熊 巍,顏加俊,雷宗建,羅 爐
(1.湖北交投建設(shè)集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430050;2.湖北省高速公路實(shí)業(yè)開發(fā)有限公司,湖北 武漢 430051)
低噪抗滑超表處是在傳統(tǒng)封層類技術(shù)上發(fā)展而來的一種新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),為進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)適用性,本文以湖北某特大橋梁橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)工程為依托,詳細(xì)介紹其病害修復(fù)機(jī)理及特點(diǎn),提出關(guān)鍵施工技術(shù)參數(shù),同時(shí)開展基于外觀質(zhì)量、技術(shù)狀況及抗滑性能提升的應(yīng)用效果評價(jià),鑒于該技術(shù)在特大橋梁橋面鋪裝應(yīng)用尚屬首次,可為類似工程應(yīng)用實(shí)施提供技術(shù)指導(dǎo)及參考。
某特大橋地處長江中游,采用雙向四車道設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)車速80 km/h,橋面寬24.5 m(不含布索區(qū)寬度),橋面縱坡3%,橫坡2%。該橋橋面瀝青鋪裝采用“4 cm改性瀝青AK-13鋪裝上層+4 cm重交瀝青AH-70 AC-13鋪裝下層”結(jié)構(gòu)方案,該鋪裝方案已運(yùn)營近17年,運(yùn)營期間,除日常小修保養(yǎng)外,橋面未進(jìn)行任何大、中修或預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
近幾年來,橋面交通流量遞增,在重載及渠化交通作用下出現(xiàn)了麻面、橫縱向裂縫、網(wǎng)狀疲勞裂紋、瀝青老化、輕微車轍及小范圍坑槽等病害,且鋪裝上層細(xì)集料缺失造成粗骨料外露磨光,抗滑性能衰減較快,行駛噪音較大,影響橋面美觀及行車舒適性和安全性。
低噪抗滑超表處技術(shù)采用超表處封層車,利用“五位一體”同步施工工藝,依次將層間界面劑、乳化高黏瀝青、耐磨抗滑降噪材料、乳化高黏瀝青、表面保護(hù)劑等材料,五層同步灑/撒布施工至原路面,形成厚度3~8 mm的路面功能層,如圖1所示。該技術(shù)對于處治瀝青路面輕微裂縫、降低行車噪音、提高抗滑性能、改善路面外觀具有良好的適用性。
圖1 低噪抗滑超表處結(jié)構(gòu)示意圖
3.1.1 施工前準(zhǔn)備
1)原橋面處理。超表處施工前,需徹底清除原橋面上的松散石料、垃圾以及泥垢、灰塵、殘留物等雜質(zhì),并按照相應(yīng)規(guī)范和要求對橋面上坑槽、較寬裂縫等病害進(jìn)行預(yù)處理。
2)施工材料和設(shè)備準(zhǔn)備。施工前,應(yīng)對表處材料的溫度進(jìn)行檢測,施工時(shí)封層材料適宜的溫度不超過50℃。同時(shí)需認(rèn)真檢測灑布車的運(yùn)行情況,確保噴灑棒的自由調(diào)整,并保持噴嘴通暢。
3)灑布量標(biāo)定。瀝青灑布車主要通過噴嘴系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、噴灑棒高度、噴嘴間距等來控制封層材料灑布量,正式施工前,須找空地試灑,標(biāo)定灑布量。
3.1.2 施工工藝
1)采用專用施工設(shè)備將層間界面劑→復(fù)合改性高粘乳化瀝青→耐磨抗滑降噪材料→復(fù)合改性高粘乳化瀝青→表面保護(hù)劑等同步施工至原路面,見圖2。
圖2 低噪抗滑超表處施工工藝圖
2)待改性乳化瀝青破乳后,采用膠輪壓路機(jī)碾壓6~8遍,提高瀝青對石料的裹覆性,使石料間嵌鎖粘結(jié)更牢固;在正常施工溫度下養(yǎng)生2~4 h。
1)計(jì)量調(diào)節(jié):超表處封層車噴灑系統(tǒng)須實(shí)現(xiàn)灑布量可調(diào),計(jì)量系統(tǒng)精度不低于1%;集料灑布裝置須實(shí)現(xiàn)灑布量可調(diào),計(jì)量系統(tǒng)精度不低于2%。
2)材料用量:低噪抗滑超表處須嚴(yán)格控制層間界面劑、乳化高黏瀝青、耐磨抗滑降噪材料、乳化高黏瀝青、表面保護(hù)劑等材料用量,其具體用量范圍如表1所示。
表1 材料用量范圍 單位:kg·m-2
3)施工寬度和速度:超表處封層車施工寬度可調(diào),一般為0.6~4.0 m,施工時(shí)行車速度應(yīng)控制在100~180 m/min;采用膠輪壓路機(jī)碾壓6~8遍。
4)養(yǎng)生時(shí)間:在正常施工溫度下養(yǎng)生2~4 h,方能開放交通,且開放交通后車輛行駛速度應(yīng)控制在80 km/h。
