橋面瀝青鋪裝層病害處治施工關鍵技術探討

摘 要：根據交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，分段針對性地控制大型銑刨機的銑刨深度，輔助銑刨殘余部分瀝青混凝土，既不損傷橋面混凝土鋪裝層，有效地保護橋梁結構，延長橋梁使用壽命，同時采用合理的施工工藝，配以嚴格的施工安全措施，提高了橋面瀝青混凝土的施工質量，經濟效益和社會效益顯著。

關鍵詞：橋面瀝青鋪裝層 病害處治 銑刨深度 施工工藝

中圖分類號：U443.31 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0032-04

公路橋梁瀝青鋪裝層直接承受汽車荷載的作用，還受環境因素（溫度和濕度等）的影響，受力狀態極為復雜，比一般瀝青路面更易發生早期損壞。瀝青混凝土橋面鋪裝與正常路面和水泥混凝土橋面鋪裝相比，損壞形式有所不同，主要有：一是鋪裝層內部產生較大的剪應力，引起不確定破壞面的剪切變形，或者由于鋪裝層與橋面板層間結合面粘結力差，抗水平剪切能力較弱，在水平方向上產生相對位移發生剪切破壞，產生推移、擁包等病害；二是因溫度變化并伴隨橋面板或梁結構的大撓度而產生的裂隙，在車輛荷載及滲入的水的作用下產生面層松散和坑槽破壞。這些病害如不及時維修或維修操作不當，將影響橋梁的安全和使用壽命。

本文結合溫州市高等級公路幾座橋梁橋面瀝青鋪裝層病害處治的實踐，對橋面瀝青鋪裝層的病害銑刨和施工工藝兩項關鍵技術進行研究，取得了一些成功經驗，經多年推廣使用，效果良好。

1 橋面混凝土鋪裝層病害銑刨控制

1.1 橋面平整度

根據部有關公路工程質量檢驗評定標準，對高速公路橋面鋪裝平整度要求是：連續平整度儀為 mm或 m/km，若采用3 m直尺最大間隙不超過5 mm。實際工程中整平層的平整度狀況不令人滿意，采用3 m直尺檢測一般在6～9 mm之間，最大可達13～25 mm。滿足平整度指標要求的瀝青層厚度范圍由下式計算：

式中：

為瀝青鋪裝層厚度（cm）；

為混凝土橋面整平層平整度（mm）；

為瀝青鋪裝層要求平整度（mm）；

為厚度影響系數（mm/cm），一般取值為0.6714。

因此滿足平整度指標要求的瀝青鋪裝層厚度宜為6～15 cm。

由于混凝土橋面鋪裝層平整度誤差的存在，在對橋面瀝青病害的處治辦法是采用大型銑刨機對病害部分進行銑刨時，銑刨過深容易損傷橋面鋪裝層混凝土，有的甚至出現露筋現象；銑刨過淺又需采用風鎬或人工輔助清除瀝青殘余部分。這是對橋面瀝青鋪裝層病害處治時，控制好銑刨深度是一個關鍵工序。

1.2 橋面混凝土鋪裝層的粘結力

瀝青面層剪應力的最大值應小于或等于該層材料的容許抗剪強度[]，以防止路面出現車轍、波浪、推擠等損壞，即：

式中：

γ為可靠度系數；

為瀝青面層剪應力的最大值；

[]為瀝青面層的容許抗剪強度（MPa）。

由于瀝青混凝土與水泥混凝土鋪裝層之間較強粘結力的作用，銑刨過淺又需采用風鎬或人工輔助清除瀝青殘余部分，費力費時，且處理速度很慢。

1.3 銑刨深度控制

1.3.1 分段計算瀝青混凝土厚度

分析交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，根據厚度分布情況，將病害路段分為若干段采用數理統計方法計算，其計算公式為：

式中：

為瀝青混凝土分段平均厚度，cm；

為段瀝青混凝土測點厚度，cm；

為段內瀝青混凝土測點數；

為段的標準差，cm；

為段內瀝青混凝土i測點；

為第段瀝青混凝土。

1.3.2 確定銑刨深度

根據交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，應用式（3）、（4）分別計算段平均厚度、，根據和針對性地控制大型銑刨機的銑刨深度，對病害部分瀝青鋪裝層進行銑刨，接著使用小型銑刨機輔助銑刨殘余部分瀝青混凝土，既不損傷橋面混凝土鋪裝層，又加快銑刨處理速度。

