路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)開普封層技術(shù)研究

張李博 張喬源

（洛陽云眾建筑勞務(wù)分包有限公司，河南 洛陽 471000）

隨著綠色交通理念的不斷深入，公路養(yǎng)護(hù)工程也開始應(yīng)用新型環(huán)保技術(shù)。由于各省市公路養(yǎng)護(hù)資金投入力度不一，且公路大中修造價(jià)不菲，就此介紹一種普遍適用的公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)——開普封層。開普封層(Cape Seal)是碎石封層系統(tǒng)(Chip Seal)與稀漿封層系統(tǒng)(Slurry Seal)的結(jié)合，開普封層通過底層和面層的有效結(jié)合，能夠提供一個(gè)密實(shí)的表面，較好地穩(wěn)固石料，防止碎石封層粒料早期脫落，同時(shí)起到防水和抗滑的作用，能有效保護(hù)路面。特別是在春夏交替季節(jié)實(shí)施，隨著地面氣溫的升高，經(jīng)過行車碾壓會(huì)進(jìn)一步密實(shí)，效果更加突出；施工中瀝青、石料必須到位，道路施工為全機(jī)械化施工，施工方便、速度快，在天氣良好的情況下，乳化瀝青破乳快，開放交通的時(shí)間短。

1 工程概況

某公路工程沿線交通量大、超重載車輛多，原設(shè)計(jì)為雙向四車道水泥混凝土路面，建成通車達(dá)十年之久。在運(yùn)營期間進(jìn)行過一次路面改造，對(duì)全線水泥路面進(jìn)行“黑色化”處理。改造后的路面結(jié)構(gòu)為24cm水泥砼+2.5cm STRATA應(yīng)力吸收層+6cm厚AC-20瀝青混凝土+4cm厚Sup-12.5瀝青混凝土。當(dāng)前，本路段路面又出現(xiàn)了很多病害問題，急需進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)維修。

2 路面病害原因及養(yǎng)護(hù)方案確定

目前本路段路面的病害之一為龜裂，主要出現(xiàn)在行車道輪跡帶處。路面出現(xiàn)龜裂病害后，雨水沿裂縫進(jìn)入路面內(nèi)部，在動(dòng)水壓力作用下，集料剝落，逐漸發(fā)展形成坑槽病害。下面將對(duì)龜裂病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，提出合理的養(yǎng)護(hù)方案。

1）病害原因分析。通過查閱原設(shè)計(jì)資料、交通量資料及實(shí)地勘察，分析導(dǎo)致龜裂病害產(chǎn)生的主要原因有兩點(diǎn)。第一，瀝青路面已達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命。為查看病害的發(fā)生層位，分析龜裂病害的發(fā)展情況，在龜裂病害處進(jìn)行取芯。從芯樣可以看出，龜裂嚴(yán)重部位，裂縫貫穿上面層，中面層基本無裂紋?？梢耘袛嗔芽p是從上往下發(fā)展的，并主要發(fā)生在上面層。這是比較典型的剪切疲勞裂縫，意味著瀝青混凝土在長達(dá)10年的疲勞荷載作用下，基本達(dá)到材料疲勞壽命極限。第二，交通量大、超重載車輛多。本公路為重要骨干線，交通異常繁忙，近幾年交通量不斷增長，2020年年交通量達(dá)1942.9萬輛/年，日交通量達(dá)5.8萬輛/日，貨車日交通量9487輛/日，貨車交通量中10t以上重型車型的比例保持在71%左右，超載車輛23%左右。由于交通量大、超重載車輛多，導(dǎo)致路面更容易產(chǎn)生疲勞破壞，出現(xiàn)龜裂病害。

2）養(yǎng)護(hù)方案。根據(jù)病害原因分析，采用如下方案對(duì)公路龜裂病害進(jìn)行處治：第一，對(duì)于裂縫寬度較大、出現(xiàn)明顯凹陷變形的嚴(yán)重龜裂病害，采取銑刨瀝青面層然后重鋪的方案進(jìn)行處治。第二，對(duì)于裂縫寬度較小、無明顯凹陷變形的輕微龜裂病害，采用開普封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行處治。

3 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)開普封層技術(shù)要點(diǎn)

1）路況調(diào)查及原路段治理。先對(duì)原路段進(jìn)行調(diào)查，在正式施工前需對(duì)道路原有病害進(jìn)行治理。對(duì)于舊路面具有的橫縫、縱縫，需對(duì)裂縫、坑槽進(jìn)行補(bǔ)修，以恢復(fù)路面的平整性。施工段路面上有廢物與垃圾會(huì)造成施工質(zhì)量不佳，需要提前對(duì)路面進(jìn)行清掃，保證路面的清潔。先采用掃路機(jī)對(duì)施工段進(jìn)行整體清掃。再采用灑水車對(duì)施工路面進(jìn)行高壓清洗。碎石撒布開始前，由人工采用掃帚與吹風(fēng)機(jī)配合對(duì)施工路段進(jìn)行最后清掃。路面?zhèn)€別部位有雜物粘附時(shí)，需人工使用毛刷或鋼刷精細(xì)刷掃。結(jié)束清理工作以后才能正式開始開普封層施工。

