用時間增加，瀝青路面會逐漸出現瀝青老化、麻面、磨光、松散、滲水、坑槽、裂縫等病害，路面養護任務日益繁重，養護資金投入也越來越巨大。如何采用預防性養護措施，盡量延長瀝青路面的使用壽命，保持高速公路的行車舒適性和安全性，降低運營養護成本，成為高速公路管養單位面臨的重要課題。目前瀝青路面預防性養護技術已有多種，但實際效果好、性價比高、方便實用而值得大力推廣的比較少。本文結合具體試驗工程，對新型的CAP再生抗滑封層技術在高速公路瀝青路面養護中的應用效果進行分析，并與已實施的其他瀝青路面養護技術進行比較，研究其推廣應用價值。

1 工程概況

本次試驗工程為廣西區內高速公路首次應用CAP再生抗滑封層技術，試驗路段選在柳州北環高速公路K939+000～K939+300上行線。柳州北環高速公路于2006年10月建成通車，雙向四車道，設計行車速度為100 km/h。主線路面結構為4 cmAK-13上面層+6 cmAC-20中面層+6 cmAC-25下面層，路面設計使用年限為15 年，目前已使用14年，瀝青路面相繼出現了各種病害。對于出現車轍、較多裂縫等病害較嚴重的路段，歷年來已進行了面層銑刨重鋪或熱再生處理。對于病害較輕微的路段，少部分實施了微表處或加鋪超薄磨耗層(AC-8)，大部分路段還有待處治。本次選取的試驗段路面已出現瀝青老化、麻面、松散、掉粒、輕微車轍、少量裂縫等病害。試驗工程實施時間為2019年10月，完工后至今已通車使用一年多。

2 CAP再生抗滑封層的主要材料及作用

2.1 CAP瀝青還原劑

CAP瀝青還原劑由改性乳化瀝青、活化材料、滲透材料、樹脂粘結材料等組成，是雙組份瀝青還原劑，可對瀝青混凝土進行滲透和粘結，激活老化膠質，恢復瀝青原有性能，提高原有瀝青的抗剝落能力，形成保護封層，延長道路使用壽命。

2.2 抗磨砂

抗磨砂為高強度、耐磨耗的研磨材料，通常為玄武巖機制砂，粒徑為1～6 mm，通過CAP粘結，嵌鎖松散的集料，增加摩擦力和耐磨性，使路面達到抗滑、降噪、耐磨、翻新的效果。

3 CAP再生抗滑封層施工工藝流程

CAP再生抗滑封層整體灑鋪前，先對試驗路段存在的少量裂縫(2條)進行修補處理，再對全部施工路面進行清掃，對起點和終點的接縫處貼標線紙進行保護。CAP再生抗滑封層厚度超薄，完工后為6 mm。其施工過程共分四個步驟，用時3 h左右：

(1)第一步，同步灑鋪滲黏層CAP和抗磨砂：由同步封層施工車以6 km/h的速度均勻灑鋪材料，CAP灑鋪量為0.9 kg/m2，抗磨砂為5.5 kg/m2。該試驗段長300 m，耗時3 min就能全部灑鋪完畢。

(2)第二步，膠輪壓路機碾壓作業：底層CAP和抗滑砂灑鋪完畢后，需養生2 h，然后開始用膠輪壓路機碾壓4～5遍，使CAP充分包裹抗磨砂，讓灑鋪層更平整密實。

(3)第三步,灑鋪封固層CAP：經壓路機碾壓4～5遍后，立即再灑鋪封固層CAP，灑鋪量為0.6 kg/m2，用時3 min。

(4)第四步,二次碾壓及開放交通：灑鋪完封固層CAP后，需養生1 h，然后用膠輪壓路機再次碾壓2～3遍，即可開放交通，正常使用。

4 CAP再生抗滑封層試驗段使用效果分析

試驗路段施工完成后，對路面外觀質量和使用性能進行了持續的跟蹤觀測，其路面性能指標[1-2]檢測結果見表1。

從檢測結果看，試驗路段采用CAP再生抗滑封層處治后，路面的抗滑、防水性能均有明顯提升。通車9個月后，路面抗滑值和構造深度基本穩定,通車一年后，路面抗滑值和橫向力系數仍然較高，抗滑性能好，路面不滲水，外觀平整密實，無松散脫粒現象，無新增病害，達到了預期效果。CAP再生抗滑封層技術能有效封閉路面進水通道，避免路面水損壞，通過提高原有瀝青的粘附性和集料的嵌鎖作用，大大提高了路面摩擦系數，恢復和改善了路面的使用性能。