這種無損銑刨方法處治的橋面瀝青鋪裝層病害，對橋梁結構起了有效的保護作用，收到了良好的效果。

2 瀝青面層攤鋪施工及操作要點

2.1 施工工藝流程框圖（圖1）

2.2 操作要點

2.2.1 病害瀝青鋪裝層銑刨

（1）根據交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，提出分段針對性地控制大型銑刨機的銑刨深度方案（圖2）。

（2）對病害范圍內的路面進行深度控制銑刨，銑刨時使用1臺大型履帶式銑刨機進行銑，清渣后再用小型銑刨機進行補銑（圖3），對于個別死角部位，如不能采用小型銑刨機進行銑刨，為保證施工質量，使用人工進行逐點剃鑿。使用的大型履帶式銑刨機具有自動卸出殘渣的功能。

（3）銑刨控制厚度根據原瀝青鋪裝厚度而定，銑刨機使用刀具應及時更換，保證刀具進尺相同，隨時對銑刨效果進行檢查。

（4）分層銑刨應留臺階，縱向不小于50 cm，橫向不少于20 cm，槽壁應垂直，槽底、槽壁表面的任何松散物必須清除干凈；槽底要基本平整，并不留夾層。

（5）銑刨過程中在銑刨機側向應同時設置自卸貨車，殘渣及時進行清運出場。銑刨過后的基面使用山貓清掃機和專門的人員清掃隊伍進行清理，并及時清運，邊角部位配合人工一邊清掃、一邊沖洗。

（6）對于銑刨機不能夠到邊部位，用小型銑刨機輔助銑刨殘余部分瀝青混凝土。

2.2.2 橋面防水層

（1）改性乳化瀝青橋面防水層灑布前應對橋面混凝土鋪裝層認真處理，保持干凈、干燥。

（2）在灑布過程中，灑布車應保持勻速行駛，確保灑布均勻。灑布用量控制在1～1.5 kg/m2，要求灑布不露白、不重不漏，且不得在表面形成堆積。局部位置采用人工補灑。

（3）改性乳化瀝青灑布后，用碎石撒布車立即撒布石屑，以便瀝青和集料能有效的粘結。

（4）石屑撒布量：石料規格3～5 mm，撒布量一般為7～9 kg/m2。

（5）注意撒布均勻，注意撒布車輛在啟動階段及交接處的控制，不能出現漏撒和重疊現象。

（6）石屑撒布后，用20 t膠輪壓路機碾壓2遍，以保證石料和改性乳化瀝青粘結嵌擠密實。碾壓時不得在碾壓面上調頭、急剎車，避免破壞。

2.2.3 下面層AC-20瀝青混合料

（1）瀝青混合料的礦料質量及礦料級配符合要求和施工規范的規定。瀝青材料及混合料的各項指標符合要求。

（2）嚴格控制各種礦料和瀝青用量及各種材料和瀝青混合料的加熱溫度，嚴格控制出廠溫度。拌合后的瀝青混合料應均勻一致，無花白，無粗細料分離和結團成塊現象。

（3）連續攤鋪過程中，運料車在攤鋪前10～30 cm處停下，不得撞擊攤鋪機。卸料時運輸車應掛空檔，靠攤鋪機推動前進。

（4）攤鋪瀝青混合料時，采用履帶式攤鋪機進行攤鋪施工，機料斗應涂抹薄層隔離劑或防粘劑。攤鋪時應嚴格掌握厚度和平整度，細致找平，攤鋪速度應控制在2～4 m/min。控制攤鋪和碾壓溫度，碾壓至要求的密實度。并有專人負責測量混合料的溫度，并作好記錄。

（5）由于瀝青混合料對溫度的要求比較高，因此在攤鋪施工前要提前1 h進行熨平板的預熱工作，熨平板溫度不低于100 ℃。攤鋪過程熨平板選擇較大的振動頻率，提高初始壓實度，以保證瀝青路面的壓實效果。

