公路瀝青路面CAPE封層施工技術研究

盛宏彪

（江西省交通工程集團有限公司第四分公司，江西南昌 330000）

0 引言

CAPE 封層施工技術屬于預防性的養護措施，其一般應用于公路路面沒有發生損壞前時的養護。該施工技術不僅可以全面提升瀝青路面的抗滑和防水效果，也可以滿足瀝青路面平整度的要求且成本較低，還可以延長瀝青路面的使用壽命，所以被大量應用到公路工程領域內。雖然該技術優勢明顯，但是我國在應用時有較高局限性，主要是很多單位以及人員對于CAPE 封層施工技術的理解不夠深入，不能完全掌握技術要點和標準。基于此，要深入分析公路瀝青路面CAPE 封層施工技術，并加強技術應用和控制，希望為今后公路領域的養護以及施工提供幫助和支持。

1 CAPE 封層施工技術原理

在碎石封層結構的表面攤鋪一層稀漿封層后，形成符合公路運行需要的復合式瀝青路面結構，這就是CAPE 封層復合路面，這種方式不僅可以提高路面結構的性能，達到平整、密實的標準，還能降低養護成本，延長使用壽命。該技術應用在結構穩定且沒有出現嚴重病害問題的瀝青路面養護施工中效果良好，同時還可以在新建路面施工中得以應用。CAPE 封層結構中，瀝青路面經過同步碎石封層處治后,使路面具有良好的防滲水性能和抗滑性能；稀漿封層具有填充效果，可以充分鎖定碎石材料。較之其他路面養護方式來說，CAPE 封層技術應用在穩定或者少量沉降的路基，具有“白改黑”的特點，有效地提升路面平整度效果，舒適度比較高，現場施工還不會發生較大的揚塵，環保效果較好；封層使用壽命較長，且全部采取機械化作業，人工使用比較少，還能快速恢復交通，外觀質量得到提升[1]。

2 CAPE 封層施工技術的應用

2.1 工程背景

某公路項目在投入使用后受到較大的車輛荷載作用，所以路面表層出現了較多細微的網狀裂縫形式，局部平整度比較差，瀝青路面結構的材料老化比較嚴重，表層磨耗后抗滑性不斷降低，威脅道路通行安全性和舒適度。為了防止病害問題進一步的擴大，公路養護部門加強對于病害路段進行養護，選擇使用CAPE 封層施工技術完成。

2.2 CAPE 封層設計

2.2.1 封層類型

CAPE 封層結構內應用的碎石封層與稀漿封層的原理是不同的，所以施工中技術參數通過在實驗室內分析確定。碎石封層耐磨性好，具備抗載荷、抗剪性能；稀漿封層經過滲透后進入下部。CAPE 封層結構上部采用稀漿封層可以提高路面的通行效果，滿足舒適度、安全性的標準。在碎石封層中，目前只有5～10mm、10～15mm 兩種，粒徑越小，抗滑、抗裂性越差。需要注意的是，CAPE 封層并不是簡單進行碎石和稀漿封層結構的簡單疊加，而是進行優化設置，發揮碎石封層的耐磨、抗荷載效果，同時還要利用稀漿封層提高路面的舒適度。

我國的公路工程技術人員積極學習國外的相關經驗，總結CAPE 封層施工技術的各項技術參數，選擇合適的結構形式，具體可見表1。

表1 CAPE 封層組合類型選擇依據

2.2.2 原材料要求

瀝青路面發生病害問題后，其結構性能會受到較大的影響，導致其無法正常的投入使用，所以施工方案要從膠結料、礦料、填料、添加劑等方面控制，滿足施工要求。

（1）膠結料

CAPE 封層施工中比較常見的膠結材料是性能優越的普通石油瀝青，應用在其結構下部的碎石封層中。根據以往經驗，如果選擇使用改性瀝青現場加工方式，應在采樣口設置膠結性能的檢測設備，并進行實時性檢測，同時配置具備攪拌性能的存儲設備。為了避免材料出現離析、凝聚等情況，在改性瀝青膠結料使用前進行性能檢測，合格后才能投入使用。CAPE 封層結構的上部稀漿封層極為重要，所以要加強制作環節的控制，測定攪拌時間、成型時間、黏附性等參數，達到工程技術標準[2]。

（2）礦料

粗集料使用安山巖、石灰巖等材料加工制作，對于重載車輛通行較多的區域采用玄武巖的集料制作。為了確保粗集料的性能合格，要積極學習國外采用消石灰處理酸性石料的方法。與此同時，按照工程要求加入抗剝落劑，對乳化瀝青酸堿度進行調節，保證綜合性能合格。

