宋建軍 劉聲威 包廣志

摘要：文章結(jié)合鄂東長(zhǎng)江公路大橋主橋鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)維修工程，對(duì)冷拌型環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)護(hù)方案中的維修結(jié)構(gòu)、混合料路用性能、施工工藝等進(jìn)行研究，以期為同類(lèi)型工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼橋面鋪裝；冷拌；環(huán)氧瀝青；路用性能

中圖分類(lèi)號(hào)：U443.33 A 55 181 4

0 引言

近年來(lái)鋼橋面鋪裝逐步成為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，國(guó)內(nèi)鋼橋面鋪裝技術(shù)經(jīng)過(guò)二十余年研究與應(yīng)用，形成了環(huán)氧瀝青混合料鋪裝體系、澆注式瀝青混合料鋪裝體系和改性SMA鋪裝體系等多種成熟鋪裝方案。其中環(huán)氧瀝青混合料強(qiáng)度高、溫度敏感性低、抗疲勞性能和耐久性良好，被大面積應(yīng)用于新建鋼橋面鋪裝工程［1］。

環(huán)氧瀝青混合料按拌和溫度分為冷拌型（常溫拌和）、溫拌型（拌和溫度110～130 ℃）、熱拌型（拌和溫度170～185 ℃）。其中溫拌型環(huán)氧瀝青混合料存在施工條件苛刻、施工容留時(shí)間短、養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)等諸多缺點(diǎn)，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)新建或養(yǎng)護(hù)工程中已較少使用；熱拌型環(huán)氧瀝青混合料需要大型熱拌站才能生產(chǎn)；冷拌型環(huán)氧瀝青混合料（RA混合料）對(duì)于拌和設(shè)備要求低，無(wú)須大型混凝土拌和站即可完成生產(chǎn)，施工簡(jiǎn)便，攤鋪時(shí)與常規(guī)瀝青混合料攤鋪一致，無(wú)須特殊的施工設(shè)備，施工容留時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于局部鋼橋面鋪裝層養(yǎng)護(hù)工作較為便利。本文依托鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝層日常養(yǎng)護(hù)維修工程，對(duì)某國(guó)產(chǎn)冷拌型環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)護(hù)維修結(jié)構(gòu)、材料性能、施工工藝等方面進(jìn)行介紹，為同類(lèi)型養(yǎng)護(hù)工程提供參考［2-3］。

1 工程概況及養(yǎng)護(hù)方案

1.1 工程概況

鄂東長(zhǎng)江公路大橋位于湖北省黃石市與鄂州市交界區(qū)域，2010年建成通車(chē)，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)速度100 km/h，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路Ⅰ級(jí)。該橋主跨為926 m的雙塔雙索面半飄浮體系混合梁斜拉橋，大橋主跨采用PK斷面鋼箱梁，邊跨采用PK斷面混凝土箱梁。

鄂東長(zhǎng)江公路大橋鋼橋面鋪裝采用美國(guó)溫拌環(huán)氧瀝青鋪裝技術(shù)，鋪裝結(jié)構(gòu)為：3 cm上面層溫拌EA-10+2.5 cm下面層EA-10。通車(chē)3年后，鋼橋面鋪裝層局部開(kāi)始出現(xiàn)了小面積裂縫、坑槽等病害，根據(jù)歷年病害統(tǒng)計(jì)結(jié)果，病害主要出現(xiàn)在行2、行3車(chē)道，病害類(lèi)型主要包括裂縫、鼓包、坑洞、脫空（滑移）等。

1.2 養(yǎng)護(hù)維修結(jié)構(gòu)

針對(duì)鄂東長(zhǎng)江大橋鋼橋面鋪裝層行2、行3車(chē)道局部病害養(yǎng)護(hù)維修工作，在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究成果和鄂東橋鋼橋面瀝青歷年養(yǎng)護(hù)情況的基礎(chǔ)上，采用5 cm冷拌型環(huán)氧瀝青混合料RA-13進(jìn)行鋪裝層局部維修，同時(shí)為改善環(huán)氧瀝青混合料普遍存在的抗滑不足，加鋪0.5 cm EBCL抗滑磨耗層進(jìn)行改善，養(yǎng)護(hù)維修結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)下頁(yè)圖2。

2 配合比及路用性能評(píng)價(jià)

2.1 原材料

2.1.1 EBCL膠結(jié)料

EBCL膠結(jié)料固化后強(qiáng)度高，能夠有效降低鋪裝層與鋼板脫空風(fēng)險(xiǎn)，主要用于防水粘結(jié)層和抗滑磨耗層罩面。EBCL膠結(jié)料固化后檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2.1.2 3～5 mm集料

