薄層瀝青鋪裝在路面改造中的應用

曹建新

（廣州市市政工程設計研究總院有限公司，廣東 廣州 510060）

1 概 述

2017年12月6日至8日，為期三天的廣州財富論壇會議在廣州琶洲舉辦，為迎接本次會議的召開，廣州市進行了以“微改造”為主題的市容市貌提升，包括對老舊小區的改造和對城市基礎設施的品質化提升。通過對老舊小區的改造，“擦亮花城名片，讓城市更美好、百姓更宜居”；運用“新理念、新思路、新標準”對城市基礎設施進行改造，全方位地提升了城市環境品質。

作者參與了城市基礎設施品質提升的兩個項目，分別是市政設施維護新技術研究推廣專項勘察設計采購項目（以下簡稱“新技術項目”），和重要道路提升工程勘察設計施工總承包（以下簡稱“重要道路項目”）。兩個項目于2017年3月開展設計工作，并于2017年11月竣工通車。新技術項目的工程設計內容是對東濠涌高架橋、珠江隧道、海印橋進行面層鋪裝改造，重要道路項目的工程設計內容是對22條道路（以次干路和主干路為主）的瀝青路面結構進行改造。

新技術項目的三個工程地點各自具有不同的特點，包括對現狀水泥橋面、現狀瀝青橋面、現狀復合式鋪裝的隧道路面進行改造，而重要道路項目具有相似性，即對現狀的瀝青路面結構進行改造。本文的工程實例涵蓋了新技術項目的三個點，而只涵蓋重要道路項目的一條道路（東湖路）。

薄層瀝青鋪裝在高速公路和國省道已有大量的應用案例，取得了豐富的經驗，但是在廣州市中心城區，尚未進行大面積的應用。本次借助財富論壇會議進行的路面改造項目，也是對薄層鋪裝技術在廣州市和華南地區應用的探索，對該批項目的鋪裝技術進行總結，對于同種類型工程的設計與施工，具有一定的參考價值。

2 東濠涌高架橋水泥橋面加鋪

2.1 現狀情況

東濠涌高架橋位于廣州市越秀區中心地帶，南北分別接江灣大橋和麓湖路，它不僅是南北方向重要的交通出行通道，而且還串聯了東風路、中山路等廣州市東西方向的交通大動脈，交通位置非常重要。為雙層高架橋，雙向四車道，全長6.2 km，橋面鋪裝為水泥混凝土，面積約68 706 m2，該橋已投入使用二十余年。根據常規檢測報告，橋梁存在局部裂縫；橋面的主要問題是伸縮縫處水泥板的破損、水泥橋面的縱向裂縫和橫向裂縫、局部的坑洞等，影響景觀，而且行車舒適性較差。2017道路品質提升將東濠涌橋面作為重點項目，關注度非常高。

2.2 技術現狀

當前新建城市橋梁的橋面鋪裝以兩層瀝青混凝土為主，瀝青混凝土行車舒適性好，且便于維修，但是現存已經通車多年的城市橋梁，水泥橋面鋪裝仍然占有相當大的比例。根據《城鎮道路路面設計規范》（CJJ 169—2012），水泥橋面的使用年限為20 a（次干路或支路）或30 a（主干路或快速路）。有的水泥橋面達到了使用年限，有的雖未達到使用年限，但是已經出現了問題，影響舒適性和景觀，對于城市橋梁來講，景觀的要求相對比較高。

根據《城鎮道路養護技術規范》（CJJ 36—2006），水泥橋面加鋪瀝青混凝土可以分為兩種情況，第一種對應于損壞情況不嚴重的路面，進行表面功能修復，“城鎮次干、支路可采用表面處理、稀漿封層或加鋪瀝青磨耗層的方法維修”；第二種情況加鋪瀝青混凝土進行路面改善，此時加鋪層厚度不得小于8 cm。

2.3 鋪裝方案

通過對橋面現狀和使用功能的分析，需要從舒適性和景觀兩個方面對東濠涌高架橋橋面進行改善，據此設計確定的目標是將原水泥橋面改造為瀝青混凝土橋面。通過分析加鋪層厚度對東濠涌橋梁結構安全性的影響，加鋪厚度達到8 cm時，無法滿足結構穩定性的要求，而加鋪2 cm則可以滿足穩定性的要求，結構安全性已經限定了加鋪材料和厚度的范圍。

