黄晓秋
保山公路局 云南保山 678000
摘要：近年来，云南省不断加大稀浆封层、同步碎石封层投入，开普封层技术也在一些地区得到较好推广。但由于起步较晚，加之缺乏系统的认识和研究以及统筹规划，在应用中仍然存在一些问题。本文通过系统分析研究，并结合云南国省道干线公路养护实际，认真分析养护形势，提出了关于开普封层的技术措施和控制标准，为节约养护资金，进一步延长公路寿命起到了重要作用。
关键词：开普封层；国省道；干线；公路养护；研究
研究背景
云南省作为典型的西部山区，2020年末公路通车总里程达26.5万公里，居全国第五位。云南公路承担90%以上的运输量，而主要依靠国省道。云南省公路局管养普通国省道干线公路32493公里，随着国省干线改造、美丽公路的实施，路况质量明显提高，综合优良路率达70%以上。同时，云南国省道干线公路面临着交通量需求多，地质灾害频发，路面承载任务重，高速公路修建等复杂因素，进一步加快了路面早期病害形成。而预防性养护是有效减少路面早期损害的一项重要技术，通过逐年稳步实施，保持了“十三五”路况质量稳定。然而，随着稀浆封层和同步碎石封层的广泛应用，出现了早期反射裂缝、脱皮、掉粒等病害，而目前全省开普封层应用较少，一些部门对该项技术重视不够，缺乏系统研究。为进一步提高养护质量，优化养护技术结构，深入推广应用开普封层技术具有十分重要的意义。
1.开普封层结构特点
开普封层最早源于南非的Cape省，于1957年在石屑封层基础上加铺稀浆封层的方式进行的一项路面铺筑技术，因起源于Cape省而得名。之后，在澳大利亚和美国得到了应用，并通过不断发展成为一项路面预防性养护技术，主要用于二级公路及以下路面的预防性养护。我国在2004年底，开始引进开普封层技术进行试验路铺筑。开普封层是在一层碎石封层之后，再进行一层或多层的稀浆封层（微表处）。这种结构结合了碎石封层和稀浆封层的两者优点，具有优良的抗滑性能和平整度。同时，可以有效的阻止地表水对基层的渗透，缓解基层病害对面层的影响，有效治愈早期病害，提高路面耐久性。在云南国省道干线中应用能较好弥补目前养护方式不足，且符合养护实际，机械化程度高，方便快捷，交通封闭时间短，技术经济效益显著。
2.适用条件及结构选择
开普封层一般适用于重交通以内道路条件，即累计当量轴次在1200-2500万次/车道沥青路面，特重交通需论证后实施。用于路面预防性养护，使用年限一般在4～6年。开普封层适用于以下路面处治：（1）大面积裂缝路面；（2）有坑槽和微破损路面；（3）裂缝较深路面；（4）脱皮路面；（5）其他微损坏。开普封层在以上不能通过单一的稀浆封层、微表处和同步碎石封层进行处治，在未形成基层结构大规模破坏的路面养护中具有较好的适用性。
根据同步碎石封层、稀浆封层技术指南，经分析路面早期典型病害形式，结合养护经验，预防性养护开普封层结构选择主要考虑交通状况、自然条件、地基承载力、经济状况等，开普封层结构选择见表1，应用中可根据实际情况对结构进行局部优化调整。
.png)
3.关键工艺及技术要点
3.1路面预处理
开普封层实施前，应对原路面的质量状况进行检查和验收。坑槽修补应注意接缝处理，并采用热沥青或橡胶沥青封边，防止裂缝反射，修补面应与原路面平齐，避免出现坑洞、破损、松散、鼓包等现象。裂缝处理应注意无裸露宽大裂缝、无缝边松动等现象，3mm以下裂缝采用乳化沥青灌缝，较大裂缝采用橡胶沥青开槽灌缝。路面预处理应一次处治到位，在检查合格前不允许进行下步工艺。
3.2同步碎石封层铺筑
1、封层车准备
根据开普封层结构形式，按设计的沥青碎石配合比调节好沥青喷油嘴角度、石料仓角度和进料量，进行封层车数值标定，并在试验路段中修正。开普封层养护施工需考虑稀浆封层车与碎石封层车的作业协调性，机具使用效率配套，应尽量便于现场组织，减少工序衔接影响。
2、铺筑和碾压
按照标定好的参数进行铺筑，车辆行驶速度一般在3～4km/h，撒布宽度3.5m，应重点注意接缝处理。为确保沥青碎石粘结密实，根据需求配备1～2台6～8吨胶轮压路机进行碾压，并保证30分钟内完成，防止沥青冷却后与碎石的裹附性下降。碾压时从路边逐渐移至中心，每次轮迹应重叠30～50cm左右，碾压最大速度不宜超过5km/h，碾压以沥青上升至二分之一高度，石料镶嵌良好、表面无浮动碎石即可，并注意防止过碾，一般碾压3～4遍。碎石封层机具选择与参数控制在试验路段中进行标定，施工过程进行动态控制。