（6）初壓第一遍采用振動壓路機前進靜壓，后退振動；第二遍前進、后退均為振動，壓實速度控制在1.5～2 km/h，壓路機采用高頻低幅壓實。復壓采用大噸位膠輪壓路機碾壓1～2遍。終壓應緊接復壓后采用鋼輪壓路機關閉振動碾壓2～3遍。

2.2.4 粘層施工

（1）灑布粘層瀝青前用人工清掃并用吹風機吹掉下承層空隙中的灰塵。

（2）粘層采用瀝青灑布車進行灑布，灑布前先對噴嘴與灑油管進行預熱，確保每個噴嘴及灑油管無堵塞。調整好噴嘴的噴射角，使各個相鄰噴嘴的噴霧扇在其下角能有少量的重疊。

（3）灑布量控制為每平方米0.15～0.3 kg（以瀝青質量計）。

（4）灑布要均勻，要嚴格控制噴油量，寧少勿多，不允許出現油包。

2.2.5 上面層AC-13瀝青混合料

（1）攤鋪前，先檢查已灑布粘層油的工作面應無缺陷、平整、潔凈，如有雜物，應該清掃。攤鋪機狀態運轉良好，熨平板提前0.5～1 h加熱至不低于100 ℃，攤鋪機下墊好木板。

（2）瀝青混合料瀝青加熱溫度155 ℃～170 ℃，集料加熱溫度170 ℃～180 ℃，混合料出廠溫度150 ℃～165 ℃，大于195 ℃時混合料廢棄，運輸過程中溫度降低不超過10 ℃，攤鋪前混合料溫底低于140 ℃，廢棄混合料。

（3）采用數字顯示插入式熱電阻溫度檢測瀝青混合料的出廠溫度和運至現場溫度。插入深度大于15 cm。在運料卡車側面中部設專門檢測孔，孔口距車箱底面約30 cm。

（4）裝料過程中防止混合料的離析，車輛數量滿足施工連續攤鋪的要求，運料車在運輸過程中必須覆蓋蓬布，攤鋪過程中運料車不得撞擊攤鋪機。

（5）連續穩定的攤鋪，是提高路面平整度最主要措施，攤鋪機的速度按3～4 m/min左右予以調整，做到均勻、不間斷地攤鋪。

（6）松鋪系數按1.2控制。

（7）攤鋪后的混合料未壓實前，施工人員不得進入踩踏。一般不用人工整修，只有在特殊情況以及邊角部位，用人工找補或更換混合料。

（8）采用直接走銑刨臺階的方式控制攤鋪厚度，同時攤鋪機兩邊各設1人適時控制攤鋪厚度。

（9）攤鋪機調整到最佳工作狀態，調試好螺旋布料器兩端的自動料位器，并使鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉帶相匹配。螺旋布料器的料量高于螺旋布料器中心，熨平板的擋料板把混合料在全寬范圍內均勻分布，起步前將料量調整好再實施攤鋪，避免攤鋪層出現離析現象；隨時分析、調整粗細料的均勻性，用鋼釬和鋼板尺檢測松鋪厚度是否符合規定。攤鋪時熨平板采用中強夯，使鋪面的初始壓實度不小于80%。

（10）設專人指揮運輸車輛向攤鋪機集料斗倒料以減少粗細料離析。攤鋪機集料斗應在刮板尚未露出，尚有約10 cm厚的熱料時，下一輛運料車即開卸料，做到連續供料，并避免粗料集中。

（11）采用鋼輪壓路機進行振動初壓3遍，初壓溫度不低于145 ℃；復壓：緊跟初壓后開始，不得隨意停頓。采用大功率振動壓路機高頻率大振幅進行碾壓，慢速進行2遍，復壓溫度不低于130 ℃；終壓采用鋼輪壓路機靜壓趕光2遍，終壓溫度在90 ℃前完成。不在低溫狀態下反復碾壓，防止磨掉石料棱角、壓碎石料，破壞石料嵌接。碾壓段的長度控制在30～50 m為宜。