EBCL抗滑磨耗層集料選用3～5 mm潔凈、干燥、堅(jiān)硬、無(wú)風(fēng)化的玄武巖，各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表2。

2.1.3 RA混合料用環(huán)氧瀝青

冷拌型環(huán)氧瀝青混合料用瀝青結(jié)合料為RA環(huán)氧瀝青，固化后各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

2.1.4 集料

RA環(huán)氧瀝青混合料用粗、細(xì)集料均采用輝綠巖，填料采用石灰?guī)r礦粉，各項(xiàng)參數(shù)均滿(mǎn)足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的相關(guān)要求。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

參考《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3364-02-2019）中相應(yīng)規(guī)定，進(jìn)行冷拌環(huán)氧瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)。RA-13的礦料級(jí)配曲線見(jiàn)圖3。

基于馬歇爾試驗(yàn)方法，根據(jù)所選用的級(jí)配曲線和各種礦料的篩分結(jié)果，計(jì)算各種礦料所需用量。在瀝青混合料油石比6.0%～8.0%范圍內(nèi)，以0.5%的增量遞增制備5組馬歇爾試件，測(cè)得各組試件的物理、力學(xué)指標(biāo)，結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最終確定冷拌環(huán)氧瀝青RA-13最佳膠結(jié)料用量為6.6%。

2.3 路用性能分析

通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)、車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)以及凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)冷拌環(huán)氧瀝青混凝土RA-13路用性能進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可知，RA-13冷拌環(huán)氧瀝青混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范相關(guān)要求，混合料浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比分別為98.9%、96.2%，具有較好的水穩(wěn)定性；60 ℃動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到50 608次/mm，高溫穩(wěn)定性?xún)?yōu)異；彎曲極限應(yīng)變達(dá)到3 234 με，具有良好的低溫柔韌性；施工可操作時(shí)間＞120 min，能夠滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工組織需要。

3 冷拌環(huán)氧瀝青混凝土養(yǎng)護(hù)施工

鋼橋面鋪裝維修工程具有實(shí)施面積小、技術(shù)難度高、施工組織困難等特點(diǎn)，養(yǎng)護(hù)施工過(guò)程中出現(xiàn)任何細(xì)微瑕疵可能造成鋪裝層二次損壞。因此，冷拌環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)護(hù)維修工藝和施工質(zhì)量控制對(duì)養(yǎng)護(hù)效果有較大程度影響。冷拌環(huán)氧瀝青混凝土養(yǎng)護(hù)維修施工有以下幾個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)：舊鋪裝層銑刨挖除、鋼板拋丸除銹、防水粘結(jié)層涂布、RA環(huán)氧瀝青混合料施工和EBCL抗滑磨耗層施工［4-5］。

3.1 舊鋪裝層銑刨挖除

舊鋪裝層銑刨挖除可根據(jù)養(yǎng)護(hù)維修面積采用不同方案，對(duì)于局部坑槽修補(bǔ)，劃定病害區(qū)域后人工切割、鑿除瀝青混合料，對(duì)于病害連續(xù)區(qū)域以銑刨機(jī)銑刨為主，輔以人工鑿除。在機(jī)械銑刨過(guò)程中，為保護(hù)鋼板不被損傷，嚴(yán)格控制銑刨深度，盡量避免銑刨刀頭直接觸及鋼板。人工鑿除時(shí)，先使用小型切割機(jī)進(jìn)行人工切割作業(yè)，切割深度要同原鋪裝層厚度一致，盡量避免二次鑿除對(duì)相鄰區(qū)域造成不必要的損害。

挖除結(jié)束后，將廢舊料裝車(chē)運(yùn)離。修補(bǔ)界面采用熱鼓風(fēng)機(jī)清除殘留灰塵，部分油污污染的鋼板采用堿性試劑去除。

3.2 鋼板拋丸除銹

舊鋪裝層清除后對(duì)鋼板進(jìn)行噴砂除銹處理，局部小面積除銹采用人工打磨或手持式拋丸機(jī)，大面積翻修除銹可采用拋丸機(jī)進(jìn)行噴砂除銹處理。噴砂除銹采用的鋼丸和鋼砂應(yīng)符合《涂覆涂料前鋼板表面處理》（GB/T 8923.1-2011）相關(guān)要求，鋼丸和鋼砂比例根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)粗糙度需求進(jìn)行調(diào)整。

拋丸機(jī)進(jìn)行拋丸除銹時(shí)，采用直行連續(xù)施工方式，每次直行距離≤50 m，往返作業(yè)，噴砂除銹后的鋼板清潔度需達(dá)到Sa2.5級(jí)。修補(bǔ)區(qū)域邊緣處的鋼板采用人工電動(dòng)打磨時(shí)，鋼板清潔度應(yīng)達(dá)到Sa3.0級(jí)。

