公路沥青路面CAPE封层施工技术研究

盛宏彪

（江西省交通工程集团有限公司第四分公司，江西南昌 330000）

0 引言

CAPE 封层施工技术属于预防性的养护措施，其一般应用于公路路面没有发生损坏前时的养护。该施工技术不仅可以全面提升沥青路面的抗滑和防水效果，也可以满足沥青路面平整度的要求且成本较低，还可以延长沥青路面的使用寿命，所以被大量应用到公路工程领域内。虽然该技术优势明显，但是我国在应用时有较高局限性，主要是很多单位以及人员对于CAPE 封层施工技术的理解不够深入，不能完全掌握技术要点和标准。基于此，要深入分析公路沥青路面CAPE 封层施工技术，并加强技术应用和控制，希望为今后公路领域的养护以及施工提供帮助和支持。

1 CAPE 封层施工技术原理

在碎石封层结构的表面摊铺一层稀浆封层后，形成符合公路运行需要的复合式沥青路面结构，这就是CAPE 封层复合路面，这种方式不仅可以提高路面结构的性能，达到平整、密实的标准，还能降低养护成本，延长使用寿命。该技术应用在结构稳定且没有出现严重病害问题的沥青路面养护施工中效果良好，同时还可以在新建路面施工中得以应用。CAPE 封层结构中，沥青路面经过同步碎石封层处治后,使路面具有良好的防渗水性能和抗滑性能；稀浆封层具有填充效果，可以充分锁定碎石材料。较之其他路面养护方式来说，CAPE 封层技术应用在稳定或者少量沉降的路基，具有“白改黑”的特点，有效地提升路面平整度效果，舒适度比较高，现场施工还不会发生较大的扬尘，环保效果较好；封层使用寿命较长，且全部采取机械化作业，人工使用比较少，还能快速恢复交通，外观质量得到提升[1]。

2 CAPE 封层施工技术的应用

2.1 工程背景

某公路项目在投入使用后受到较大的车辆荷载作用，所以路面表层出现了较多细微的网状裂缝形式，局部平整度比较差，沥青路面结构的材料老化比较严重，表层磨耗后抗滑性不断降低，威胁道路通行安全性和舒适度。为了防止病害问题进一步的扩大，公路养护部门加强对于病害路段进行养护，选择使用CAPE 封层施工技术完成。

2.2 CAPE 封层设计

2.2.1 封层类型

CAPE 封层结构内应用的碎石封层与稀浆封层的原理是不同的，所以施工中技术参数通过在实验室内分析确定。碎石封层耐磨性好，具备抗载荷、抗剪性能；稀浆封层经过渗透后进入下部。CAPE 封层结构上部采用稀浆封层可以提高路面的通行效果，满足舒适度、安全性的标准。在碎石封层中，目前只有5～10mm、10～15mm 两种，粒径越小，抗滑、抗裂性越差。需要注意的是，CAPE 封层并不是简单进行碎石和稀浆封层结构的简单叠加，而是进行优化设置，发挥碎石封层的耐磨、抗荷载效果，同时还要利用稀浆封层提高路面的舒适度。

我国的公路工程技术人员积极学习国外的相关经验，总结CAPE 封层施工技术的各项技术参数，选择合适的结构形式，具体可见表1。

表1 CAPE 封层组合类型选择依据

2.2.2 原材料要求

沥青路面发生病害问题后，其结构性能会受到较大的影响，导致其无法正常的投入使用，所以施工方案要从胶结料、矿料、填料、添加剂等方面控制，满足施工要求。

（1）胶结料

CAPE 封层施工中比较常见的胶结材料是性能优越的普通石油沥青，应用在其结构下部的碎石封层中。根据以往经验，如果选择使用改性沥青现场加工方式，应在采样口设置胶结性能的检测设备，并进行实时性检测，同时配置具备搅拌性能的存储设备。为了避免材料出现离析、凝聚等情况，在改性沥青胶结料使用前进行性能检测，合格后才能投入使用。CAPE 封层结构的上部稀浆封层极为重要，所以要加强制作环节的控制，测定搅拌时间、成型时间、黏附性等参数，达到工程技术标准[2]。

（2）矿料

粗集料使用安山岩、石灰岩等材料加工制作，对于重载车辆通行较多的区域采用玄武岩的集料制作。为了确保粗集料的性能合格，要积极学习国外采用消石灰处理酸性石料的方法。与此同时，按照工程要求加入抗剥落剂，对乳化沥青酸碱度进行调节，保证综合性能合格。