（3）填料

填料選擇應用干燥疏松且無結團的水泥、礦粉、消石灰等制作，保證礦料級配處于合理的范圍內，以保證結構穩定性與強度。

（4）添加劑

使用有機類、無機類的添加劑可以調節混合料的性能，使其拌和時間、性能得到很大的改變，必須保證添加劑的加入不會對材料產生不利的影響，且根據實際需要進行加入比例的控制。現場技術人員要加強加入材料比例的控制，保證每項材料都符合配合比的標準。通常半剛性基層表面碎石封層施工時還要噴灑透層油，但其他的結構在攤鋪現場施工中，瀝青材料的使用比例應增加10%～20%，可以不噴灑透層油。在明確CAPE 封層結構形式的基礎之下，根據碎石封層以及稀漿封層的配合比設計要求展開設計，但是為了提高稀漿封層混合料填充效果，抵抗上部荷載、抗磨耗碎石材料充足，碎石封層在確定撒布量時應該比普通碎石封層撒布量少10%左右。因此，應對稀漿封層的級配加強控制，確保填充后碎石不會裸露出封層。

2.2.3 稀漿封層級配

確定好CAPE 封層組合形式以及原材料質量合格后，還要加強稀漿封層的集料級配控制。同時，加強級配參數的控制，保證混合料的和易性，且封層施工要保持連續進行，不會發生離析的問題。為了防止CAPE 封層出現大料分散、不均勻、大粒徑材料卡住的情況，表面不能存在劃痕，所以要加強大粒徑材料的控制，以免影響工程的正常使用[3]。

2.3 CAPE 封層施工工藝

2.3.1 下承層處理

在現場開始施工前，嚴格控制下承層結構質量，如果有缺陷問題，必須立即采取措施處理。CAPE 封層施工工藝和普通碎石封層、稀漿封層一致，在此次公路項目的瀝青路面下承層存在輕微裂縫、坑槽、車轍、松散等問題。因此要加強下承層結構的處理，保證封層的施工效果合格。坑槽病害的處理要根據圓坑方補的處理方式，開槽到穩定層后將浮料清理干凈，再將填料補充到坑槽內，攤鋪、壓實達到設計標準。裂縫寬度在1mm 以下要及時進行封層施工，寬度超過1mm 的情況要進行灌縫處理，然后開始進行碎石封層施工。原路面存在泛油問題后，通過調整瀝青比例、碎石比例方式解決，如果有嚴重泛油問題，應選擇合適方式切除油包或者銑刨處理，再鋪設冷補料或者熱拌料進行填充。車輛行駛時造成的推移而出現的深度超過1cm 的車轍，應及時切除路面或者銑刨修補，再進行碎石封層攤鋪施工；基層強度不足、水穩定性不合格而造成的局部沉降問題，要先處理基層結構，在基層達到設計強度后，再開展碎石封層施工。路面松散問題發生后，及時將松散部分清理掉再重新鋪設施工，確保新路面和原路面穩定連接[4]。

2.3.2 碎石封層施工

橡膠瀝青材料黏度比較高，并且會受到溫度的影響，所以在此次工程項目中要加強橡膠瀝青罐及升溫罐溫度的控制，分別為160℃±5℃和185℃±5℃。只有地表溫度在20℃以上，環境溫度在15℃以上，才能進行橡膠瀝青碎石封層施工。碾壓現場施工中，當下承層溫度在40℃以上時，碾壓時間不超過20min；當下承層溫度在18℃～40℃時，碾壓時間在10min 以內。如果地表溫度在15℃以下，禁止開展碎石封層施工。碎石封層施工環節，撒布瀝青材料要結合膠結材料控制，達到溫度的要求才能提高工程質量。異步碎石封層現場施工，石料撒布需要在瀝青噴灑后及時進行，兩者間隔5～10m，且碎石撒布前要進行溫度控制，瀝青溫度在80℃以上、碎石溫度在60℃以上。同步碎石封層施工環節，全部通過專業的設備進行撒布施工，確保瀝青與碎石快速結合形成整體。

為了提升結構的黏結性，瀝青與石料溫度在120℃以上為宜。因為流體表面存在張力，所以撒布碎石后瀝青材料會緩慢地向上爬升，這樣在碎石表面形成半月面，瀝青材料包裹碎石面積超過70%，以達到施工的質量標準。碎石撒布量要整體覆蓋路面80%以上，邊角位置不合格情況下應采取人工補撒處理，撒布工作結束后及時應用輪胎碾壓處理，再將路面表層存在的對于碎石料清理干凈。在碎石封層施工后，即可開放交通，但車輛速度不能超過40km/h。

