韓保勤

(中電建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

開普封層(Cape SEAL)一詞起源于南非的開普省，其第一次被正式使用要追溯到1957年和1969年。開普封層的釋義為在一層碎石封層完成后進行的微表處或稀漿封層。在微表處或稀漿封層之前，要首先施加一層碎石封層，這樣能夠使其更快地凝固。在美國，微表處和碎石封層的使用歷史要追溯到20世紀30、40年代。稀漿封層曾經(jīng)在19世紀50年代的加利福尼亞州北部偶爾被用于覆蓋碎石封層，其目的主要在于解決碎石脫落、噪聲大及路面不美觀等問題。這在當時并沒有被人們意識到屬于新型的路面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，直到1973年“capseal”這個詞才正式被美國所使用。

1 開普封層優(yōu)點

僅僅通過使用微表處或碎石封層來解決路面上的坑槽、深裂縫、大面積網(wǎng)裂、剝落等問題是不可能的。雖然碎石封層能夠在一定程度上延緩路面瀝青老化速度，提高路面抗滑性能，改善路面防水性能，但是當其使用在高速公路路面面層時會出現(xiàn)骨料脫落、路面噪音大等問題，也因為這樣，碎石封層不被允許用作高速公路的面層結(jié)構(gòu)[1]。開普封層是AR碎石封層+微表處的組合結(jié)構(gòu)，即在灑布微表處前，首先灑布一層碎石封層，這樣不僅解決了骨料脫落、路面噪音大等問題，而且對路面外觀及美觀也起到了很大的改善作用。除此以外，開普封層的經(jīng)濟性也非常不錯，其價格處于碎石封層、微表處和熱瀝青攤鋪之間，并且攤鋪層還兼具防水性好、抗滑性好、使用壽命長及外觀美觀等優(yōu)點[2]。另外，橡膠瀝青、改性瀝青、改性乳化瀝青等均能夠作為碎石封層的粘合層，它們在很大程度上緩解了微表處開裂的問題，并且還兼具密封水的效果，尤其是橡膠瀝青用做粘合層可以抑制碎石封層反射裂縫的產(chǎn)生。

2 開普封層施工技術(shù)控制

開普封層第一層：碎石封層(橡膠瀝青碎石封層)；第二層：微表處。

2.1 橡膠瀝青碎石封層

碎石封層的原材料控制是有非常嚴格的要求的，因為骨料在碎石封層中需要嵌入瀝青并且與瀝青的接觸率要控制在70%左右，這就對骨料顆粒形狀有一定的要求，比較理想的顆粒形狀為四棱形或者立方體，盡量控制細長扁平顆粒的含量≤8%。在粒度和級配方面也有一定的要求，一般碎石封層的粒徑范圍為6～16 mm的單粒徑集料，并且對骨料清潔度和有害物質(zhì)的含量也有相應(yīng)的要求，因為灰塵和泥漿都會影響瀝青和骨料顆粒表面直接的粘附力，因此骨料清潔度也非常重要[3]。

2.2 橡膠瀝青碎石封層施工質(zhì)量控制

橡膠瀝青碎石封層施工前應(yīng)先使用滾筒刷清洗機對路面進行清潔處理，如果存在路面污染嚴重的情況，需用清水進行沖洗。清潔干凈的路面應(yīng)至少等待24 h后方可進行橡膠瀝青的噴涂作業(yè)，并且噴涂前要保證路面已經(jīng)完全干燥。碎石封層的施工應(yīng)選擇在干燥溫暖的季節(jié)進行，施工時原路面表面溫度應(yīng)≥13 ℃，施工的環(huán)境溫度應(yīng)≥16 ℃或≤43 ℃。雨天不應(yīng)進行橡膠瀝青碎石封層的施工，因為雨水沖刷會對碎石封層結(jié)構(gòu)造成損壞。

2.3 橡膠瀝青碎石封層施工工序

在原始路面上噴涂一層橡膠瀝青粘合劑，校定噴涂量和指定溫度。根據(jù)石屑的標定量，使用瀝青攤鋪機噴涂均勻的石屑層。采用膠輪壓路機立即碾壓，碾壓滾動兩次，用滾刷清掃機清潔。

(1)橡膠瀝青的灑布

具有特殊計算機速度控制的橡膠瀝青灑布機可確保每單位面積的噴灑量恒定，無論其灑布速度快或慢。對橡膠瀝青灑布機的噴嘴高度和噴嘴角度進行調(diào)整，可以實現(xiàn)扇形噴涂范圍和重疊范圍的正確無誤。調(diào)整完成后，通過測試噴涂試驗或校正設(shè)備實現(xiàn)驗證程序。橡膠瀝青的噴涂溫度一般控制在195 ℃左右，噴涂量一般控制在2.5～3.0 L/m2。

(2)石屑灑布

石屑灑布前需先將石屑進行預(yù)加熱或者預(yù)先包裹處理，預(yù)先包裹處理應(yīng)采用0.7%～1.0%的乳化瀝青，石屑在道路鋪設(shè)時應(yīng)保持在160 ℃以上的溫度。采用自行式碎石灑布機實現(xiàn)石屑的攤鋪，為確保石屑攤鋪量的恒定和料簾的均勻，灑布機的速度由計算機進行嚴格控制。

