冷薄層罩面技術在閩北地區舊橋面修復工程中的應用研究

■翁盛華

（南平市公路局，南平 353000）

冷薄層罩面技術在閩北地區舊橋面修復工程中的應用研究

■翁盛華

（南平市公路局，南平 353000）

本文以閩北地區陳家店橋舊橋面修復采用冷薄層罩面技術為例，對冷薄層罩面工藝方法及成效進行了研究。冷薄層罩面與傳統瀝青混凝土施工工藝相比，單價相對便宜，施工方便，修復迅速，能很好地滿足了閩北橋面鋪裝養護工程的建設需要。

冷薄層罩面技術 舊橋面修復 應用研究

1 引言

近年來，閩北地區日益增加的交通量伴隨著重車、超載車輛的普遍化，對公路的服務水平和行車安全存在著巨大隱患。從在役橋梁情況看，橋面鋪裝層開裂、破損已成為橋梁主要病害之一。如果不能對破損的鋪裝層進行及時地修補，就會嚴重妨礙交通安全，也給維修工作帶來了很大的困難。

冷薄層罩面技術就是將乳化瀝青或者改性乳化瀝青與砂石材料在常溫下拌合均勻、攤鋪、壓實的工藝。采用冷薄層罩面作為橋面鋪裝的修復方式，對于減輕橋面自重、降低公路工程養護成本，延長橋面鋪裝使用壽命具有重要的作用。通過對閩北地區已產生輕微病害的舊橋面及時用冷薄層罩面技術進行有效的修補，大大改善了路面結構性能，提高了路面內在質量，延長了道路使用壽命，取得了養護效益提高、質量成本降低的雙重功效。本文以陳家店橋舊橋面修復工程采用冷薄層罩面技術為例，對冷薄層罩面工藝方法及成效進行了深入研究。

2 工程概況

陳家店橋位于國道 G316線 （福蘭線）上，編號G316L0940350723，橋位樁號K393+840；該橋為3孔簡支板梁，跨徑6m，下部構造中橋臺為U型漿砌塊石，橋墩為重力式漿砌塊石；橋長22.9m，橋面總寬9m，車行道寬7m，橋面標高317.9m，橋下凈高4.5m；橋梁于1985年12月建成，原有的設計荷載為汽-20，通行載重30t，橋面鋪裝為水泥混凝土，直線橋，單向橫坡1.5%。橋梁所處道路等級為二級，路段平面線形較差，彎多坡陡，路基較窄，交通量大，通行能力低，如圖1所示。

圖1 陳家店橋原狀

陳家店橋的橋面鋪裝是在原有水泥混凝土鋪裝的基礎上，進行了“白加黑”的簡單修復，即在水泥混凝土表面加鋪瀝青材料進行修補，由于受行車荷載、溫度、養護等多重因素作用，出現了橫縫、縱縫、龜裂、坑洞、斷板、接縫破損、板邊及板角破損、伸縮縫破損等一系列病害，橋面凹凸不平，已嚴重影響到了車輛的通行。如圖2所示。

圖2 陳家店橋橋面鋪裝病害

3 罩面結構設計方案

陳家店橋鋪裝經過30年通車運營自然碾壓，橋梁沉降趨于穩定。通過對原有橋面實地檢測，除對局部破損橋面需要進行基面處理后再罩面外，其余路段完全可直接進行罩面。罩面選定結構形式為：鑿除原橋面舊瀝青面層后，進行基面病害處理后，鋪筑防水粘結層，然后鋪上冷薄層罩面材料。

冷薄層罩面材料為常溫瀝青復合乳液，厚度在8mm左右，如果直接鋪筑在舊瀝青混凝土層上，舊混凝土層表面平整度較差，無法保證冷薄層鋪筑質量，且罩面層與舊瀝青混凝土層彎沉值差異很大，使結構層無法緊密粘結。為此，在原瀝青混凝土層上加鋪防水應力粘結層，由冷薄層與防水應力聯結層共同形成罩面系統，提高了結構層之間的粘結力，使路面結構強度也得到相應的提高。而作為表面層使用的冷薄層可以使路面抗滑性能和抗磨耗性能得到顯著提高，同時其具有較好的密水性，使路表水難以下滲，起到了保護路面結構的良好效果。

4 原材料及配合比設計

4.1 常溫瀝青復合乳液

常溫瀝青復合改性瀝青乳液作為瀝青結構的膠結料，是近幾年才出現的先進路面建設、養護材料與施工應用技術，是綠色環保、減少排放目標下的全新技術與產品，其宗旨在未來部分或全部代替高能耗高排放的延續了100多年的熱拌合施工的瀝青路面技術，實現傳統道路建設的低碳綠色革命。

常溫瀝青復合乳液是運用專有技術將常規普通瀝青加工制備成高性能的、在常溫下呈現為高流動的“液態”瀝青粘結料產品。常規瀝青在常溫下是半固態的、高度粘稠不能流動的粘結料，所以瀝青路面總是伴隨高溫施工進行。常溫瀝青復合乳液這種高流動的形態帶來了常溫施工的和易性能，可以達到在常溫下拌合成各種級配類型的瀝青混合料，并在常溫下進行攤鋪與碾壓。