采用低噪抗滑超表處對該橋橋面鋪裝病害進(jìn)行處治后,為檢驗(yàn)低其應(yīng)用效果,依據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTG E60—2008)和《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018))對新鋪功能層進(jìn)行了外觀觀測和技術(shù)狀況檢評,并對其滲水性和構(gòu)造深度進(jìn)行了補(bǔ)充測試,同時(shí)重點(diǎn)跟蹤觀測了抗滑性能衰減程度。
1)施工后,橋面表面平整、均勻,集料分布錯(cuò)落有致,較大程度改善了原橋面因?yàn)r青老化和集料磨耗后產(chǎn)生的泛白、麻面現(xiàn)象,美觀性大大提高。
2)開放交通后,乳化瀝青破乳完全,與集料粘結(jié)形成受力整體,僅局部富余集料因未完全粘附而有少許“飛石”現(xiàn)象。1~3天后,經(jīng)車輛完全碾壓,“飛石”現(xiàn)象基本消除,未出現(xiàn)集料粘輪及“脫皮”現(xiàn)象。
3)采用《道路路面低噪抗滑超表處技術(shù)指南》推薦的車內(nèi)噪聲檢測方法對行車車內(nèi)噪聲水平進(jìn)行了檢測。檢測時(shí)風(fēng)速為2 m/s,車速80 km/h,測試時(shí)間22 s。經(jīng)檢測,副駕駛和車輛后座行車噪音水平為50 dB和56 dB,車內(nèi)駕駛和乘車人員感官較為舒適,行車噪音大大降低。
為檢驗(yàn)低噪抗滑超表處對橋面技術(shù)狀況的改善效果,對施工后橋面技術(shù)狀況進(jìn)行了評定,其中PQI=95.29~100(優(yōu)),PCI=100(優(yōu)),RQI=90.23~93.71(優(yōu)),RDI=93.16~97.49(優(yōu)),表明經(jīng)低噪抗滑超表處處治后橋面使用性能均得到較大程度改善。為對比抗滑性能提升效果,對實(shí)施前后全橋行、超車道抗滑性能評定結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果如圖3所示。
圖3 應(yīng)用前后橋面抗滑性能評分等級
應(yīng)用實(shí)施前,抗滑性能指數(shù)除上行行車道、超車道部分路段及下行行車道部分路段評價(jià)為良外(但已接近中的評定等級),其余路段均評價(jià)為中,表明橋面抗滑性能出現(xiàn)較大幅度衰減,具體表現(xiàn)為超車道抗滑性能較行車道更差,上、下坡路段衰減速率較正常段落更快。應(yīng)用實(shí)施后,橋面抗滑性能評分整體評價(jià)為良及以上,橋面抗滑性能得到較大提升。由于該特大橋存在3%的縱坡,抗滑性能的提升可有效提高行車安全、降低安全事故。
為進(jìn)一步檢驗(yàn)低噪抗滑超表處使用效果,選取典型斷面,對橋面滲水系數(shù)、擺值和構(gòu)造深度進(jìn)行了補(bǔ)充檢測,其中路段BPN20平均值為67,構(gòu)造深度TD平均值達(dá)到0.88 mm,全橋雙向四車道橋面國際平整度指數(shù)平均下降了0.21 m/km,橋面基本不滲水,表明橋面使用性能得到較大程度改善。
為進(jìn)一步明確低噪抗滑超表處實(shí)施后路面抗滑性能衰減幅度,任意選取橋面行車道三處位置進(jìn)行構(gòu)造深度檢測,結(jié)果如圖4所示。
圖4 低噪抗滑超表處抗滑性能衰減規(guī)律
由檢測結(jié)果可以看出:低噪抗滑超表處實(shí)施半年后,路面抗滑性能出現(xiàn)了一定程度衰減,但衰減幅度較小,僅下降了8%不到,仍遠(yuǎn)高于規(guī)范要求,且后期衰減逐漸趨于平緩。由于目前該技術(shù)應(yīng)用實(shí)施時(shí)間較短,尚不能評價(jià)其使用壽命及耐久性,筆者將在后續(xù)試驗(yàn)檢測中開展進(jìn)一步關(guān)注。
1)經(jīng)低噪抗滑超表處處治后,橋面表觀功能得到較大程度恢復(fù),行車噪音大大降低。橋面整體技術(shù)狀況得到較大提升,局部路段抗滑性能評定等級直接提升一個(gè)等級,達(dá)到良及以上;典型路段BPN20平均值為67,構(gòu)造深度TD平均值達(dá)到0.88 mm,抗滑性能改善明顯;橋面基本不滲水,降低了橋面水損害的可能性。
2)低噪抗滑超表處施工后經(jīng)半年抗滑性能跟蹤檢測,其抗滑性能衰減幅度不到8%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足規(guī)范的要求。
3)該技術(shù)具有層間粘接牢固(25℃拉拔強(qiáng)度≥1.0 mPa)、行車噪音低(相當(dāng)于SMA-13路面結(jié)構(gòu)噪音水平)、抗滑能力強(qiáng)(摩擦系數(shù)BPN≥55)、封水效果好(滲水系數(shù)為0)、快速開放交通(施工后2~4 h可開放交通)的特點(diǎn),且不顯著增加橋梁荷載,對具有一定縱坡的特大橋梁瀝青鋪裝層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)有較好的適用性。
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