（12）在初壓和復壓過程中，壓路機輪跡的重疊寬度不超過20 cm，壓路機以均勻速度碾壓，初壓速度在2～3 km/h，復壓速度在3～5 km/h，終壓速度在3～6 km/h。

（13）壓路機緊跟攤鋪機碾壓，由專人負責指揮協調各臺壓路機的碾壓路線和碾壓遍數，使攤鋪面在較短時間內達到規定壓實度，且碾壓溫度符合規定要求。壓路機折返應呈梯形，不應在同一斷面上。

（14）對松鋪厚度、碾壓順序、碾壓遍數、碾壓速度及碾壓溫度設專人檢查。

（15）橫向施工縫全部采用平接縫。在接縫處涂上粘層瀝青，攤鋪機熨平板從接縫處起步攤鋪；碾壓時從先鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。

（16）上下層不宜接在同一垂直面上，應錯開30 cm做成臺階式；受開槽寬度的影響，不得已而使上下層接茬落在同一垂直面上時，在各層碾壓前，應在接茬部位人工撒鋪適量混合料，務必使新舊路面在接茬處碾壓后處于密實狀態。

（17）縱向接縫與路中心線平行，攤鋪時應與舊路面重疊10 cm。

（18）攤鋪碾壓結束后縱橫向接縫即舊路與新鋪部位采用人工灌縫處理，以防止雨水的下滲。

（19）瀝青面層表面溫度低于50 ℃后，方可開放交通。

（20）隨時檢查施工機械是否漏油現象，避免給瀝青路面造成污染。

3 質量控制

3.1 按照國家、交通運輸部和上級主管部門有關瀝青路面施工、養護規范和質量管理規定

3.2 質量保證措施體系

（1）成立以項目負責人、質檢負責人、技術負責人、班組長實施的工程質量管理工作。

（2）建立從技術負責人、施工組長到操作工人的崗位質量責任制，管生產必須管質量，建立嚴格的質量考核制度。

（3）施工前進行技術交底，組織專業技術人員上技術講解各項工程施工要點，關鍵工序施工培訓不合格者不得上崗。

（4）嚴格三級質量檢驗，加強工序質量控制。每道工序完成后，由班組先進行自檢，然后由專職質檢負責人進行檢驗，自檢合格后報請監理檢查，每道工序驗收合格后才能轉入下道工序施工。

（5）定期組織質量檢查與質量分析會，分析施工中存在的問題，制定出整改措施，并在施工中認真貫徹執行。

（6）建立健全質量保證體系，并深入開展貫徹公司的三合一質量體系，把質量管理的每項工作具體落實到每個部門、每個人，使全體職工都擔負起質量責任。

3.3 銑刨深度控制要點

（1）由交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，每隔5～10 m計算平均厚度和均方差，銑刨深度控制按照寧淺勿深的原則，以保護橋梁鋪裝層混凝土為目標，制定大型銑刨機的銑刨深度方案。

（2）大型銑刨機銑刨過程要求平穩有序、深淺合適，分段控制病害部分瀝青鋪裝層銑刨。

（3）小型銑刨機輔助銑刨殘余部分瀝青混凝土要干凈徹底，不留死角。

4 施工安全措施

4.1 嚴格執行養護安全操作規程規范和安全管理規定

（1）貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，建立職業健康安全管理網絡，實行安全領導小組、安全管理組、施工班組三級安全管理體系。