常溫瀝青復合乳液之所以能形成有效的路面結構，除了常溫“液態”粘結料能效外，在拌合中還需要加入特殊功效的專有強度固化助劑，助劑依據膠結料而不同，固化助劑能夠使路面結構強度快遞形成，縮短開放交通時間。此外，常溫瀝青復合乳液有著很強的溫度適應性能，可以滿足低溫與高溫勁度的雙重要求，適應溫度-40℃～+ 40℃，更有很強的可以有效控制的破乳速度技術特點，以及快遞固結形成強度快速開放交通，與各種路面結構層（基面）的高粘結性能。

常溫瀝青復合乳液的技術指標如表1所示。

表1 常溫瀝青復合乳液技術指標

4.2 水泥

選用常用的標號為42.5的水泥。

4.3 集料

冷薄層罩面所用細集料主要采用閩北當地的花崗巖，其技術指標如表2所示。

表2 集料技術指標

4.4 礦粉

礦粉中加入了20%的消石灰，其性能指標如表3所示。

表3 礦粉技術指標

4.5 礦料配合比設計

根據閩北地區施工現場情況、預期交通流量等因素，決定采用MS-3型冷薄層罩面，其礦料配合比設計見表3，由表3可得礦料篩分級配，如表4和圖3所示。

4.6 原材料配比

最后確定各原材料的配比為:石英砂∶水泥∶常溫瀝青復合乳液∶水=4∶2∶1.3∶0.5。

表4 礦料篩分及配合比

圖3 礦料級配曲線圖

5 冷薄層罩面施工工藝

5.1 施工設備

施工主要為人工拌合與刮涂，設備主要包括手持式電動攪拌器、拌合容器、帶膠片的掛耙、刻槽耙子、計量磅秤。

5.2 施工準備

施工之前應保證下基面無灰塵，鋪設前保持干凈潮濕，已有的裂縫已進行了灌縫處理，施工邊界已用10～20cm寬的施工膠帶黏貼，施工的橫縫、縱縫處已用1～2cm寬的施工膠帶黏貼；施工氣溫低于35℃，高于10℃；預測施工后2～3h不會下雨。

5.3 施工工藝過程控制

（1）第一層不計算厚度（計算材料量，按1mm計算），拌合后用刮涂工具，貼地面用力刮，以便壓實、填補舊路面的麻面、空隙等損壞；

（2）第二層按3～5mm計算材料用量，并按塊劃分施工面積 （每塊大約按3～5m2用量，再進行計量材料與拌合，或按舊混凝土板塊面積用量拌合材料）；

（3）材料至少拌合3～4min至均勻；

（4）施工刮涂應緊貼基面刮平；

（5）第一層表干后再施工第二層；

（6）第二層（面層）初凝前后刻槽、拉毛，同時揭開各種施工膠帶；

（7）第一層用粗砂，第二層用細砂；

（8）準確計量出每次拌合時各種材料的量，現將砂子、水泥進行混合，之后加入膠乳，再按配比設計量一半的水（注意先用水把膠乳的桶洗入混合料中）拌合，再根據天氣，拌合施工和易性決定另一半水的添加使用；

（9）攪拌好的混合砂漿應在30～50min之內施工完畢，施工時應不停頓地攪拌，以防止凝固；

（10）基面噴灑稀釋的膠乳或濕潤基面，尤其高溫施工必須注意保持基面潮濕。

6 冷薄層罩面路用性能檢測

冷薄層罩面在鋪筑后養生8h后方可開放交通，當氣溫處于施工許可溫度的下限范圍時，時間要求更長一些。工程完工2個月后，對陳家店橋的冷薄層罩面進行了質量檢查和驗收分析，試驗數據見表5。

表5 陳家店橋冷薄層罩面檢測結果

根據規范要求，路段滲水系數≤10 ml/min，檢測的三處均滿足要求，表明冷薄層罩面結構滲水系數滿足質量評定要求。規范要求要求路段摩擦系數擺值需≥45，檢測的三處也滿足要求，表明冷薄層罩面結構摩擦系數滿足質量評定要求，抗滑能穩定。

從以上檢測結果可以看出：冷薄層罩面強度較高，且與瀝青混凝土聯結層粘結緊密。陳家店橋冷薄層罩面養護通車一年后發現，橋面鋪裝整體強度較好，未出現松散、開裂現象，較好地發揮了修復技術提高路用性能的作用。

7 結語

舊橋面修復工程中通過成功應用冷薄層罩面施工工藝，使原有橋面強度大大提高，增強了橋面鋪裝的水密性能，有效杜絕了滲水現象的發生，降低了橋面鋪裝水損害現象發生率和破壞率。同時冷薄層罩面攤鋪后很短時間內即可開放交通，將施工給閩北地區的百姓生活帶來的干擾降到最低，受到當地百姓的一致稱譽。冷薄層罩面與傳統瀝青混凝土施工工藝相比，單價相對便宜，施工方便，很好地滿足了閩北橋面鋪裝養護工程的建設需要。