陳 研 陸凱華

國(guó)內(nèi)長(zhǎng)大跨徑橋梁建設(shè)如火如荼,橋梁在高等級(jí)公路中所占的比例也越來(lái)越大,橋面鋪裝的使用質(zhì)量決定了整個(gè)工程的成敗。橋面鋪裝直接提供給使用者,直接影響到行車(chē)的安全性、舒適性,同時(shí)橋面鋪裝對(duì)保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)也起著重要的作用。水泥混凝土橋雙層SMA橋面鋪裝的厚度一般為8 cm～12 cm,比一般的路面薄。橋面鋪裝施工工藝與一般公路路面有所差異,課題對(duì)雙層SMA橋面鋪裝的關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行了研究,有利于提高水泥混凝土橋橋面鋪裝的施工質(zhì)量。

1 水泥混凝土橋面板處理工藝

目前水泥混凝土橋橋面鋪裝對(duì)橋面板的處理重視不夠,很多情況下采用人工鑿毛的方式簡(jiǎn)單處理,然后在其上施工防水粘結(jié)層,鋪筑瀝青混合料,給橋面鋪裝的質(zhì)量埋下了隱患?；炷涟迳系幕覊m、油污等會(huì)影響防水粘結(jié)層與橋面板之間的粘結(jié);混凝土板上的浮漿、軟弱部位成為一個(gè)軟弱的夾層也會(huì)影響到界面粘結(jié)和抗剪性能,這些因素導(dǎo)致了橋面鋪裝抗剪切能力的不足,在橋面鋪裝使用的初期即出現(xiàn)如脫層,推移等病害。

課題對(duì)采用不同處理方案的混凝土板,采用同一種熱噴防水粘結(jié)層進(jìn)行常溫條件下的拉拔試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,噴砂處理和精銑刨處理都可以提高界面的拉拔強(qiáng)度,提高幅度達(dá)35%以上(見(jiàn)表1)。

表1 不同橋面板處理方案拉拔試驗(yàn)結(jié)果 MPa

從拉拔試驗(yàn)結(jié)果可以看出,無(wú)塵自動(dòng)噴砂機(jī)、精銑刨均可以對(duì)橋面板進(jìn)行有效的處理,改善鋪裝層的粘結(jié)性能。

2 橋面板的不平整度對(duì)鋪裝性能影響的研究

在橋面鋪裝下層施工過(guò)程中很難保證鋪裝的厚度能準(zhǔn)確的控制在設(shè)計(jì)的厚度,部分位置可能偏薄2 cm～4 cm,部分位置卻偏厚3 cm～4 cm。橋面板的不平整會(huì)影響鋪裝的碾壓效果,進(jìn)而影響鋪裝的使用性能。

考慮到橋面鋪裝下層SMA16施工時(shí)允許的偏差范圍在鋪裝設(shè)計(jì)厚度4 cm～10 cm之間,因此實(shí)驗(yàn)室分別成型4 cm,6 cm,8 cm和10 cm的車(chē)轍板,然后切割測(cè)試車(chē)轍板的空隙率,由此比較在相同壓實(shí)功條件下,不同厚度車(chē)轍板的壓實(shí)情況。試驗(yàn)中首先成型5 cm厚標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍板,依據(jù)設(shè)計(jì)空隙率確定標(biāo)準(zhǔn)成型次數(shù),然后采用該次數(shù)成型其他4種厚度的車(chē)轍板。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同厚度車(chē)轍板空隙率

從室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可以看出:不同厚度的車(chē)轍板采用相同壓實(shí)功的情況下,試件最終的空隙率差別較大。采用相同的成型次數(shù),隨著厚度的增加,車(chē)轍板的空隙率增大,壓實(shí)度呈下降的趨勢(shì)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn),車(chē)轍板變薄,壓實(shí)度也有所降低,主要原因可能是SMA-16最大公稱(chēng)粒徑可能會(huì)影響車(chē)轍板的壓實(shí)度,另外,車(chē)轍板薄了,溫降速度加快,也可能影響車(chē)轍板的壓實(shí)情況。因此,在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中嚴(yán)格控制最小的鋪裝厚度,保證SMA-16鋪裝的厚度要大于4 cm,對(duì)于SMA-16要控制最大的鋪裝厚度,在鋪裝較厚的位置要適當(dāng)增加壓實(shí)功,提高鋪裝的壓實(shí)度。

在實(shí)體工程SMA-16鋪裝的施工過(guò)程中,課題組也加強(qiáng)了對(duì)鋪裝厚度有變化的位置的檢測(cè),從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)情況看:1)橋面板的坑洼是客觀存在的,SMA-16下面層鋪裝厚度存在變化,在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中要求考慮SMA-16的厚度控制在一定范圍之內(nèi)。2)鋪裝厚度較薄的位置受最大粒徑與層厚以及溫降速度加快的影響,壓實(shí)度較其他位置的低。因此在水泥混凝土橋下面層施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鋪裝的最小厚度,對(duì)厚度不足部分應(yīng)對(duì)橋面板進(jìn)行局部銑刨處理或者調(diào)整鋪裝標(biāo)高,保證下面層的最小鋪裝厚度。3)當(dāng)鋪裝下面層SMA-16較厚時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)層施工過(guò)程中,反而較正常厚度的鋪裝層更容易壓實(shí),這與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果有區(qū)別。因此水泥混凝土橋下面層施工厚度可以較設(shè)計(jì)厚度適當(dāng)提高,具體提高幅度應(yīng)結(jié)合混合料施工和易性和現(xiàn)場(chǎng)施工條件綜合分析。

