CAP在钦东高速公路预防性养护中的应用研究

王靖 兰姣艳 曾庆华 杜洪良

摘要：为提升老化沥青路面的性能，提升废弃路面材料的回收利用率，文章依托G7511部分路段实施魁道沥青还原剂（CAP）试验段，持续跟踪实施后的抗滑性能和抗车辙性能。结果表明：路面实施CAP再生沥青抗滑封层时，需对前期准备工作、CAP和抗磨砂洒铺、养生、碾压等施工工艺进行严格控制；实施CAP再生沥青抗滑封层后，车辙深度指数RDI和抗滑性能指数SRI大幅提升，路面性能得到很好的改善，能够做到原有路面材料全利用。该试验段实施CAP再生沥青抗滑封层后两年与交工时相比，车辙深度指数RDI和抗滑性能指数SRI衰减较小，展现出优异的抗滑耐久性能和抗车辙耐久性能，因此CAP再生沥青抗滑封层技术值得进一步推广。

关键词：高速公路；CAP；路面车辙；路面抗滑；预防性养护

中图分类号：U418.5   文献标识码：A

文章编号：1673-4874（2024）04-0037-03

0 引言

交通运输部《“十四五”公路养护管理发展纲要》中提到，未来要加大绿色低碳养护技术的推广和应用，大力推动废旧路面材料、工业废弃物等再生利用，提升资源利用效率，建立绿色低碳养护体系。因此，提升沥青路面材料的回收利用率是亟须解决的工程问题与环境问题。

魁道沥青还原剂（CAP）是一种老化沥青的还原剂，撒布到沥青路面后可激活沥青的胶质，撒布抗磨砂、养生、碾压后可恢复路面性能，无须对沥青路面进行铣刨。目前，已有部分关于魁道沥青复原剂（CAP）的研究。屈春秀［1］将CAP还原剂掺入老化沥青和老化沥青混合料中，测试沥青的三大指标及沥青混合料的路用性能后发现，适量沥青还原剂（CAP）对恢复沥青及沥青混合料的性能具有很好的作用；刘伟宏［2］开展了CAP再生抗滑封层研究，对比了CAP试验段施工前和交工后的使用性能、经济效益和环保效益，结果表明：CAP抗滑封层试验段竣工后具备良好的路面抗滑性能、防水性能，经济效益和环保效益也较好；周展勤［3］开展了CAP复原剂在柳州北环沥青路面的应用研究，结果表明：CAP再生沥青抗滑封层可以很好地解决路面病害，提升路面的抗滑性能指标，降低路面养护成本和原材料消耗，加大沥青路面的废物回收利用率。

目前的研究表明，CAP还原剂可一定程度改善路面使用性能，但当前CAP还原剂在沥青路面预防性养护中的应用仍然较少，且缺乏对CAP还原剂应用后的路面性能的持续跟踪，CAP再生沥青路面的耐久性能仍然需要得到进一步论证。

1 项目概况

G7511钦东高速公路钦州至东兴段（以下简称钦东高速公路），为国家高速公路网主干线兰海高速公路的联络线，于2013-12-20全线建成通车。经过8年的运行，道路产生沥青老化、路面抗滑性下降能现象，局部路段出现车辙、裂缝类病害。为提升路面材料的废物利用率，广西北部湾投资集团沿海高速公路分公司于2021年对G7511钦东高速公路K22+000～K23+000、K25+000～K26+000、K62+000～K67+000、K68+000～K69+000实施CAP试验段，并对CAP试验段施工前、交工时、2022年和2023年的路面抗滑性能与抗车辙性能进行持续跟踪，探究CAP再生抗滑封层路面的耐久性能。

2 原材料、施工工艺及试验方法

2.1 原材料

2.1.1 CAP还原剂

CAP还原剂由乳化沥青、树脂、表面活性材料等组成，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中规定的方法对CAP还原剂的恩格拉黏度、蒸发残留物含量、筛上剩余量、常温储存稳定性、与水混合稳定性、针入度和延度进行测试，测试结果如表1所示。

2.1.2 精制抗磨砂

母岩为辉绿岩，粒径为1～4 mm，经过分级破碎、筛分、除尘、水洗等工艺加工而成，莫氏硬度≥5级，压碎值≤8%，其余指标满足规范和设计文件的要求，精制抗磨砂的粒径分布曲线如图1所示。

2.2 施工工艺

2.2.1 交通管制

CAP再生沥青路面施工需要严格控制交通流量，确保施工安全和路面的施工质量。施工前需要对施工区域进行全面的清理和准备工作，包括清除路面上的杂物、修补损坏的地方以及调整路面的平整度等。

2.2.2 起止点保护

为了确保沥青路面的施工质量和施工安全，需要对施工区域的起点和终点进行保护，防止车辆和行人进入施工区域，造成安全事故。

2.2.3 CAP+抗磨砂撒铺

在这个环节中，从同步封层车上将CAP还原剂和抗磨精制砂均匀地撒铺在路面上，同时还需要对撒铺的质量进行严格检查和控制，确保材料分布均匀、厚度一致，以确保路面的耐磨性和稳定性。

2.2.4 检查缺陷并及时修复

当撒铺完成后，需要对路面进行检查，发现任何缺陷或问题，需要及时进行修复和调整。如果发现路面存在坑洼或者凸起，需要进行填补或刮平。

2.2.5 养生1～2 h

在修复完成后，需对路面进行养生处理，具体养生时间受气温和干湿条件影响，养生时间通常为1～2 h，直至混合料不粘手为止。

2.2.6 压路机碾压2遍

在养生完成后，使用压路机对路面进行碾压，以保证路面的密实度，碾压次数通常为2遍，具体次数需要根据施工情况和设计要求来确定。

2.2.7 CAP面层油撒铺

将CAP面层油均匀地撒铺在路面上，需要对撒铺的质量进行严格的检查和控制，确保材料分布均匀、厚度一致。

2.2.8 再次养生1～2 h

在CAP面层油撒铺完成后，需要对路面进行再次养生处理，保证CAP还原剂充分渗透，还原老化沥青的性能。养生时间通常为1～2 h，具体时间需要根据施工情况和气候条件来确定。