3.3 EBCL防水粘結(jié)層涂布

鋼板暴露在空氣中會(huì)再次銹蝕，除銹結(jié)束后4 h內(nèi)進(jìn)行EBCL防水粘結(jié)層涂布。防水粘結(jié)層施工前，將EBCL的A、B組分充分?jǐn)嚢杈鶆?，在養(yǎng)護(hù)維修區(qū)域的鋼板劃定網(wǎng)格，采用人工刮涂方式將EBCL均勻涂布在鋼板上，涂布量控制在0.9～1.1 kg/m2，刮涂后表面不可出現(xiàn)明顯堆積、流淌等狀況。同時(shí)避免EBCL黏度增加影響施工和易性，涂布工作需要在60 min內(nèi)完成。防水粘結(jié)層涂布完畢后均勻撒布3～5 mm粒徑的玄武巖，增強(qiáng)層間抗剪能力，撒布量控制在2.5～3.5 kg/m2。EBCL固化后粘連的玄武巖碎石與結(jié)構(gòu)層環(huán)氧瀝青混合料形成嵌擠結(jié)構(gòu)，降低脫空風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 RA混合料施工

RA混合料攤鋪前需在已固化的防水粘結(jié)層上涂布RA環(huán)氧瀝青，提升混合料與防水粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度。RA環(huán)氧瀝青涂布可采用機(jī)械噴涂，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試噴涂前進(jìn)速度，將RA環(huán)氧瀝青灑布量控制在0.5～0.7 kg/m2。噴涂結(jié)束后進(jìn)行檢查，未噴涂到區(qū)域采用人工補(bǔ)刷。

冷拌環(huán)氧瀝青混合料RA-13常溫拌和，集料無(wú)須加熱，生產(chǎn)時(shí)增設(shè)RA環(huán)氧瀝青A、B組分的泵送、稱(chēng)量、攪拌裝置。拌和時(shí)集料和礦粉干拌5 s，加入RA環(huán)氧瀝青濕拌60 s，出料時(shí)若存在花白料則適當(dāng)延長(zhǎng)拌和時(shí)間。

冷拌型環(huán)氧瀝青混合料屬于反應(yīng)型材料，拌和后黏度隨時(shí)間逐步增大，需在2 h內(nèi)完成混合料運(yùn)輸、攤鋪與碾壓工作。碾壓過(guò)程中，出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，采用鋼針刺破將氣體排出。碾壓完成后養(yǎng)護(hù)2～3 d即可開(kāi)放交通。

3.5 加鋪EBCL抗滑磨耗層

為提升EBCL抗滑磨耗層與RA-13混合料的層間粘結(jié)效果，對(duì)RA-13混合料進(jìn)行拋丸處理，改善其粗糙度。拋丸處理后采用鼓風(fēng)機(jī)清除表面浮灰，畫(huà)定方格進(jìn)行EBCL刮涂，涂量為1.5～2 kg/m2，施工過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行用量核算。EBCL涂布完成后機(jī)械撒布3～5 mm玄武巖，撒布量在3～4.5 kg/m2，最后人工撒布1～2 mm碎石1.5～2.5 kg/m2，養(yǎng)生1～2 d即可形成最終強(qiáng)度，可以開(kāi)放交通。

3.6 應(yīng)用效果

對(duì)采用冷拌環(huán)氧瀝青混合料養(yǎng)護(hù)維修區(qū)域進(jìn)行路用性能檢測(cè)，養(yǎng)護(hù)區(qū)域平整度、橫坡度、滲水系數(shù)、構(gòu)造深度及摩擦系數(shù)均滿(mǎn)足《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T3364-02-2019）相關(guān)技術(shù)要求，服役后表面平整密實(shí)，接縫處平整、順直、無(wú)明顯跳車(chē)現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)氧瀝青混合料被廣泛應(yīng)用于鋼橋面鋪裝工程中，但針對(duì)環(huán)氧瀝青混合料鋪裝出現(xiàn)病害后的養(yǎng)護(hù)維修并無(wú)相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行指導(dǎo)。本文結(jié)合鄂東長(zhǎng)江公路大橋主橋鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)維修工程，詳細(xì)介紹了冷拌型環(huán)氧瀝青混合料維修結(jié)構(gòu)、材料性能及施工工藝?？梢钥闯?，冷拌型環(huán)氧瀝青混合料具有良好的綜合路用性能，常溫拌和，施工方便，其攤鋪及碾壓工藝與常規(guī)瀝青混合料施工基本一致，在環(huán)氧瀝青混合料鋪裝層養(yǎng)護(hù)維修方面具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

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收稿日期：2023-09-20