魁封层在沥青路面预养护工程中的应用

罗芳艳

(上海浦东路桥建设股份有限公司，上海市201210)

0 前言

预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用-效益的养护策略。其在没有提高路面结构能力的情况下，修复路面的轻微车辙、微小裂纹等早期病害，延迟了路面的损坏，维持或改善路面现有的通车条件以推迟昂贵的大修和重建活动，表现出很好的寿命周期费用效益，已得到道路养护部门的高度重视[1]。近年,预养护技术在国内已得到相对广泛的应用，最常见的预养护技术主要有：微表处、稀浆封层、纤维封层、沥再生、雾封层、超薄层铺装、灌缝等[2-4]。本文介绍一种新型的魁封层预养护技术，其主要功能是处治沥青路面早期出现的裂缝及裂纹病害，抑制路面渗水，维持道路运行水平。

1 魁封层技术及其作用原理

1.1 简介

魁封层技术是采用沥青再生剂CAP+压缝带对沥青路面进行预养护的一种技术。操作工艺为先用压缝带处理沥青路面上的裂缝，然后采用改装后的沥青智能洒车洒布CAP沥青还原剂和抗磨砂。

1.2 作用原理

首先，压缝带贴住裂缝缝隙，与路面完全粘结，及时防止裂缝对路面及基层产生进一步破坏。其次，洒布CAP沥青还原剂，还原老化沥青，修补裂纹以封闭路面渗水通道，防止路面加速破坏。作为一种含活化物的冷混合还原剂，CAP可以穿透和软化沥青结合料，对老化的沥青路面、桥面进行渗透和粘接，激活老化沥青胶质和提高其原有粘接性和弹性，提高原有沥青的抗剥落能力，对老化的沥青路面具有良好的复原效果，可使原有路面得以更长久地保持其良好的服务功能，从而延长路面的使用寿命。

2 对沥青性能的影响

近几年施工的沥青路面面层基本采用SBS改性沥青，考虑到有些路龄较长的路面也会采用基质沥青作为结合料。因此，通过试验对基质沥青和SBS改性沥青分别评价CAP还原剂的还原能力。

为了更好地模拟现场，使再生剂能与沥青更均匀地溶合，在进行室内试验研究时，将原样沥青装入直径为360 mm～370 mm的圆盘中，并通过薄膜加热烘箱进行老化，然后对老化沥青进行刻槽。刻槽间距不大于10 mm，常温下在其表面涂抹再生剂，如图1所示。4 h后加热制样，测试沥青的指标。CAP的掺量分别为老化沥青内掺2%、5%和8%，结果见表1、表2所列，图2～图4所示。

图1 CAP掺加方法试样实景

表1 CAP还原剂对老化后基质沥青指标的影响一览表

表2 CAP还原剂对老化后SBS改性沥青指标的影响一览表

图2 CAP对老化后基质沥青指标的影响曲线图

图3 CAP对老化后改性沥青布氏粘度的影响曲线图

图4 CAP对老化后改性沥青指标的影响曲线图

从表1、表2的结果和图2、图3、图4的规律可看出，沥青老化后，延度和针入度都有明显衰减，掺加了CAP还原剂后，性能迅速得到改善。随着CAP掺量的提高，老化后改性沥青的135℃布氏粘度大幅降低，粘流特质逐渐恢复，具备了自愈的条件。当掺量达到8%时，降粘幅度趋缓，各项性能指标也接近老化前。可见CAP还原剂的最佳掺量为8%。

3 工程应用

3.1 路段概况

南六公路位于上海浦东新区，是连接外环高速及沪南公路的重要通道，车流量巨大，超限超载车众多。南六公路魁封层施工路段为K28+338-K29+950,此路段主要病害是裂缝，且多伴有裂纹，积水下渗。

3.2 魁封层施工

2012年4月22日至5月15日，施工人员对南六公路K28+338-K29+950双向4车道进行了CAP封层洒播施工（见图5～图8）。此次施工共计封闭裂缝139.7 m，完成CAP封层洒播21 980.8 m2。具体施工环节如下：

图5 烘烤压缝带封闭裂缝实景

图6 CAP封层喷洒施工实景

图7 CAP与抗磨砂喷洒后路面表观实景

图8 开放交通实景

（1）清除路面垃圾，特别是路面的泥巴等顽固污渍，必须采用美工刀、钢丝刷等工具彻底清除。

（2）路面箭头、虚线等标线采用专业牛皮纸进行粘贴保护，防治污染标线。

（3）对路面所有可见裂缝采用热粘压缝带进行封闭，防止裂缝继续恶化。

（4）根据路面状况，在电脑程序内设定CAP及抗磨砂用量参数，采用同步喷洒设备进行CAP+抗磨砂洒铺。

（5）施工完毕后，对施工路面进行封闭养生，养生时间约为4 h，路面保持2 d不洒水。

（6）养生完毕后开放交通。

3.3 应用效果

为了评价魁封层技术的应用效果，对养护后的路面的渗水系数和摆值进行检测，并定期观测，评价其效果有效期，检测结果见表3所列和图9所示。

表3 魁封层养护后的路面定期检测数据一览表

图9 魁封层养护后的路面检测指标变化规律曲线图

从表3、图9可看出，魁封层施工后，路面渗水系数从114 mL/min骤减至10 mL/min，说明压缝带和CAP还原剂起到了闭合裂缝及裂纹的作用，抑制了渗水；摆值增加了15，抗滑能力提升了20%，这得益于抗磨砂和CAP的共同作用。当然，魁封层作为一种预养护技术，对路面结构无明显改善效果，因此随着时间的推移，由于CAP和抗磨砂的磨耗损失，路面的渗水系数和抗滑能力逐步衰弱，但使用2 a后仍好于施工前。

4 结论

（1）魁封层采用压缝带+CAP还原剂的工艺组合，从机理上有针对性地处治了路面裂缝及裂纹，并抑制其展延。

（2）对于老化后的基质沥青或是改性沥青，CAP还原剂均能大幅降低其沥青粘度，使其重新具备粘流特质，利于其相互粘结，闭合裂纹。

（3）对于老化后的基质沥青或是改性沥青，CAP还原剂能明显提高老化沥青的各项指标，改善其感温特性。

（4）工程应用表明，魁封层技术能够闭合裂缝及裂纹，抑制渗水，且增加了路面抗滑能力，使用2 a后，路面状况仍好于施工前。

[1]曾峰,张肖宁.沥青路面预防性养护技术研究进展及关键问题[J].中外公路,2009,(4).

[2]杨边江.微表处技术在沥青路面预养护中的应用[J].黑龙江交通科技,2012(6).

[3]刘泽锋.沥青再生在公路沥青路面预防性养护工程中的应用[J].山西建筑，2013，（12）

[4]黄维蓉.雾封层技术在高速公路预养护中的应用[J].路基工程，2010，（3）.