表1 試驗段路面性能指標檢測結果表

5 CAP再生抗滑封層與其他路面養護技術應用效果對比

柳州北環高速公路歷年來主要采用了微表處、加鋪超薄磨耗層(AC-8)、銑刨重鋪、就地熱再生、CAP再生抗滑封層等技術進行路面養護，現將各種技術的實際應用效果進行對比，詳見表2(表中數據為2020年11月檢測結果)。

表2 歷年主要養護措施及使用性能數據對比表

5.1 使用性能對比分析

5.1.1 抗滑性能

從表2看出，CAP再生抗滑封層試驗段的抗滑值和橫向力系數明顯高于其他路段，與同期實施的超薄磨耗層(AC-8)、銑刨重鋪(AC-13)、就地熱再生(AC-13)路段相比，衰減更少，抗滑性能保持更好。構造深度方面，只有微表處路段相對偏低，其他路段都比較高。

5.1.2 防水性能

各路段基本不滲水，防水性能良好。

5.1.3 新增病害情況

微表處路段出現了大面積的推移擁包；加鋪超薄磨耗層路段出現了一些反射裂縫；其他路段沒有出現新增病害。

5.2 應用效果對比小結

從以上對比可以看出，CAP再生抗滑封層試驗段使用性能良好，優于微表處和加鋪超薄磨耗層(AC-8)路段，使用一年后的抗滑性能也好于同期的銑刨重鋪路段和就地熱再生路段。

6 效益對比分析

將CAP再生抗滑封層技術與柳州北環高速公路已實施的其他路面養護技術進行經濟、環保及其他有關方面的效益比較分析。各路面養護技術的實施單價、年均費用、施工作業耗時等見表3。

表3 效益對比分析表

6.1 經濟效益

由表3可知，CAP再生抗滑封層的單價最低，只有銑刨重鋪磨耗層(2 cmAC-8)單價的34%，銑刨重鋪(4 cmAC-13)單價的22%，就地熱再生(4 cmAC-13)單價的37%；按預計使用年限計算，其年平均費用也是最低的，比銑刨重鋪磨耗層(2 cmAC-8)降低46%，比銑刨重鋪(4 cmAC-13)降低34%，比就地熱再生(4 cmAC-13)降低40%。微表處雖然費用也較低，但使用效果不理想。相比而言，CAP再生抗滑封層具有更高的性價比。

目前柳州北環高速公路尚有70萬m2路面需要養護處治，其中大部分路段(約50萬m2)只存在瀝青老化、麻面、輕微掉粒等較輕的病害，如果這些路段采用CAP再生抗滑封層技術進行養護，相比銑刨重鋪磨耗層(2 cmAC-8)每年可節約養護費214萬元，相比銑刨重鋪上面層(4 cmAC-13)每年節約127萬元，相比就地熱再生(4 cmAC-13)每年節約169萬元，經濟效益十分顯著。

6.2 環保效益

CAP再生抗滑封層施工為直接加鋪，不銑刨原路面，不產生廢料；抗磨砂使用玄武巖或輝綠巖集料中1～6 mm這檔不常用的“廢料”，充分利用了材料；常溫施工，不用加熱，能耗較低。相比加鋪磨耗層(AC-8)和銑刨重鋪等路面養護技術，CAP再生抗滑封層能夠降低資源消耗，減少污染，降低施工能耗，是較為環保的方案。

6.3 其他效益

CAP再生抗滑封層工序較少，施工便利，占道施工的時間最短，對公路交通的影響相對最小，更加安全，社會效益更好。

7 結語

通過實施試驗工程和對試驗路段的跟蹤觀測，表明CAP再生抗滑封層使用效果好，能很好地恢復和提高舊瀝青路面的抗滑、防水等各項使用性能，延長路面的使用壽命。

經過對比分析，可知CAP再生抗滑封層性價比更高，具有良好的經濟、環保等多方面效益。

綜上，CAP再生抗滑封層技術應用效果好，經濟效益高，施工方便、環保，是一項值得推廣應用的新型瀝青路面預防性養護技術。