許書萍　（合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽　合肥　230001）

薄層溫拌改性瀝青在橋面鋪裝中的應用

許書萍（合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽合肥230001）

對老化高架道路（合肥五里墩立交橋）橋面的瀝青混凝土鋪裝層病害進行分析，橋面鋪裝層材料的受力特性與道路路面中材料的受力差異很大。由于受原有鋪裝層厚度的限制，為了滿足橋面鋪裝結構具有高溫度穩(wěn)定性、抗低溫裂縫、抗水損壞等綜合性能要求，經(jīng)過比選，采用薄層溫拌改性瀝青混合料技術。

改性瀝青；橋面鋪裝；病害

0　前言

合肥市五里墩立交橋于1996年建成投入使用，2008年進行首次大修。原橋面只鋪設了5cm瀝青混凝土鋪裝層，瀝青面層在使用過程中不斷老化，反復的交通荷載對瀝青面層產(chǎn)生破壞，雨水的作用加速了已有的局部損壞，其路用性能不斷衰減。這不僅降低了行車的舒適性，使道路服務水平明顯下降，同時也降低了通行能力與高架道路使用壽命。因五里墩立交橋所處一環(huán)路重要節(jié)點，位置特殊，至2008年期間尚未對瀝青混凝土橋面鋪裝層進行大修，合作化北路高架橋的10跨、屯溪路高架橋的10跨先張法預應力混凝土空心板梁段的橋面病害尤為嚴重。五里墩立交橋存在長大縱坡，且原橋橋面鋪裝層較薄、空心板梁橫向聯(lián)系不足，給橋面鋪裝大修設計增加了難度。

1　橋面鋪裝主要病害及原因分析

1.1橋面鋪裝病害的主要表現(xiàn)形式

五里墩立交橋面瀝青混凝土質(zhì)量總體上較差，主要破壞形式為產(chǎn)生大面積網(wǎng)狀裂縫，并有大面積碎裂、坑槽、車轍以及平整度差等病害；橋面縱向裂縫、橫向裂縫間斷性貫穿橋面；因橋面沉陷產(chǎn)生高差，橋面不同程度地出現(xiàn)網(wǎng)裂、破損，并產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。

1.2橋面鋪裝病害原因分析

①由于原空心板的鉸縫槽小、淺，使得實際空心板之間的聯(lián)系薄弱。在重車或長期運營的過程，造成鉸縫破壞，形成各板相對獨立受力的狀態(tài)。反應到病害上就是橋面鋪裝出現(xiàn)縱向裂縫。

②橋面鋪裝厚度較薄，瀝青混凝土鋪裝層為5-7cm不等，厚度不均。這是橋面產(chǎn)生坑槽、沉陷、網(wǎng)裂的原因。

③橋面平整度差，在車輛荷載的反復沖擊下，易導致橋面的破損等病害。

④橋面橫向裂縫主要產(chǎn)生地點在伸縮縫位置和空心板橋橋面連續(xù)處。產(chǎn)生的原因主要是因為伸縮縫與橋面鋪裝的聯(lián)系較弱，此處裂縫的產(chǎn)生加劇了滲水，進一步破壞了連接處的橋面鋪裝；空心板橋橋面連續(xù)處橫向裂縫的產(chǎn)生，主要是橋面連續(xù)鋼筋設置作用較弱，不能滿足使用功能。

經(jīng)過之前幾個部分的研究發(fā)現(xiàn)，盡管庫倫摩擦模型所展示后峰值階段并不具有太多實際意義，但是應用該模型來模擬前峰值階段和峰值階段還是合理和有意義的。于是，在接下來的研究中，采用了幾種不同的直根模型，來研究幾何方面的變化會對直根的抗拔強度有何影響[4]。

2　空心板加固設計

由于原橋空心板橋面板橫向聯(lián)系薄弱，本次加固先更換部分有質(zhì)量缺陷的板梁，處理鉸縫連接，后鋪裝厚度為8cmC50防水混凝土層，與原梁頂板的結合面設置剪力槽，同時通過植筋（間距40cm），使新老混凝土有效結合。并設了雙層直徑12mm的鋼筋網(wǎng)，以加強橋梁橫向聯(lián)系，水泥混凝土鋪裝層與板采用植筋方式聯(lián)接，也相當于增大截面法對構件進行了加固。文獻［1］針對混凝土主梁與橋面鋪裝層不同的結合形式進行模擬計算，混凝土橋面鋪裝層與混凝土主梁強連接形式下的計算應變值大小分布較為一致。加固后的橋梁結構，混凝土鋪裝層與混凝土主梁結合緊密，表現(xiàn)為強結合形式，能協(xié)同受力變形，共同承擔了來自于車輛荷載的作用。

3　橋面防水設計

為確保工程質(zhì)量，本項目在橋梁應力吸收層之下另設結構防水層。具體實施辦法為橋面鋪裝前加強橋面浮漿的處理，所有橋面混凝土除保證平整、壓紋外（構造深度0.5～0.7mm），還必須在施工瀝青混凝土面層前采用自動無塵離心式噴砂機處理，然后噴灑反應性樹脂封閉底層、反應性樹脂上層及二階反應型防水粘結層，中間撒布機制砂（用量0.3～0.5kg/m2）。