（3）填料

填料选择应用干燥疏松且无结团的水泥、矿粉、消石灰等制作，保证矿料级配处于合理的范围内，以保证结构稳定性与强度。

（4）添加剂

使用有机类、无机类的添加剂可以调节混合料的性能，使其拌和时间、性能得到很大的改变，必须保证添加剂的加入不会对材料产生不利的影响，且根据实际需要进行加入比例的控制。现场技术人员要加强加入材料比例的控制，保证每项材料都符合配合比的标准。通常半刚性基层表面碎石封层施工时还要喷洒透层油，但其他的结构在摊铺现场施工中，沥青材料的使用比例应增加10%～20%，可以不喷洒透层油。在明确CAPE 封层结构形式的基础之下，根据碎石封层以及稀浆封层的配合比设计要求展开设计，但是为了提高稀浆封层混合料填充效果，抵抗上部荷载、抗磨耗碎石材料充足，碎石封层在确定撒布量时应该比普通碎石封层撒布量少10%左右。因此，应对稀浆封层的级配加强控制，确保填充后碎石不会裸露出封层。

2.2.3 稀浆封层级配

确定好CAPE 封层组合形式以及原材料质量合格后，还要加强稀浆封层的集料级配控制。同时，加强级配参数的控制，保证混合料的和易性，且封层施工要保持连续进行，不会发生离析的问题。为了防止CAPE 封层出现大料分散、不均匀、大粒径材料卡住的情况，表面不能存在划痕，所以要加强大粒径材料的控制，以免影响工程的正常使用[3]。

2.3 CAPE 封层施工工艺

2.3.1 下承层处理

在现场开始施工前，严格控制下承层结构质量，如果有缺陷问题，必须立即采取措施处理。CAPE 封层施工工艺和普通碎石封层、稀浆封层一致，在此次公路项目的沥青路面下承层存在轻微裂缝、坑槽、车辙、松散等问题。因此要加强下承层结构的处理，保证封层的施工效果合格。坑槽病害的处理要根据圆坑方补的处理方式，开槽到稳定层后将浮料清理干净，再将填料补充到坑槽内，摊铺、压实达到设计标准。裂缝宽度在1mm 以下要及时进行封层施工，宽度超过1mm 的情况要进行灌缝处理，然后开始进行碎石封层施工。原路面存在泛油问题后，通过调整沥青比例、碎石比例方式解决，如果有严重泛油问题，应选择合适方式切除油包或者铣刨处理，再铺设冷补料或者热拌料进行填充。车辆行驶时造成的推移而出现的深度超过1cm 的车辙，应及时切除路面或者铣刨修补，再进行碎石封层摊铺施工；基层强度不足、水稳定性不合格而造成的局部沉降问题，要先处理基层结构，在基层达到设计强度后，再开展碎石封层施工。路面松散问题发生后，及时将松散部分清理掉再重新铺设施工，确保新路面和原路面稳定连接[4]。

2.3.2 碎石封层施工

橡胶沥青材料黏度比较高，并且会受到温度的影响，所以在此次工程项目中要加强橡胶沥青罐及升温罐温度的控制，分别为160℃±5℃和185℃±5℃。只有地表温度在20℃以上，环境温度在15℃以上，才能进行橡胶沥青碎石封层施工。碾压现场施工中，当下承层温度在40℃以上时，碾压时间不超过20min；当下承层温度在18℃～40℃时，碾压时间在10min 以内。如果地表温度在15℃以下，禁止开展碎石封层施工。碎石封层施工环节，撒布沥青材料要结合胶结材料控制，达到温度的要求才能提高工程质量。异步碎石封层现场施工，石料撒布需要在沥青喷洒后及时进行，两者间隔5～10m，且碎石撒布前要进行温度控制，沥青温度在80℃以上、碎石温度在60℃以上。同步碎石封层施工环节，全部通过专业的设备进行撒布施工，确保沥青与碎石快速结合形成整体。

为了提升结构的黏结性，沥青与石料温度在120℃以上为宜。因为流体表面存在张力，所以撒布碎石后沥青材料会缓慢地向上爬升，这样在碎石表面形成半月面，沥青材料包裹碎石面积超过70%，以达到施工的质量标准。碎石撒布量要整体覆盖路面80%以上，边角位置不合格情况下应采取人工补撒处理，撒布工作结束后及时应用轮胎碾压处理，再将路面表层存在的对于碎石料清理干净。在碎石封层施工后，即可开放交通，但车辆速度不能超过40km/h。