2.2.9 二次碾压及开放交通

在再次养生完成后，需要再次使用压路机对路面进行碾压。碾压次数通常为2遍，在碾压完成后，可以开放交通。

2.3 抗滑和抗车辙性能检测

为了持续追踪CAP抗滑封层试验段的抗滑性能和抗车辙性能，根据《路基路面现场测试规程》（JTG 3450-2019）（以下简称《测试规程》）T 0973-2019中规定的方法对试验段施工前、交工时、2022年和2023年的抗车辙性能进行测试；根据《测试规程》T 0965-2008中规定的方法对试验段施工前、交工时、2022年和2023年的抗滑性能进行测试；根据《公路技术状况评定标准》（JTG 5210-2018）对试验段的车辙深度指数RDI和抗滑性能指数SRI进行评定。路面车辙的检测设备为激光车辙仪，安装于多功能检测车上，路面抗滑的检测设备为单轮式横向力系数检测车。

3 检测结果及讨论

图2～5分别为G7511上行K22+000～K23+000段、K25+000～K26+000段、K62+000～K67+000段、K68+000～K69+000段路面车辙深度指数RDI变化情况。

由图2～5可知，当对以上路段实施CAP试验段后，G7511上行K22+000～K23+000段一、二车道的车辙深度指数RDI平均值提升3.05分，K25+000～K26+000段一、二车道的RDI平均值提升3.17分，K62+000～K67+000段一、二车道的RDI平均值提升4.38分，K68+000～K69+000段一、二车道的RDI平均值提升5.62分。2022年、2023年的车辙深度指数RDI和交工时相比，没有出现明显衰减，说明CAP试验段具备良好的抗车辙性能。

对以上路段实施CAP试验段后，CAP还原剂会与高速公路上面层的老化沥青发生氧化还原反应，老化沥青的胶质被激活后软化，沥青的针入度、软化点、延度等性能可恢复至老化前的水平，经压路机碾压后，原有的车辙被填补，路面车辙病害得到明显改善。软化后的混合料经碾压后重新粘结、嵌挤，交工两年后车辙深度指数RDI仍然无明显衰减。

图6～9分别为各路段抗滑性能指数SRI变化情况柱状图。

由图6～9可知，实施CAP试验段后，G7511上行K22+000～K23+000段一、二车道的抗滑性能指数SRI平均值提升了17.5分，K25+000～K26+000段一、二车道的SRI平均值提升了18.5分，K62+000～K67+000段一、二车道的SRI平均值提升了12.4分，K68+000～K69+000段一、二车道的SRI平均值提升了17.5分，所有试验段SRI提升幅度均＞10分，路面抗滑性能指数SRI评价等级由“良”等或“中”等提升至“优”等，说明路面实施CAP试验段后抗滑性能大幅提升。2022年、2023年的抗滑性能指数SRI和交工时相比，无明显衰减，说明CAP试验段具备良好的抗滑耐久性能。

高速公路在长期雨水侵蚀、阳光照射等条件下沥青发生老化，此时沥青的脆性和硬度均增大，在车辆荷载和横向摩擦的作用下，集料表面包裹的沥青逐渐被磨损殆尽，集料外露，后期在长期车辆荷载的作用下，集料表面的棱角和纹理被磨平，此时车辆行驶时轮胎与路面的横向摩擦力系数较低，导致路面的抗滑性能指数SRI逐渐降低。当路面实施CAP试验段后，被还原的沥青、CAP还原剂、集料和精制抗磨砂重新嵌挤，此时精制抗磨砂表面丰富的棱角结构将发挥很好的抗滑作用，因此养护后抗滑性能大幅提升。和普通SMA路面、AC路面相比，精制抗磨砂不易被磨平、磨掉，因此CAP试验段实施两年后仍无路面损坏现象，路面平整密实，无泛油、松散、脱皮、坑槽现象，沥青和集料包裹较好，路面存在轮迹印，无明显车辙出现，SRI几乎没有出现衰减，展现出优异的抗滑耐久性能。

4 结语

（1）路面实施CAP试验段时，需对准备工作、CAP和抗磨砂撒铺、养生、碾压等施工工艺进行严格控制，实施CAP再生沥青抗滑封层后，车辙深度指数RDI和抗滑性能指数SRI将大幅提升，路面性能极大改善，能够做到原有的路面材料全利用。

（2）路面实施CAP试验段后两年与交工时相比，车辙深度指数RDI和抗滑性能指数SRI变化较小，展现出优异的抗车辙耐久性能和抗滑耐久性能，因此CAP再生沥青抗滑封层技术值得进一步推广。

参考文献

［1］屈春秀.沥青路面预养护材料再生还原剂性能研究［D］.重庆：重庆交通大学，2015.

［2］刘伟宏.CAP再生抗滑封层技术应用研究［J］.西部交通科技，2021（6）：39-41.

［3］周展勤.CAP再生抗滑封层技术在柳州北环沥青路面的应用研究［J］.西部交通科技，2021（6）：25-28.

基金项目：2022年度广西交通运输行业重点科技项目清单“基于局部修补的厂拌热再生沥青混合料技术研究”（交办科技函〔2022〕107号）

作者简介：王 靖（1982—），高级工程师，主要从事高速公路养护管理工作。