4　橋面鋪裝設計

4.1橋面鋪裝層瀝青混合料比選

由于橋面瀝青鋪裝層直接承受行車荷載的反復作用和自然因素的影響，應當特別重視瀝青鋪裝層的抗開裂和抗永久變形性能的提高。眾所周知，不同級配類型的瀝青混合料其路用性能差別較大。AC類瀝青混凝土抗車轍能力相對較差；AK類瀝青混合料由于空隙率較大，其水穩(wěn)定性能較差；SMA類瀝青混合料的高溫抗車轍性能和低溫抗裂性能好，還具有較好的抗滑性能和降噪功能，其綜合技術性能好。但SMA類瀝青混合料的施工質(zhì)量控制方面要求比較嚴格，由于其使用壽命長，分攤到使用周期的時間成本并不高。在國內(nèi)SMA類瀝青混合料用于橋面鋪裝中也越來越為廣泛，且效果優(yōu)良。通過論證，選用改性SMA類瀝青混合料是比較合適的選擇。

4.2薄層改性SMA類瀝青混合料最終實施方案

4.2.1溫拌瀝青混合料技術的應用

溫拌瀝青混合料技術是指顯著降低瀝青混合料的拌合和施工溫度的道路工程技術。傳統(tǒng)瀝青混合料的拌合溫度為150℃以上，碾壓溫度在140℃以上。而溫拌瀝青混合料的拌合溫度可以降低30℃～50℃。該技術采用后可獲得良好的使用效果：節(jié)能減排、性能改善、施工和易性好，采用薄層鋪裝壓實度可得到有效控制。將Sasobit按外摻法（瀝青質(zhì)量百分率）加入140℃左右的基質(zhì)瀝青中，攪拌30min～60min（取40min）制備成改性瀝青，采用摻量為3%、5%的Sasobit添加劑進行改性瀝青的各項常規(guī)試驗比對。

經(jīng)試驗分析，瀝青的針入度隨Sasobit摻量的增加而急速減小，瀝青的軟化點隨著摻量的增加而顯著提高。隨著Sasobit摻量的增加，改性瀝青的135℃運動黏度降低，且低于基質(zhì)瀝青，而在60℃下的動力黏度軟化點高于基質(zhì)瀝青，說明瀝青改性后可在較低溫度下施工，且有較好的高溫穩(wěn)定性。Sasobit改性瀝青的這些特點，不僅可以有效地改善瀝青對集料的浸潤速率，提高覆蓋率和黏附力，而且可以有效地改善施工和易性，降低施工溫度，減少能源消耗及環(huán)境污染。

基質(zhì)瀝青與改性瀝青性能試驗

4.2.2最終實施方案

橋面鋪裝層材料的受力特性與道路路面中材料的受力差異很大，橋面鋪裝層的破壞形式、破壞位置與路面并不同。由于受原有鋪裝層厚度的限制，為了滿足橋面鋪裝結構具有高溫度穩(wěn)定性、抗低溫裂縫、長大縱坡上坡段抗車轍、下坡段抗層間滑移及剪切變形、抗水損壞的綜合性能要求，經(jīng)過比選，本項目橋面鋪層最終采用3cmSMA-10薄層溫拌改性瀝青混合料（添加占瀝青質(zhì)量3%的中溫化改性劑Sasobit）。

5　施工注意事項

①防水混凝土層噴砂選擇全自動無塵離心式噴砂機進行處理，采用全鋼丸的噴砂方式。噴砂速度為100cm/min～300cm/min，噴砂寬度為40cm～80cm。

②噴砂后應清除混凝土表面全部浮漿，經(jīng)處理的表面應具有粗糙有構造深度的外觀。

③橋面噴砂處治后、反應性樹脂封閉層施工前，必須保證清除所有灰塵、浮漿、油污等雜物，并確保混凝土板干凈、干燥。

④反應性樹脂的固化速度和粘度受溫度影響很大，施工溫度宜控制在15℃～40℃。

6　結束語

①橋面鋪裝層的受力比普通路面層的受力更為復雜，對材料的高溫、低溫、抗疲勞、粘韌性等方面有更嚴格的要求，傳統(tǒng)的橋面鋪裝設計沒有考慮上述差異，亟待修正。

②通過在原梁頂板的結合面設置剪力槽、植筋，使新老混凝土有效結合，表現(xiàn)為強結合形式，可有效加強空心板梁橫向聯(lián)系，提高承載力。

③務必加強施工管理，確保橋面鋪裝層與橋面板協(xié)同變形，不使之形成獨立的受力結構層而發(fā)生早期破壞。

④施工完成后，委托檢測單位對路面技術指標進行了測試，均滿足相關要求。該橋經(jīng)過大修已運行了7年多時間。目前，橋面鋪裝完好，未發(fā)現(xiàn)病害現(xiàn)象，高架路面展現(xiàn)良好的使用性能，說明瀝青薄層鋪裝方案在技術上是可行的。

［1］王恩東.箱梁橋橋面鋪裝受力特性研究［J］.山東大學學報（工學報），2008（2）.

［2］JTG D60-2004，公路橋涵設計通用規(guī)范［S］.

［3］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范［S］.

U443.33

B

1007-7359（2016）04-0188-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.074

許書萍（1968-），女，安徽合肥人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學，碩士；高級工程師，專業(yè)方向：市政道路橋梁。