2.3.3 稀浆封层施工

稀浆封层现场施工需要在高温干燥的季节中进行，但是稀浆封层应在碎石封层施工后且碎石与胶结材料稳定结合，并清理掉多余的碎石材料，该环节时间间隔为7d。稀浆封层施工要分为两次进行，第一次经过碾压结合后，再进行第二次的施工，两层摊铺的时间间隔在7d 以上。同时，要加强混合料质量检查和控制，避免发生离析的问题，并根据以往工程的经验组织专业人员全面控制。此外，还要加强对车辆摊铺箱在前封层的重叠宽度、离析部位的全面清理，然后重新铺设施工。

稀浆混合料搅拌的质量比较关键，其性能参数受到拌和筒长宽、拌和轴转向、转速、安装角度等方面影响，所以在稀浆封层作业前要做好上述各项参数的计算分析，加强参数控制。因为稀浆封层现场施工时受到封层车辆行驶速度的控制，所以摊铺环节应确保封层车按照设计速度行驶，材料供应连续进行，并且摊铺结束后的混合料内水分及乳化沥青材料都要满足设计标准。稀浆封层现场施工完成后，加强现场交通管控，禁止任何车辆进入施工现场。

通常在稀浆封层施工后1h 即可开放交通，如果施工路段的重载车辆通行量且交通流量大，需要在稀浆封层摊铺30min 后应用轮胎压路机碾压一遍，将封层中水挤出，保证结构强度、密实度合格后，才能开放交通通行[5]。

3 沥青路面施工质量控制策略

3.1 明确施工质量评价指标

公路工程养护管理单位要对现场的状态展开全面的分析，执行设计标准和规范要求，对沥青路面的结构质量展开评价与分析，为后续的工程质量管控、施工方案确定提供基础。因此，在沥青路面的施工环节，现场作业人员根据材料检测结论、路面质量检查报告、质量评价结果作为基础，准确地评估确定沥青路面施工质量是否合格，并结合现场的需要采取合理有效的应对措施。以集料为例分析，其坚固性要达到35%～40%，并且材料的安定性达到15%左右。根据施工标准和要求，加强针入度、黏度、性能分级的控制，以消除不合格的情况，保证公路工程的质量合格。

3.2 做好材料管理工作

为了防止施工材料质量问题而影响沥青路面的质量，必须加强材料质量和其性能的控制，确保现场施工材料的质量符合标准。具体来说，材料管理要做好如下几项工作：第一，选择合适的材料。以工程的设计方案、公路等级、现场环境等要素，加强各种原材料指标控制，按照招投标结构订立采购合同。在合同签订时，要明确具体的材料性能指标、运输周期以及供应计划等。第二，加强材料质量检查。在材料进入现场后，管理人员进行材料的数量、规格、型号、技术报告检查，如果发现资料不全面，及时和供应单位保持联系，更新技术资料，如果发现不合格，禁止投入工程中应用。比如某公路改扩建项目中，根据标准要求选取12kg 的水泥样本进行检测，从20 个不同部位进行样本抽取。对碎石材料的检测，在同批次、总量300m3以内的砂石选取12kg 样品，分别从顶、中、底的部位抽取。第三，试拌作业。将检验合格的材料制作混合料，执行配比参数，并检测性能指标，不合格及时调整。第四，加强沥青搅拌的控制，现场人员做好材料的称重控制，确保混合料的各种材料加入量合格，以满足工程的总体性能标准。

3.3 加强工程质量管控

加强沥青路面现场施工环节技术人员的控制，并落实旁站监理工作。在现场施工情况与设计方案、技术标准存在差异时，或者人员存在违章作业情况，监理人员应及时制止相关人员，并针对检测进行技术指导。同时，技术人员要加强沥青材料性能检测，并保证供应数量合格，以满足连续施工的要求。严格落实工艺方案的控制，使得摊铺、碾压等阶段处于全面管控范围内，并对铺设完成的路面进行高程、横坡、纵坡等方面控制，及时调整偏差；加强设备检测和控制，保证性能符合要求，一旦存在故障问题，及时采取维修措施。

4 结语

通过对此次公路工程案例方面进行分析，发现应用沥青路面CAPE 封层施工技术可以提升沥青路面结构性能，满足道路交通通行的需要。在路面发生轻微病害问题时，及时应用CAPE 封层施工技术处理，将路面结构的性能恢复到最佳的状态，使结构性能符合要求，满足工程的运行标准。因此，CAPE 封层施工时要加强各个环节的控制，以尽快恢复沥青路面结构的性能，促进养护水平的提高，为我国公路工程事业发展奠定基础。