开普封层技术在路面预防性养护中的应用
摘 要：结合开普封层技术施工流程，对开普封层施工质量影响因素进行总结，提出了开普封层技术要点，并对开普封层技术的应用效益进行分析，以确保路面预防性养护的质量，促进开普封层技术的优化发展。
关键词：开普封层技术; 路面预防性养护; 应用;
1 开普封层技术的特点
开普封层(Cape Seal)是碎石封层系统(Chip Seal)与稀浆封层系统(Slurry Seal)的结合，开普封层通过底层和面层的有效结合，能够提供一个密实的表面，较好地稳固石料，防止碎石封层粒料早期脱落，同时起到防水和抗滑的作用，能有效保护路面。特别是在春夏交替季节实施，随着地面气温的升高，经过行车碾压会进一步密实，效果更加突出；施工中沥青、石料必须到位，道路施工为全机械化施工，施工方便、速度快，在天气良好的情况下，乳化沥青破乳快，开放交通的时间短。G30高速公路武山境内在5月上、中旬进行了碎石封层，5月下旬进行了稀浆封层，平均每日可完成2公里左右。开普封层的整个施工过程全部由专用设备完成，维修养护操作简易；常温施工，降低能耗，不释放有害气体，真正实现节能减排；与单独的稀浆封层或碎石封层相比，更加有效解决了公路路面老化横纵向裂缝反射严重的病害，延长公路使用年限。
2 开普封层施工关键技术
开普封层施工步骤有：路况调查→施工准备→铣刨→碎石封层施工→碎石封层养护→微表处施工→养护成型，其中，碎石封层施工和微表处施工可视为两个独立的过程，碎石封层与微表处的施工间隔一般控制在7-20天，施工间隔时间要充分保证碎石封层基本成型。考虑到高速公路的交通特点，本工程采用了铣刨1.5cm+碎石封层和微表处同步施工的技术，实现了高速公路尽快开放交通的要求。
2.1 路况调查及原路段治理
先对原路段进行调查，在正式施工前需对道路原有病害进行治理。对于旧路面具有的横缝、纵缝，需对裂缝、坑槽进行补修，以恢复路面的平整性。施工段路面上有废物与垃圾会造成施工质量不佳，需要提前对路面进行清扫，保证路面的清洁。先采用扫路机对施工段进行整体清扫。再采用洒水车对施工路面进行高压清洗。碎石撒布开始前，由人工采用扫帚与吹风机配合对施工路段进行最后清扫。路面个别部位有杂物粘附时，需人工使用毛刷或钢刷精细刷扫。结束清理工作以后才能正式开始开普封层施工。
2.2 配比
首先是下封层中石料与橡胶沥青的配比，需要根据碎石覆盖率调整石料用量，再根据撒布粘结效果，调整橡胶沥青的用量，保证二者结合紧密。其次是稀浆封层的配合比，其石料、改性乳化沥青、水和添加剂的配比，需要根据湿轮磨耗试验、负荷车轮粘砂试验、小样拌合试验等，结合以往工程经验进行设计。
2.3 沥青与石料
开普封层技术主要利用沥青和碎石融合之后铺摊在原有路面上，形成复合路面工程，增加路面的防渗水性以及对路面形成保护膜，保证其正常使用。同步碎石封层石料采用单一粒径石料，公称粒径为10-15mm，撒布沥青采用橡胶沥青。温度是整个工程中需要合理控制的因素之一。无论是橡胶沥青的喷洒还是碾压的过程，对温度的要求都极为苛刻。橡胶沥青需加热至195-205℃方可摊铺。在碾压过程中也需要对沥青的温度进行控制，温度过低，碾压不到位，沥青与石料粘结强度会降低。为增加石料与沥青之间的粘结性，施工当天提前将准备好的碎石封层集料进行沥青预裹覆，预裹覆在沥青拌合站进行。
2.4 压路机碾压
橡胶沥青同步碎石撒布完毕后立即碾压。采用30吨胶轮压路机碾压不少于3遍。压完后可用5-8吨钢轮压路机再压一遍，将沥青膜与碎石压实。碾压后，需要对施工路面进行封闭，并全面清扫，将碎石封层上的浮石以及杂物清扫干净。清扫阶段主要使用扫路机、大型鼓风机以及人力清扫相互配合，保证路面清洁。清扫完毕后可开放交通。
2.5 微表处施工
微表处是开普封层技术的最后一道工序，其配合比设计是前期准备阶段的重点工作。施工主要使用微表处摊铺机。施工前提前标定摊铺车辆石料、沥青、纤维、水泥、水等材料的输出速度和输出量，使之满足施工配合比设计要求，使出料量与设计相符。
2.6 路面性能检测与评价
2.6.1 路面抗滑性能
检测人员需要使用摩擦系数测定仪对路面的摩擦系数进行鉴定，确定其符合国家规定的抗滑性能。国家规定的摩擦系数值是大于等于55(BPN），而G30高速公路武山境内开普封层施工后实际测算的数值基本大于60(BPN），因此全面符合标准。
2.6.2 渗水系数检测
渗水系数是能够体现开普封层技术使用时养护膜形成密度的数据标准之一，国家规定的数值为每分钟渗水速度低于50毫升，而本试验段开普封层技术使用后的路段数值为每分钟0毫升，完全不渗水，表现出超强的防渗水能力。
2.6.3 外观质量检测
路面在进行预防养护后，表面呈现平整、密实、清洁的状态，没有轮胎痕迹，衔接平顺，外表色泽度一致，体现出崭新的路面观感。
3 开普封层实施效果及反思
该段所实施的养护维修工程总体效果得到了主管部门和公路检测部门的认可，检测中心对该工程检测评分较高，并得出以下结论：
1）开普封层的使用虽然使用成本相对较高，但其使用年限以及使用效果、耐磨程度都超出其他技术数倍。进行一次预防养护能够节省往后数年的维修费用，且其维护费用相对较低，不会造成维修负担，因此具有良好的经济效益。开普封层技术的应用能够有效提高路面安全性，车辆行驶时更加平稳。该技术的大力发展使路面维修技术进入一个全新时代，与国际行业差距缩小，有明显的社会效益。
2）碎石封层的石料加热温度、除尘的时间等需要严格控制，石料的加热温度过高会引起石料自身强度下降，在道路施工碾压中破碎；除尘的时间过短起不到除尘效果，时间过长石料之间相互碰撞摩擦会产生大量石屑，不利于石料和沥青的粘结。
3）通过工程实施后的跟踪观察，开普封层路段局部在施工3月后有细小裂纹出现，分析是由于该处稀浆封层时配合比没有实时调整，骨料较少引起的。这需要在今后的施工中因地制宜、精细化施工。
4）现场施工组织关系工程质量、安全生产两大重点问题。虽然施工中没有出现任何安全问题，但人员、机械的管理、调配，施工路段的封闭、放行并不完全正规。在今后的现场施工中需认真总结、逐人落实，文明施工、安全施工。
参考文献
[1]詹凯，曾晓冬，李贵康，等.沥青路面预防性养护技术应用[J].安徽建筑，2019(11):31-32.
[2]郭芳勤，刘小锋.公路沥青路面预防性养护技术研究[J].城市建设理论研究(电子版)，2016(25):121-122.
[3]柏安.高速公路沥青路面预防性养护技术研究[J].城市建设理论研究(电子版)，2017(03):73-74.