復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)技術(shù)探析

文/朱文白

1 前言

南京長(zhǎng)江第四大橋（以下簡(jiǎn)稱“南京四橋”）是南京繞越高速的重要過(guò)江通道，與南京三橋一起承擔(dān)了南京市周邊主要的過(guò)江重載交通。南京四橋主橋?yàn)橹骺?418m 彈性支撐體系三跨連續(xù)懸索橋，同時(shí)也是國(guó)道主干線和高速公路網(wǎng)在南京的重要過(guò)江通道，過(guò)境交通量大、貨車多。交通量超過(guò)3.5 萬(wàn)輛/日，其中貨車占比高達(dá)35%。

南京四橋在國(guó)內(nèi)首次采用“40mmGA（壓入碎石）澆注式瀝青混凝土鋪裝下層+35mmAC-13 高彈性瀝青混凝土鋪裝上層”的復(fù)合澆注式鋪裝方案，雖然經(jīng)過(guò)近8年的使用，且目前鋪裝使用質(zhì)量?jī)?yōu)良，但在長(zhǎng)期高溫重載使用環(huán)境下，并結(jié)合其長(zhǎng)期性能發(fā)展規(guī)律，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)無(wú)成熟的鋪裝養(yǎng)護(hù)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)[1]。因此，為實(shí)現(xiàn)鋼橋面鋪裝科學(xué)養(yǎng)護(hù)，解決工程實(shí)際問(wèn)題，對(duì)其開(kāi)展養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究具有重要意義。

2 鋼橋面鋪裝檢測(cè)與評(píng)估

據(jù)2012年通車至今歷年鋪裝層路用性能檢測(cè)結(jié)果，隨著服役年限的增加，南京四橋復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝可能出現(xiàn)的病害為車轍、抗滑性能不足及鋪裝層破損。因此，南京四橋鋼橋面鋪裝使用狀況檢測(cè)指標(biāo)主要包括鋼橋面鋪裝車轍深度指數(shù)SDRDI（Steel Deck Pavement Rutting Depth Index）、鋼橋面鋪裝損壞狀況指數(shù)SDPCI（Steel Deck Pavement Surface Condition Index）和鋼橋面鋪裝抗滑性能指數(shù)SDSRI（Steel Deck Pavement Skidding Resistance Index），各指標(biāo)檢測(cè)與計(jì)算參照《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210-2018）執(zhí)行，鋼橋面鋪裝使用性能指數(shù)計(jì)算方式如下：

SDPQI=WSDRDI×SDRDI+WSDSRI×SDSRI+WSDPCI×SDPCI

其中，WSDRDI—SDRDI 在SDPQI 中的權(quán)重，取值為0.75；WSDSRI—SDSRI 在SDPQI 中的權(quán)重，取值為0.15；WSDPCI—SDPCI 在SDPQI 中的權(quán)重，取值 為0.1。 SDPQI（Steel Deck Pavement Maintenance Quality Index）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 鋼橋面鋪裝使用狀況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 鋼橋面鋪裝功能性養(yǎng)護(hù)

3.1 局部車轍處治

3.1.1 處治方案

局部車轍病害處理可用薄層修補(bǔ)的方法，使高差為零[2]。對(duì)于豎向車轍的連續(xù)的凹陷部分，可使用局部車轍修復(fù)材料進(jìn)行修補(bǔ)。南京四橋鋼橋面鋪裝上面層厚度為35mm，當(dāng)發(fā)生較大面積的擁包、推擠時(shí)，切除表面可能會(huì)導(dǎo)致上面層變薄，則仍然無(wú)法解決問(wèn)題，由此工作人員應(yīng)調(diào)查具體原因，確定是否采用局部重新鋪裝的熱補(bǔ)方案。

3.1.2 施工工藝

3.1.2.1 施工前準(zhǔn)備。根據(jù)擬修補(bǔ)區(qū)域面積計(jì)算所需原材料數(shù)量，確保備料充足；對(duì)原材料進(jìn)行抽檢，確保各原材料指標(biāo)滿足相關(guān)要求；對(duì)所需機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與保養(yǎng)，確保其處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.2.2 測(cè)量放樣。使用3m 直尺在路面橫斷面上進(jìn)行放樣，以設(shè)定車轍深度確定修補(bǔ)范圍，并劃出修補(bǔ)邊線及控制線；線型應(yīng)平順，盡量與車道分界線平行。