3 SMA瀝青鋪裝的碾壓方案研究

我國(guó)JTG F-40瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中,建議SMA碾壓不能使用膠輪,規(guī)范推薦鋼輪振動(dòng)壓實(shí)的碾壓方式,要求緊跟、慢壓、高頻、低幅。碾壓結(jié)束后路面平整,表面構(gòu)造深度大。當(dāng)配比合適、碾壓及時(shí)充分,形成的SMA路面基本不滲水。在高溫條件下,SMA中的瑪脂具有較好的流動(dòng)性,當(dāng)SMA中的粗骨料在壓路機(jī)的振動(dòng)碾壓作用下聚集并形成骨架結(jié)構(gòu)時(shí),處于流淌狀態(tài)的瑪脂在振動(dòng)和擠壓的作用下向下部孔隙移動(dòng),最終填滿混合料中的孔隙,此時(shí)路面表面還有較大的構(gòu)造深度。

膠輪碾壓則能起到一種揉搓的作用,這種揉搓可以將SMA中的粗骨料擺放的更為合理,骨架結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定,提高混合料的密實(shí)度,特別是在溫度降低以后,SMA中的碾壓阻力迅速增大,使用膠輪壓路機(jī)可以獲得較為寬余的碾壓時(shí)間,而鋼輪壓路機(jī)過(guò)分增大擊振力則容易造成骨料被壓碎。但不可否認(rèn)這種揉搓作用可能會(huì)導(dǎo)致瑪脂上浮,最終填塞表面的構(gòu)造深度,甚至有可能引起表面泛油。

考慮到SMA-16作為鋪裝下層,對(duì)表面構(gòu)造深度要求不高,密實(shí)防水是其關(guān)鍵,因此課題在SMA-16鋪裝下層施工過(guò)程中推薦采用膠輪壓路機(jī)碾壓。表3為某大橋SMA-16下面層試驗(yàn)段攤鋪碾壓時(shí),對(duì)不同碾壓組合方式進(jìn)行的對(duì)比性碾壓試驗(yàn)結(jié)果。從表3中不難看出,采用鋼輪振動(dòng)+膠輪的方式獲得的壓實(shí)度最大,但同時(shí)構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)并未像想象的那樣迅速喪失。

表3 SMA-16碾壓方式及試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

SMA-16鋪裝下面層時(shí)使用膠輪壓路機(jī)碾壓,需特別注意:1)碾壓的時(shí)機(jī)問(wèn)題,SMA-16混合料采用膠輪碾壓要考慮溫度。溫度太高,膠輪上的太早均容易在路面表面形成瀝青薄皮,瑪脂過(guò)度上浮。一般情況下,初壓結(jié)束后即可進(jìn)行膠輪的碾壓。2)容易出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象,SMA易粘膠輪是因?yàn)楫?dāng)膠輪自身溫度相對(duì)較低時(shí),SMA中的改性瀝青極易粘附在膠輪表面,粘有瀝青的膠輪表面會(huì)粘附SMA的細(xì)料,因此造成路面粘連。所以在施工過(guò)程中應(yīng)保持膠輪表面干凈,在施工過(guò)程中需安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)清理膠輪。碾壓開(kāi)始時(shí),膠輪表面應(yīng)涂一層隔離劑,使膠輪表面不易粘料。當(dāng)膠輪溫度與混合料溫度趨于一致時(shí),粘料現(xiàn)象會(huì)減少。

4 結(jié)語(yǔ)

水泥混凝土橋面鋪裝的施工工藝是保證橋面鋪裝使用性能的關(guān)鍵因素之一,課題對(duì)涉及水泥混凝土橋雙層SMA鋪裝的關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行了研究,得到的主要結(jié)論如下:1)水泥混凝土橋橋面鋪裝施工前一定要重視橋面板的處理,保證橋面板粗糙潔凈。2)水泥混凝土橋面板坑洼不平是客觀存在的,橋面板的不平整會(huì)影響混合料的壓實(shí)效果。橋面鋪裝施工前應(yīng)對(duì)橋面板的標(biāo)高進(jìn)行加密復(fù)測(cè),對(duì)鋪裝較薄位置進(jìn)行橋面板局部銑刨或者提高鋪裝厚度處理,對(duì)鋪裝過(guò)厚部位采用細(xì)粒式混合料進(jìn)行調(diào)平。3)鋪裝下層SMA-16施工過(guò)程中由于層厚、下臥層等因素,溫降速度快,為了保證下層SMA-16鋪裝的泌水性和壓實(shí)度,在下層施工時(shí)可以采用膠輪進(jìn)行碾壓。

[1]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTJ 052-2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]沈金安.改性瀝青與SMA路面[M].北京:人民交通出版社,1999.

[4]鄒循華,徐小華,張明星.環(huán)氧瀝青混凝土在大跨度橋面鋪裝中的應(yīng)用[J].山西建筑,2008,34(11):301-302.