超薄專(zhuān)用瀝青混凝土在滎經(jīng)河大橋路面改造工程中的應(yīng)用

李勇 鄭浩 李大為

摘要：文章結(jié)合雅葉高速公路滎經(jīng)河大橋工程實(shí)例，通過(guò)使用高性能特種改性瀝青和特定的路面級(jí)配范圍設(shè)計(jì)了一種專(zhuān)用的超薄瀝青混合料目標(biāo)配合比，并通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、肯塔堡飛散試驗(yàn)、謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)分別對(duì)該瀝青混合料配合比的動(dòng)穩(wěn)定度、水穩(wěn)定性、抗飛散評(píng)價(jià)指標(biāo)以及施工性能進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明：該種專(zhuān)用超薄瀝青混合料具有優(yōu)異的耐高溫、抗飛散、抗水損害等性能，并具有良好的施工性能；在雅葉高速公路滎經(jīng)河大橋上實(shí)施時(shí)表現(xiàn)出施工性能良好，路面平整美觀，抗滑性能良好，具有良好的應(yīng)用和推廣前景。

關(guān)鍵詞：超薄瀝青混合料；配比設(shè)計(jì)；施工應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：U443.33A451562

0引言

雅安—葉城高速公路又稱(chēng)“雅葉高速公路”，是中國(guó)國(guó)家高速公路網(wǎng)東西橫向主干線(xiàn)上?！啥几咚俟罚▏?guó)家高速公路G42）的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)之一。雅葉高速公路雅康段（又稱(chēng)雅康高速公路）是通往甘孜藏區(qū)的首條高速公路，起于雨城區(qū)草壩鎮(zhèn)，西經(jīng)天全縣、瀘定縣，止于康定城東，于2018-12-31實(shí)現(xiàn)了全線(xiàn)通車(chē)。滎經(jīng)河大橋，是雅康高速公路C7標(biāo)段的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，該橋橫跨滎經(jīng)河，全長(zhǎng)818.55 m。

滎經(jīng)河大橋原橋面鋪裝層為澆筑式瀝青混合料鋪裝層，由于滎經(jīng)河大橋地處雅安市天全縣，該地位于成都平原向青藏高原過(guò)渡的地帶，境內(nèi)的地形地貌非常復(fù)雜，地勢(shì)落差較大。獨(dú)特的地理環(huán)境使該地區(qū)常年陰雨連綿，年平均降水量大約為1 800 mm左右。地區(qū)常年陰雨，且該路段交通車(chē)流量大，致使原橋面鋪裝層部分細(xì)集料被雨水沖刷帶走，表面骨料裸露，局部已經(jīng)出現(xiàn)水損害現(xiàn)象，亟須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

考慮到原橋面標(biāo)高與路基相銜接處標(biāo)高一致，養(yǎng)護(hù)時(shí)不宜對(duì)原橋面進(jìn)行再次加高，否則會(huì)影響行車(chē)安全性。加之考慮到該路段及時(shí)開(kāi)放交通的需求，因此養(yǎng)護(hù)方案最終定為在原路面結(jié)構(gòu)上加鋪一層超薄瀝青混合料結(jié)構(gòu)層，用以改善原路面表面骨料裸露，局部已經(jīng)出現(xiàn)水損害的現(xiàn)象，增強(qiáng)行車(chē)舒適性。對(duì)于常規(guī)瀝青混合料，加鋪層太薄則會(huì)導(dǎo)致加鋪后的路面承載能力不足，同時(shí)也容易出現(xiàn)層間抗剪和抗拉拔能力不足的問(wèn)題，進(jìn)而產(chǎn)生推移、脫皮等早期病害，最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，壽命短、抗滑性不足、行車(chē)舒適性差等一系列問(wèn)題。

針對(duì)上述技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合滎經(jīng)河大橋路面結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，對(duì)鋪裝層設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的1.5 cm超薄瀝青配合比，并結(jié)合成熟的瀝青層界面處置技術(shù)，從施工質(zhì)量精細(xì)化管理與控制等方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究和實(shí)施方案設(shè)計(jì)，為滎經(jīng)河大橋橋面改造提供了技術(shù)保障。