3.1.2.3 清掃修補(bǔ)面。用森林滅火器或壓縮空氣對(duì)原鋪裝層表面的石屑、塵土等雜質(zhì)進(jìn)行徹底清除，確保路面潔凈、干燥[3]。

3.1.2.4 噴灑改性乳化瀝青。灑布改性乳化瀝青時(shí)，應(yīng)安排專人用彩條布對(duì)相鄰車道進(jìn)行防護(hù)，防止污染非養(yǎng)護(hù)區(qū)域；灑布完后，應(yīng)用掃帚把堆積的粘層油逆縱坡或橫坡由低處往高處涂抹，同時(shí)保證粘層油灑布的均勻性；另外，粘層油的灑布應(yīng)做到均勻、不露白、不堆積。

3.1.2.5 修補(bǔ)材料填筑與碾壓。根據(jù)待填補(bǔ)區(qū)域面積及厚度計(jì)算所需的修補(bǔ)材料，填入冷補(bǔ)材料，刮平或填入熱拌高彈改性瀝青混合料并夯平。

3.1.2.6 養(yǎng)生及開(kāi)放交通。修補(bǔ)結(jié)束后應(yīng)封閉交通養(yǎng)生，待乳化瀝青破乳，表面出現(xiàn)透明水（約30min）或熱補(bǔ)瀝青混凝土冷卻后方可開(kāi)放交通[4]。

3.2 局部坑槽處治

3.2.1 處治方案

3.2.1.1 應(yīng)急處治方案。應(yīng)急預(yù)案通常是指由于施工季節(jié)和施工條件的限制而采取的臨時(shí)應(yīng)急措施，可以控制坑槽的進(jìn)一步擴(kuò)建和確保交通安全。緊急修復(fù)通常在室溫下進(jìn)行，冷熱混合坑填充，校平然后壓實(shí)。該方法通常不切割凹坑的邊緣，僅清潔疏松的骨料并清潔維修凹坑。緊急維修后的凹坑最多只能維持4～5 個(gè)月，因此相關(guān)施工人員應(yīng)及時(shí)維修凹坑，使其恢復(fù)原狀。

3.2.1.2 小面積坑槽。對(duì)于坑槽范圍不超過(guò)50cm×50cm 的病害，可采用常溫施工法，挖除病害區(qū)域的瀝青混凝土?？硬坶_(kāi)槽方式可采用垂直開(kāi)槽方法，保證坑槽內(nèi)材料的受力均勻性以及混合料的壓實(shí)度。

3.2.1.3 大面積坑槽。對(duì)于大面坑槽積病害（10m2以上），可采用加熱施工法，挖除病害區(qū)域的瀝青混凝土；采用機(jī)械設(shè)備攤鋪與原鋪裝方案相同的瀝青混合料并壓實(shí)。

3.2.2 施工工藝

3.2.2.1 應(yīng)急處治方案。坑槽的應(yīng)急性修補(bǔ)主要包括以下四道工序：

圖1 應(yīng)急處治方案工藝流程圖

3.2.2.2 小面積坑槽修補(bǔ)。小面積坑槽修補(bǔ)施工工藝見(jiàn)圖2。

圖2 小面積坑槽修補(bǔ)工藝流程圖

3.2.2.3 大面積坑槽修補(bǔ)。大面積坑槽修補(bǔ)施工工藝見(jiàn)圖3。

圖3 大面積坑槽修補(bǔ)工藝流程圖

4 鋼橋面鋪裝大修

4.1 處治方案

針對(duì)南京四橋鋼橋面鋪裝，由于上面層直接承受汽車荷載的作用，在正交異性板與瀝青混凝土組合形成的復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝體系中，荷載對(duì)上層鋪裝造成的損傷高于對(duì)鋪裝下層造成的損傷。根據(jù)研究結(jié)論，鋼橋面鋪裝車轍主要發(fā)生于鋪裝上層，因此南京四橋鋼橋面鋪裝大修方案以銑刨并重鋪上面層為主，應(yīng)以盡量不破壞下面層澆注式瀝青混凝土為原則。

4.2 施工工藝

4.2.1 施工前準(zhǔn)備

施工前，工作人員應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)工程量及大修施工圖設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備好所需的原材料及機(jī)械設(shè)備，并檢查機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時(shí)做好維修保養(yǎng)[5]。