2.3.3 稀漿封層施工

稀漿封層現場施工需要在高溫干燥的季節中進行，但是稀漿封層應在碎石封層施工后且碎石與膠結材料穩定結合，并清理掉多余的碎石材料，該環節時間間隔為7d。稀漿封層施工要分為兩次進行，第一次經過碾壓結合后，再進行第二次的施工，兩層攤鋪的時間間隔在7d 以上。同時，要加強混合料質量檢查和控制，避免發生離析的問題，并根據以往工程的經驗組織專業人員全面控制。此外，還要加強對車輛攤鋪箱在前封層的重疊寬度、離析部位的全面清理，然后重新鋪設施工。

稀漿混合料攪拌的質量比較關鍵，其性能參數受到拌和筒長寬、拌和軸轉向、轉速、安裝角度等方面影響，所以在稀漿封層作業前要做好上述各項參數的計算分析，加強參數控制。因為稀漿封層現場施工時受到封層車輛行駛速度的控制，所以攤鋪環節應確保封層車按照設計速度行駛，材料供應連續進行，并且攤鋪結束后的混合料內水分及乳化瀝青材料都要滿足設計標準。稀漿封層現場施工完成后，加強現場交通管控，禁止任何車輛進入施工現場。

通常在稀漿封層施工后1h 即可開放交通，如果施工路段的重載車輛通行量且交通流量大，需要在稀漿封層攤鋪30min 后應用輪胎壓路機碾壓一遍，將封層中水擠出，保證結構強度、密實度合格后，才能開放交通通行[5]。

3 瀝青路面施工質量控制策略

3.1 明確施工質量評價指標

公路工程養護管理單位要對現場的狀態展開全面的分析，執行設計標準和規范要求，對瀝青路面的結構質量展開評價與分析，為后續的工程質量管控、施工方案確定提供基礎。因此，在瀝青路面的施工環節，現場作業人員根據材料檢測結論、路面質量檢查報告、質量評價結果作為基礎，準確地評估確定瀝青路面施工質量是否合格，并結合現場的需要采取合理有效的應對措施。以集料為例分析，其堅固性要達到35%～40%，并且材料的安定性達到15%左右。根據施工標準和要求，加強針入度、黏度、性能分級的控制，以消除不合格的情況，保證公路工程的質量合格。

3.2 做好材料管理工作

為了防止施工材料質量問題而影響瀝青路面的質量，必須加強材料質量和其性能的控制，確保現場施工材料的質量符合標準。具體來說，材料管理要做好如下幾項工作：第一，選擇合適的材料。以工程的設計方案、公路等級、現場環境等要素，加強各種原材料指標控制，按照招投標結構訂立采購合同。在合同簽訂時，要明確具體的材料性能指標、運輸周期以及供應計劃等。第二，加強材料質量檢查。在材料進入現場后，管理人員進行材料的數量、規格、型號、技術報告檢查，如果發現資料不全面，及時和供應單位保持聯系，更新技術資料，如果發現不合格，禁止投入工程中應用。比如某公路改擴建項目中，根據標準要求選取12kg 的水泥樣本進行檢測，從20 個不同部位進行樣本抽取。對碎石材料的檢測，在同批次、總量300m3以內的砂石選取12kg 樣品，分別從頂、中、底的部位抽取。第三，試拌作業。將檢驗合格的材料制作混合料，執行配比參數，并檢測性能指標，不合格及時調整。第四，加強瀝青攪拌的控制，現場人員做好材料的稱重控制，確保混合料的各種材料加入量合格，以滿足工程的總體性能標準。

3.3 加強工程質量管控

加強瀝青路面現場施工環節技術人員的控制，并落實旁站監理工作。在現場施工情況與設計方案、技術標準存在差異時，或者人員存在違章作業情況，監理人員應及時制止相關人員，并針對檢測進行技術指導。同時，技術人員要加強瀝青材料性能檢測，并保證供應數量合格，以滿足連續施工的要求。嚴格落實工藝方案的控制，使得攤鋪、碾壓等階段處于全面管控范圍內，并對鋪設完成的路面進行高程、橫坡、縱坡等方面控制，及時調整偏差；加強設備檢測和控制，保證性能符合要求，一旦存在故障問題，及時采取維修措施。

4 結語

通過對此次公路工程案例方面進行分析，發現應用瀝青路面CAPE 封層施工技術可以提升瀝青路面結構性能，滿足道路交通通行的需要。在路面發生輕微病害問題時，及時應用CAPE 封層施工技術處理，將路面結構的性能恢復到最佳的狀態，使結構性能符合要求，滿足工程的運行標準。因此，CAPE 封層施工時要加強各個環節的控制，以盡快恢復瀝青路面結構的性能，促進養護水平的提高，為我國公路工程事業發展奠定基礎。