（2）項目負責人為安全生產第一責任人，對項目的施工安全全面負責。

（3）安全管理組設專職安全工程師，具體落實安全管理制度和各項安全措施，負責項目的日常安全管理工作。

（4）各施工班組配設兼職安全員，負責施工過程中各項安全措施的落實，加強對施工過程的安全工作。

4.2 生產保證措施

根據一邊通車一邊施工的特點，安全的管理主要是兩個方面：一是交通封道管制的安全；二是施工區域即瀝青路面及標線恢復施工的安全。

4.2.1 危險源辨識評價

（1）為了確保工程施工安全，對本項目的危險源進行識別調查。

（2）通過危險源識別調查，確定本項目的危險源主要是車輛傷害和交通堵塞而引發交通事故。

4.2.2 危險源的控制

通過制定安全管理方案及應急預案對調查評價出的危險源進行控制管理，加強培訓和教育，增強施工人員的安全意識和自我保護意識，降低事故發生的概率和風險。

4.2.3 機駕和施工人員安全管理

（1）機動車輛機駕人員持有效證件上崗，施工人員嚴格在規定的工作區操作。

（2）在施工作業前，機駕人員應對機動車輛進行安全檢查，保持良好安全性能，剎車不靈敏，發現機器或電路故障或燃料泄漏的機動車輛立即停止使用。

（3）機駕人員要服從指揮，在向后倒車時，機駕人員謹慎，不違章作業。

4.3 交通封道管制專項方案

4.3.1 交通封道措施

（1）嚴格按照《高速公路交通安全設施設計規范》和《公路養護作業安全規程》的要求在施工現場兩端設立明顯醒目的警告、禁令標志，停放示警車輛。施工全程每隔8～10 m設置警示皮樁，施工區域適當加密。設立交通管理員在施工時段進行看管。

（2）在施工封道區配備示警車1輛、機動車1輛，每輛車配備對講機一只。

（3）對參與施工人員進行安全教育，通過安全作業規程、安全作業方案、安全隱患和案例分析等多方面的安全知識教育，切實提高施工人員的安全意識。施工人員上路作業按規定穿戴標志服，施工車輛按規定路線行駛。

（4）由于施工現場封閉的需要，車輛需要改車道行駛，在改道口用防撞水馬隔離封閉區域；改道口設置防撞桶；導向標志牌采用電子導向牌，以引起駕駛人員注意行駛路線；為防止車輛誤入施工區域，在封閉區域適當加密錐形路標，并設禁止駛入標志，安排專門看守人員，在封閉區域前端看守和警示。

（5）在施工結束區域設置“施工結束”“解除限速”的標志，告訴車輛可按常規行駛。

（6）交管人員在管制中，每一小時檢查皮樁及道路情況，發現問題及時解決。

（7）交管人員不得隨意離崗，在遇上堵車（堵車超過200 m的情況下及時通知交警及監控中心并盡可能的維持交通次序），緊急任務或發生車禍的情況下在20 min內打開應急通道，由示警車在硬路肩進行領路及引導。保證施工路段車輛正常通行及行車安全。

4.3.2 交通堵塞應急準備與響應預案

（1）發生封道區域附近內交通堵塞，做到及時、迅速、有效地控制交通堵塞的擴展，防止因交通堵塞而引發交通事故，最大限度減少發生事故損失和影響，保障財產和人員的安全。

（2）應急準備與響應措施與組織。

交通堵塞發生前，交管人員嚴格檢查交通管制設施，使其符合放置要求。當發生交通堵塞距離達到100 m時，立即開放應急車道，及時引導車輛，防止車輛的碰撞追尾發生。應急準備與響應指揮組：項目負責人為組長，安全管理組負責人為副組長，各部門負責人為成員的指揮小組，指揮組成員按各自職責負責聯系相應部門，及時匯報、溝通情況。

（3）處置交通堵塞事故的應急準備與響應步驟。

當發生交通堵塞時及時報監控中心及交警部門。當發生交通事故時，應及時發生區域內的交通管制，并上報監控中心和交警部門，防止二次事故的發生。應急準備與響應指揮小組應立即采取措施組織配合交警部門，開放應急車道，引導車輛安全通行，應做好現場秩序維護，加強防范措施。

5 結語

根據交工驗收檢測所得的橋面瀝青鋪裝層厚度資料或銑刨前厚度檢測數據，分段針對性地控制大型銑機的銑刨深度，對病害部分瀝青鋪裝層進行銑刨，接著用小型銑刨機輔助銑刨殘余部分瀝青混凝土，既不損傷橋面混凝土鋪裝層，這種以機械為主人工為輔的流水作業工藝，大大縮短了作業和封道時間，提高銑刨、清渣效率，有效地保護橋梁結構，延長橋梁使用壽命，降低工程成本；同時采用合理的施工工藝和嚴格的安全管理措施，環境污染較小、安全隱患少，病害處治后的橋面瀝青混凝土施工質量提高，經濟效益和社會效益顯著。

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