1設(shè)計(jì)背景

超薄罩面用于橋面鋪裝目前已經(jīng)有較為成熟的案例，虞將苗等［1］設(shè)計(jì)了一種2.0 cm的高韌超薄瀝青磨耗層，并成功在港珠澳大橋珠海人工島通道上實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。該磨耗層通過(guò)使用高黏高彈改性瀝青和SBS高黏改性乳化瀝青作為熱拌瀝青混合料和粘結(jié)層的材料，結(jié)合高瀝青用量的骨架密實(shí)型連續(xù)級(jí)配設(shè)計(jì)，成型后的磨耗層具有良好的抗裂、密水和抗滑性能。郭澤棉［2］設(shè)計(jì)了一種1.5～2.0 cm的超薄罩面用于廣州北環(huán)高速水泥橋面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，有效地改善了水泥橋面的抗滑性能，并降低了路面行車(chē)噪聲。

與滎經(jīng)河大橋路面結(jié)構(gòu)不同的是，港珠澳大橋珠海人工島通道為新鋪路面結(jié)構(gòu)，無(wú)須對(duì)原路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行處治，其平整度、抗滑性能在施工前便可參照現(xiàn)有施工規(guī)范執(zhí)行，具備良好的施工性能。而滎經(jīng)河大橋需要對(duì)原路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定處治，并在原路面結(jié)構(gòu)上直接加鋪一層1.5 cm的超薄瀝青混合料面層，因此只有結(jié)合成熟的瀝青層界面處置技術(shù)，從施工質(zhì)量精細(xì)化管理與控制等方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，才能滿(mǎn)足滎經(jīng)河大橋?qū)嶋H養(yǎng)護(hù)的需求。

2原材料及其技術(shù)指標(biāo)

本次試驗(yàn)選擇高黏特種改性瀝青，由廣州大象超薄路面技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司提供，其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用的集料為峨邊龍騰礦業(yè)的玄武巖碎石，礦粉是由四川省雅安市某建材廠生產(chǎn)的石灰?guī)r礦粉。集料與礦粉的性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

為使瀝青混合料具備更強(qiáng)的粘聚性，在本次配合比設(shè)計(jì)中加入了廣州大象超薄路面技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚酯纖維，摻量為瀝青混合料質(zhì)量的0.3%。

3配合比設(shè)計(jì)方案

3.1礦料級(jí)配與油石比的選定

考慮到瀝青混合料厚度為1.5 cm，瀝青路面需滿(mǎn)足平整、抗滑、降噪功能等因素，本文參考了瀝青瑪蹄脂混合料級(jí)配的要求，在SMA-5瀝青混合料的基礎(chǔ)上，選取關(guān)鍵篩孔為2.36 mm篩孔，并將關(guān)鍵篩孔通過(guò)百分率設(shè)計(jì)值定為20%～38%?？紤]到整體配合比的現(xiàn)場(chǎng)適用性及可行性，略去了0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm三個(gè)篩孔的影響，選取了3組合成級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)，合成后的瀝青混合料級(jí)配信息見(jiàn)表3，繪制的級(jí)配曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

根據(jù)預(yù)估油石比7.0%，分別按照馬歇爾試驗(yàn)的方法成型試件，并分別對(duì)成型后的馬歇爾試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)物理-力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表4。

通過(guò)試驗(yàn)和相關(guān)參數(shù)分析，最終選定了3#級(jí)配為目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)級(jí)配，并按礦料摻配比例預(yù)估瀝青混合料油石比（7.0%）為中值，以0.3%間隔的不同油石比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)（成型雙面擊實(shí)各75次），按照拌和溫度為185 ℃、擊實(shí)溫度為175 ℃成型馬歇爾試件并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，最終確定了1.5 cm專(zhuān)用超薄瀝青混合料的油石比為7.0%。經(jīng)試驗(yàn)得到其空隙率為5.2%，且其他相關(guān)指標(biāo)滿(mǎn)足要求。