3、余料回收
碾压完成后，一般在碾压后1～2小时，碎石封层温度降低至50℃以下开放交通。余料回收的最佳时间根据沥青粘结碎石的程度决定，不宜过早也不宜过晚。一般经过晚上气温降低，封层粘结强度基本形成后第二天开始回收，可采用专用设备或人工完成，应保证碎石与沥青粘结基本稳定，路面无泛油和掉粒，特别注意重叠铺筑部位余料回收。
3.3稀浆封层（微表处）铺筑
1、清扫下承层
碎石封层是稀浆封层和微表处的下承层，在铺筑之前应至少让碎石封层坚固和经车辆碾压一周以上时间，使碎石封层表面完全稳定，以沥青上升至碎石表面三分之二为最佳。同时，应清扫碎石封层表面，除去脱落的小颗粒、灰尘、石屑和其它多余物质，保证层间粘附性。
2、铺筑和初期养护
根据稀浆封层和微表处结构类型，经试验后准备乳化沥青、集料、填料、添加剂等，标定封层车乳化沥青和集料的出料速度，调节摊铺箱叶片搅拌速度、熨平板厚度，保证稀浆混合料均匀摊铺。摊铺车应保持匀速，速度保持在与搅拌量基本一致为准，摊铺后的缺陷及时用橡胶耙等进行人工找平，重点控制超粒径石料产生的划痕和纵横向接缝。稀浆封层厚度控制可采用面积换算法，同时根据外观检查混合料摊铺效果，摊铺后孔洞较多为过薄。
摊铺完成后一般不进行碾压，即刻进行交通管制初期养护，通常在温度为 24℃，湿度为 50%的状况下可以在1h内开放交通，主要取决于环境和乳化沥青的破乳速度，保证稀浆固结密实。因封层为流动状态，初期养护禁止一切行人和车辆通行。工艺质量控制要点为保通养护、平整度、纵横向接缝和边缘处理。
3、施工条件及控制
稀浆封层施工对气候条件有一定要求，一般气温应高于10℃，天气晴朗无雨，利于乳化沥青破乳成型。遇特殊气候路段，在无法选择自然条件情况下可通过调节添加剂和改进乳化沥青性能等方式解决。开放交通后，因乳化沥青破乳产生一定气泡，需经一段时间行车碾压才能得到最终坚固、密实的表层。在停车区、服务区等自然行车碾压较少的路段，可根据需要在破乳成型后采用6～8吨胶轮压路机进行碾压，使混合料具有更好的封水效果。
4.质量检测方法
4.1试验路段控制
根据各封层一次铺筑长度选定试验路段长度，一般为200～300米。开普封层按两层铺筑分别选定碎石封层和稀浆封层试验路段，多层铺筑的逐层选定。试验路段主要完成现场数据采集，与标准试验进行对比验证，形成技术要求和施工组织进行大面积铺筑质量控制。碎石封层主要控制：碎石撒布率、沥青用量、碎石封层车参数、碾压遍数等，稀浆封层主要控制：油石掺配比、厚度、平整度、稀浆封层车参数、初期养护时间、施工温度等。碎石封层：热沥青洒布量为1.2～1.6kg/m2，温度160℃～180℃，改性乳化沥青1.5～2.0kg/m2。稀浆封层：乳化沥青含量根据油石比计算，集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质。
4.2碎石封层质量检测
碎石封层施工应重点控制沥青用量、石料撒布率、施工温度等指标，进行质量检测控制，适时调整生产参数，将各项指标控制在合理范围，具体检测项目见下表2碎石封层质量检测标准。
.png)
4.3稀浆封层质量检测
稀浆封层施工应随时对乳化沥青、集料、油石比等试验检测和外观检测，全过程实施质量控制，具体检测项目见下表3稀浆封层质量检测标准。
.png)
5.结语
本文根据开普封层特点，结合稀浆封层和同步碎石封层在云南省国省道干线公路养护中的应用实际，通过认真研究分析，论述了开普封层的适用条件，为预防性养护方案选择提供准确判断。并提出了四种典型的开普封层铺装结构，以及在路面状况及交通等级条件下的结构选取。同时，按照开普封层技术要求，对各封层的工艺和技术要点进行分析，提出了质量检测方法，明确了质量控制标准，为开普封层的推广应用提供了重要参考。
参考文献：
[1] 赵珏亮.浅谈开普封层在沥青路面预防性养护中的应用.价值工程[J],2018(25)
[2]白茹雪.开普封层技术在国省干线公路预防性养护工程中的应用.公路[J],2019.10
[3] 许传军.南部非洲开普封层路面施工技术探讨.建材发展导向[J],2018.(6)
[4]郑小慧.同步碎石封层车石料撒布器结构设计的研究.电子世界[J],2014(8)
[5]唐晓革.开普封层技在农村公路预防性养护中的应用, 科学评价[J],2019(19)