(3)碎石灑布

為確保灑布質(zhì)量，碎石灑布車應(yīng)與橡膠瀝青攤鋪機保持≥20～30 m的距離。碎石嵌入粘合劑中的量要滿足50%～70%的嵌入率，碎石表面需覆蓋足夠量的粘合劑，覆蓋面積一般為碎石表面積的85%，但也不能過大，粘合劑覆蓋面積過大會影響碎石的粘合與嵌入位置的正確。為了降低上述對微表處骨料嵌合質(zhì)量的影響，可以將開普封層路面結(jié)構(gòu)碎石封層中碎石的用量適當減少。

(4)碾壓

完成碎石灑布后90 s內(nèi)進行路面碾壓，碾壓不得少于兩次，以足夠壓實骨料為碾壓標準。膠輪壓路機應(yīng)該在距離碎石灑布機60 m的范圍內(nèi)，以大約6 km/h的緩慢速度進行碾壓，工作時一般采用2～3個或更多的膠輪壓路機進行同時碾壓操作。

(5)清掃

超過10%的碎石骨料需要采用滾刷清掃機進行清掃處理，為了避免沒有固定牢固的碎石被帶走，帶鋼絲的滾刷被禁止使用。采用真空吸塵器或其他方法進行清潔并對多余的骨料進行回收。

2.4 橡膠瀝青碎石封層的優(yōu)點

橡膠瀝青碎石封層具有固化速度快、集料保留性好、抗老化、抗裂性能優(yōu)異等優(yōu)點，施工可在高溫、低溫、晝夜進行。應(yīng)用在SAM、SAMI和多層系統(tǒng)時，具有良好的經(jīng)濟性。單獨使用時，可延長5～10年的路面使用壽命。

2.5 微表處

碎石封層施工完成后經(jīng)交通車輛碾壓至少超過一周，并且碎石封層表面完全穩(wěn)定后，方可灑布微表處。首先應(yīng)對碎石封層表面的多余骨料顆粒、灰塵、碎屑進行清除后，方可進行微表處的灑布。微表處技術(shù)發(fā)展到今天已經(jīng)變成集材料、工藝、設(shè)備構(gòu)成于一體的一門綜合性技術(shù)[4]。微表處系統(tǒng)的成功應(yīng)用不僅需要有高質(zhì)量的原材料保證、科學(xué)的混合料設(shè)計方案及性能評估方法，還需要有先進的實驗技術(shù)手段、性能優(yōu)良的稀漿封層設(shè)備、嚴格的施工管理過程、高標準的質(zhì)量目標的控制以及施工經(jīng)驗豐富的操作人員。

(1)優(yōu)質(zhì)的原材料

優(yōu)質(zhì)的原材料包括骨料、乳化瀝青、粉末和水，其中骨料要求清潔、堅硬，還應(yīng)該耐腐蝕，不含污垢、有機物、有害的化學(xué)物質(zhì)和其他雜質(zhì)等。除此以外，骨料需要100%破碎，且具有良好的棱角，細長、扁平顆粒含量不得超過規(guī)定要求的最高含量。乳化瀝青要求采用優(yōu)質(zhì)重交通瀝青，滲透率低、慢裂速凝、低滲透率；粉末要求干燥、松散、無結(jié)塊、無黏土雜質(zhì)；水要求清潔飲用水，無雜質(zhì)。

(2)混合料的設(shè)計與特性評估

混合料設(shè)計的主要內(nèi)容有確定集料級配、評價混合料應(yīng)用性能等，關(guān)鍵是解決瀝青最佳使用量的問題。實驗評價混合料的應(yīng)用特性，包括拌和時間的評價，初始凝固時間和早期固化時間的評估，骨料與乳化瀝青的相容性評價，稀漿混合料的長期性能評估等。

(3)施工質(zhì)量控制

道路清掃，清理穩(wěn)定碎石封層表面；預(yù)濕路面；稀漿封層機校準；交通控制。

(4)稀漿封層機油石比的控制

將實驗室設(shè)計數(shù)據(jù)和骨料、乳化瀝青、水泥等各種校準參數(shù)輸入稀漿封層機的計算機中，由計算機通過分析輸入的數(shù)據(jù)進行各種材料輸送比例的控制。

(5)攤鋪作業(yè)

現(xiàn)場攤鋪作業(yè)時需要對攤鋪的速度和攤鋪的路面厚度進行調(diào)整，對稀漿混合料的混合量進行控制。攤鋪后的路面要求平整均勻，現(xiàn)場需要控制混合料的稠度和破乳時間。路面的邊緣和接縫處應(yīng)做重點處理，取出剩余的混合物，清潔人行道，清洗并清潔攪拌機、攤鋪箱和刮平器，然后重新校正，注意現(xiàn)場的垂直接縫，并注意水平和垂直接縫及邊緣的處理。

2.6 三層系統(tǒng)(AR Cape Seal 3層系統(tǒng))

嚴重受損的路面可用作三層系統(tǒng)：(1)微表處；(2)橡膠瀝青碎石封層；(3)微表處表面上的磨耗層。

3 結(jié)語

當路面存在嚴重裂縫時，采用橡膠瀝青開普封層能夠在一定程度上對反射裂縫起到抑制作用，并且能夠降低公路的維護成本，并避免再生和重建。相比一般的碎石封層，開普封層不僅可以避免骨料損失，同時還降低了路面噪音。其可用于高速公路和住宅區(qū)以及大多數(shù)道路，如國道和省道。