3.2瀝青混合料性能驗(yàn)證

考慮到滎經(jīng)河大橋地處多雨，車(chē)流量較大的雅安地段，通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、肯塔堡飛散試驗(yàn)、謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)對(duì)該配合比瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度、水穩(wěn)定性、抗飛散評(píng)價(jià)指標(biāo)和析漏損失的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。由表5試驗(yàn)結(jié)果可知，該配合比具備良好的動(dòng)穩(wěn)定度、水穩(wěn)定性、抗飛散性能，可以直接用于滎經(jīng)河大橋加鋪層。

4超薄瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及結(jié)果分析

4.1超薄瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

4.1.1原路面處置

滎經(jīng)河大橋原橋面表層由于常年受雨水沖刷，已經(jīng)出現(xiàn)了許多裂縫，并伴有表面骨料裸露等問(wèn)題。在施工前先將裂縫進(jìn)行有效處治，并對(duì)較大坑槽進(jìn)行了修補(bǔ)，再通過(guò)接頭銑刨、標(biāo)線(xiàn)清理等步驟后，使原表層具備加鋪瀝青混合料的條件。經(jīng)處置后的路面干燥潔凈，符合加鋪超薄瀝青路面的要求。在攤鋪前并按照相關(guān)要求均勻噴灑了粘層油，為加鋪瀝青混合料層創(chuàng)造了有利的條件。

4.1.2路面加鋪層攤鋪及壓實(shí)

本次施工全部采用攤鋪機(jī)攤鋪，參照超薄瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，最終將熱瀝青混合料攤鋪溫度控制在170 ℃以上。攤鋪一次成型，攤鋪機(jī)均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?，未隨意變換速度或中途停頓，攤鋪速度為5 m/min，現(xiàn)場(chǎng)攤鋪效果良好。

超薄瀝青路面攤鋪后，施工采用5～13 t雙鋼輪壓路機(jī)以靜壓模式壓實(shí)和整平，初壓溫度始終控制＞150 ℃，靜壓2～3遍，整個(gè)碾壓過(guò)程無(wú)噴水隔離鋼輪導(dǎo)致粘輪。現(xiàn)場(chǎng)碾壓完畢后于當(dāng)日開(kāi)放交通。

4.2試驗(yàn)結(jié)果分析

滎經(jīng)河大橋原橋面鋪裝層經(jīng)加鋪超薄瀝青混合料層后，路面整體狀況發(fā)生了明顯的改觀，加鋪后的路面級(jí)配明顯更均勻，路面更加平整美觀。

為驗(yàn)證滎經(jīng)河大橋橋面加鋪超薄瀝青混合料層后的路面抗滑性能，對(duì)加鋪超薄瀝青混合料層后的路面進(jìn)行了路面摩擦系數(shù)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，加鋪后的路面抗滑性能良好，行車(chē)安全性佳。

5結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)滎經(jīng)河大橋橋面養(yǎng)護(hù)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的1.5 cm超薄瀝青混合料配合比，該配合比不僅具有優(yōu)異的耐高溫、抗飛散、抗水損害等性能，而且具有良好的施工性能，在雅葉高速公路滎經(jīng)河大橋上實(shí)施時(shí)表現(xiàn)出施工性能良好、路面平整美觀、抗滑性能良好，具有很好的應(yīng)用和推廣前景。

參考文獻(xiàn)

［1］虞將苗，陳富達(dá).高韌超薄瀝青磨耗層在港珠澳大橋珠海人工島通道上的應(yīng)用［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，60（1）：48-56.

［2］郭澤棉.超薄磨耗層在大交通量條件下橋面罩面中的應(yīng)用實(shí)踐［J］.湖南交通科技，2019，45（2）：108-110.

作者簡(jiǎn)介：李勇（1973—），高級(jí)工程師，研究方向：道路材料工程。