4.2.2 確定大修段落

根據(jù)鋪裝使用性能數(shù)據(jù)確定大修段落，并做好施工組織設(shè)計(jì)和交通組織設(shè)計(jì)。

4.2.3 銑刨與清理

銑刨機(jī)應(yīng)選用帶自動(dòng)找平裝置的高性能銑刨機(jī)，銑刨最大寬度不小于1.9m，銑刨最大深度不小于30cm，瀝青面層的銑刨應(yīng)為精銑刨；根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)置銑刨寬度和厚度，切邊線型順直，且不出現(xiàn)明顯的啃邊現(xiàn)象。銑刨面平整，高低差小于8mm；銑刨深度誤差±1cm。確保徹底銑刨到位，不留夾層，如有夾層應(yīng)二次補(bǔ)銑。單車道銑刨時(shí)，應(yīng)盡量避免縱向拼接縫處在車道輪跡帶的位置；銑刨完成后應(yīng)及時(shí)清掃下承層頂面，確保表面無(wú)雜物、無(wú)大面積灰塵覆蓋。清掃時(shí)空壓機(jī)要適當(dāng)加大油門，確保有足夠的氣壓或用森林滅火器。吹清浮塵后應(yīng)再次檢查有無(wú)病害，如有病害，繼續(xù)開(kāi)挖到位，徹底清除表面浮石以及浮塵。

4.2.4 高彈改性瀝青混合料施工技術(shù)分析

4.2.4.1 拌和。高彈改性瀝青混合料采用間歇式拌和機(jī)拌制，拌和機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的要求。

4.2.4.2 運(yùn)輸。裝載前應(yīng)清潔運(yùn)輸車輛，并在車輛地板和周圍墻壁上涂一層隔離劑。在攪拌站裝車時(shí)，自卸車需要前后移動(dòng)，以避免粗骨料的離析；在運(yùn)輸過(guò)程中，務(wù)必要用防雨篷布覆蓋保暖，以避免環(huán)境污染；另外，工作人員還要隨時(shí)檢查瀝青混合料的出廠溫度和運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)的溫度。鋪裝過(guò)程中，物料載體應(yīng)停在攤鋪機(jī)前方10～30cm 處，不得撞擊攤鋪機(jī)；卸載過(guò)程中，叉車應(yīng)處于空擋位置，由攤鋪機(jī)帶動(dòng)前進(jìn)。插入式溫度計(jì)用于檢測(cè)工廠和現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料的溫度。插入深度應(yīng)大于150mm，并在卡車側(cè)面中間設(shè)置一個(gè)特殊檢查孔，距卡車底部約300mm；此外，所有運(yùn)輸車輛不允許在攤鋪區(qū)域掉頭、急剎車等。

4.2.4.3 攤鋪。高彈性改性瀝青混合料的攤鋪應(yīng)配備加熱熨平裝置、振動(dòng)夯和振動(dòng)熨平板。鋪路前水平層的預(yù)熱溫度應(yīng)控制在不低于100℃。在攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)務(wù)必要按一定的速度平穩(wěn)均勻前進(jìn)，不要在路上隨意停下或移動(dòng)。螺旋布料器的料位應(yīng)略高于螺旋布料器高度的2/3，以避免布料層的偏析[6]。在機(jī)械鋪路過(guò)程中，嚴(yán)禁人工修補(bǔ)。當(dāng)出現(xiàn)局部混合料偏析明顯、材料局部缺乏等問(wèn)題時(shí)，需要在施工技術(shù)人員的專門指導(dǎo)下精心調(diào)整、加油和修補(bǔ)，使其與鋪筑混合料的連接順暢，無(wú)明顯痕跡和差異。

4.2.4.4 碾壓。高彈改性瀝青混合料的碾壓采用配套的碾壓機(jī)具及碾壓組合進(jìn)行施工，并選用可靠的隔離材料防止膠輪粘黏高彈改性瀝青混合料。碾壓緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行，遵循緊跟、慢壓的原則，嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)、碾壓溫度和碾壓速度。滾動(dòng)時(shí)，滾子驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，由低至高滾動(dòng)，超高截面從內(nèi)向外均勻連續(xù)滾動(dòng)。對(duì)軋制順序、軋制次數(shù)、軋制速度、寬松厚度、軋輥和軋制溫度組合設(shè)置專門的后期管理和檢查，防止壓力泄漏；對(duì)于不能由壓路機(jī)壓實(shí)的部件，可使用小型機(jī)械及工具(例如手提振動(dòng)壓路機(jī))及時(shí)壓實(shí)，以避免輪痕。

4.2.4.5 驗(yàn)收合格后開(kāi)放交通。高彈改性瀝青混合料施工完成后，按照《復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DB32/T2678）中的要求進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可開(kāi)放交通。

5 結(jié)語(yǔ)

本文基于“南京四橋復(fù)合澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”科研課題成果，總結(jié)提煉出了適用于南京四橋復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝的養(yǎng)護(hù)規(guī)劃，并提出了復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝路用性檢測(cè)方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；另外，針對(duì)不同病害類型，本文還提出了有針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)處治方案與施工控制要點(diǎn)，以供相關(guān)人員參考[7]。