2）配合比。首先是下封層中石料與橡膠瀝青的配比，需要根據(jù)碎石覆蓋率調(diào)整石料用量，再根據(jù)撒布粘結(jié)效果，調(diào)整橡膠瀝青的用量，保證二者結(jié)合緊密。其次是稀漿封層的配合比，其石料、改性乳化瀝青、水和添加劑的配比，需要根據(jù)濕輪磨耗試驗(yàn)、負(fù)荷車輪粘砂試驗(yàn)、小樣拌合試驗(yàn)等，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3）瀝青與石料。開普封層技術(shù)主要利用瀝青和碎石融合之后鋪攤在原有路面上，形成復(fù)合路面工程，增加路面的防滲水性以及對(duì)路面形成保護(hù)膜，保證其正常使用。同步碎石封層石料采用單一粒徑石料，公稱粒徑為10-15mm，撒布瀝青采用橡膠瀝青。溫度是整個(gè)工程中需要合理控制的因素之一。無論是橡膠瀝青的噴灑還是碾壓的過程，對(duì)溫度的要求都極為苛刻。橡膠瀝青需加熱至195-205℃方可攤鋪。在碾壓過程中也需要對(duì)瀝青的溫度進(jìn)行控制，溫度過低，碾壓不到位，瀝青與石料粘結(jié)強(qiáng)度會(huì)降低。為增加石料與瀝青之間的粘結(jié)性，施工當(dāng)天提前將準(zhǔn)備好的碎石封層集料進(jìn)行瀝青預(yù)裹覆，預(yù)裹覆在瀝青拌合站進(jìn)行。

4）壓路機(jī)碾壓。橡膠瀝青同步碎石撒布完畢后立即碾壓。采用30噸膠輪壓路機(jī)碾壓不少于3遍。壓完后可用5-8噸鋼輪壓路機(jī)再壓一遍，將瀝青膜與碎石壓實(shí)。碾壓后，需要對(duì)施工路面進(jìn)行封閉，并全面清掃，將碎石封層上的浮石以及雜物清掃干凈。清掃階段主要使用掃路機(jī)、大型鼓風(fēng)機(jī)以及人力清掃相互配合，保證路面清潔。清掃完畢后可開放交通。

5）微表處施工。微表處是開普封層技術(shù)的最后一道工序，其配合比設(shè)計(jì)是前期準(zhǔn)備階段的重點(diǎn)工作。施工主要使用微表處攤鋪機(jī)。施工前提前標(biāo)定攤鋪車輛石料、瀝青、纖維、水泥、水等材料的輸出速度和輸出量，使之滿足施工配合比設(shè)計(jì)要求，使出料量與設(shè)計(jì)相符。

6）路面性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)。（1）路面抗滑性能。檢測(cè)人員需要使用摩擦系數(shù)測(cè)定儀對(duì)路面的摩擦系數(shù)進(jìn)行鑒定，確定其符合國家規(guī)定的抗滑性能。國家規(guī)定的摩擦系數(shù)值是大于等于55(BPN），而開普封層施工后實(shí)際測(cè)算的數(shù)值基本大于60(BPN），因此全面符合標(biāo)準(zhǔn)。（2）滲水系數(shù)檢測(cè)。滲水系數(shù)是能夠體現(xiàn)開普封層技術(shù)使用時(shí)養(yǎng)護(hù)膜形成密度的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)之一，國家規(guī)定的數(shù)值為每分鐘滲水速度低于50毫升，而本路段開普封層技術(shù)使用后的路段數(shù)值為每分鐘0毫升，完全不滲水，表現(xiàn)出超強(qiáng)的防滲水能力。（3）外觀質(zhì)量檢測(cè)。路面在進(jìn)行預(yù)防養(yǎng)護(hù)后，表面呈現(xiàn)平整、密實(shí)、清潔的狀態(tài)，沒有輪胎痕跡，銜接平順，外表色澤度一致，體現(xiàn)出嶄新的路面觀感。

4 結(jié)束語

綜上所述，在公路養(yǎng)護(hù)施工中，開普封層結(jié)構(gòu)路面由于具有成本低廉，技術(shù)成熟的特性，在國外應(yīng)用較為廣泛。該路面結(jié)合了碎石封層和微表處的優(yōu)點(diǎn)，具有成本低、速度快、低能耗、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，抗滑性能和阻止反射裂縫的性能優(yōu)越，可有效的阻止路表水下滲，延緩路面病害的發(fā)生，延長路面使用壽命。在我國，在一些省市新建的中、低等級(jí)公路工程中，將其作為路面面層使用，取得了良好的效果。參考國外的經(jīng)驗(yàn)，在我國公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程中，將其作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一，有效恢復(fù)路面性能，提高路面的耐久性，延長公路使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。