根據加鋪的厚度范圍，對比規范規定，設計將東濠涌橋面的改造定義為表面功能的修復，采用加鋪瀝青磨耗層的方法維修，相比于常規在水泥路面上加鋪兩層瀝青混凝土層的厚度而言，本文將2 cm的加鋪厚度定義為薄層鋪裝。采用密級配瀝青混合料AC-10（20 kg/m2），薄層瀝青用于橋面鋪裝，除了重量較輕的優勢之外，采用靜壓機械壓實也是其優勢，避免了振動壓實機械對橋梁結構的影響。由于加鋪厚度較薄，為了保證其與橋面的粘附性，設計采用了高粘瀝青。

同時提出了5 mm環氧樹脂加鋪的比選方案，重量輕（8 kg/m2）是其優勢，其重量對橋梁結構的結構安全性影響，小于2 cm的薄層鋪裝。將環氧樹脂作為橋面鋪裝層，尚未有規范依據，規范將其作為鋼橋面環氧瀝青鋪裝的防水材料，如《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017） 條文說明8.3.2。由于本項目是新技術推廣項目，因此對環氧樹脂材料進行了考察，并在廣州內環路上做了試驗段。加鋪2 cm的瀝青混凝土即可滿足橋梁結構安全的需要，且東濠涌高架橋位于市中心，根據試驗段的情況，其噪音略大于薄層瀝青鋪裝，最后選擇薄層瀝青鋪裝為實施方案。雖未采用環氧樹脂鋪裝材料，但是材料研究和試驗段也提供了寶貴的經驗，可以考慮在中心城區以外，將環氧樹脂作為水泥橋面加鋪的材料之一進行對比，主要是考慮其重量輕的優點。

2.4 橋梁加鋪前的安全性評估

東濠涌高架橋已經使用了20 a，且局部存在裂縫，需要分析加鋪材料對結構的安全性影響。本文的內容是鋪裝設計，不再對橋梁結構計算進行贅述。根據結構安全性計算結果，加鋪2 cm（加鋪之前銑刨了1 cm舊水泥橋面），對結構安全性沒有影響。

在水泥橋面上加鋪瀝青混凝土，與在路基段上加鋪具有不同的特點，主要是加鋪材料對橋梁結構，會有一定的影響，因此，需要在加鋪之前對加鋪的影響進行評估，特別是對使用時間較長、外觀狀況不佳的橋梁。

3 海印橋瀝青橋面改造

3.1 現狀情況

海印橋上跨珠江，在珠江南北分別連接東曉路和東湖路兩條主干路，全長1 156 m，主橋寬約34 m，雙向六車道，瀝青混凝土路面，面積29172 m2，其中主橋車行道鋪裝面積10 732.29 m2。海印橋橋面狀況和行駛舒適性比較好，主要問題是之前對不同部位的瀝青橋面維修所產生的外觀顏色不統一，以及縱向裂縫。

3.2 技術現狀

由于瀝青橋面多為兩層瀝青混凝土，維修方案一般是以整層刨鋪的方法為主，比如上面層為4cm的SMA13，只需對上面層進行維修時，采用的是刨除4 cm上面層，然后再加鋪4 cm瀝青混凝土。小面積的維修必然出現色差，因此，一般在橋梁范圍內整層刨除、整層加鋪。整層加鋪也會產生浪費，不利于環保，且施工對周邊的影響大。

3.3 鋪裝方案

考慮到海印橋的橋面狀況尚好，從環保和施工影響等角度出發，決定在整層刨鋪之外，嘗試半層刨鋪的新工藝，即刨除上面層4 cm厚度的一半2 cm，然后加鋪2 cm的薄層鋪裝。整層刨鋪也許是為了保持上面層的完整性，設計采用半層刨鋪的合理性來自于上下面層的整體性，經過行車的碾壓，上面層和下面層視為一個整體，上面層已經不是單獨的存在，其與下面層合二為一。因此，設計認為刨除半層對于上面層的整體性的影響有限。由于海印橋交通量較大，刨除2 cm之后，在加鋪之前先開放了交通，對刨除之后的現場觀察后發現，剩余的橋面瀝青層平整度較好，沒有出現凹凸不平的情況。本項目半層刨鋪的經驗可以為中心城區的瀝青橋面改造提供較好的借鑒。

海印橋的橋面改造，提出了以2 cm透水瀝青混凝土OGFC代替密級配薄層瀝青鋪裝的比選方案，主要是考慮透水路面結構可以臨時儲存一部分雨水以減小地表徑流，且由于瀝青層厚較薄，路面結構內部的存水容易蒸發，不會長期存留在路面結構內從而產生不利影響。但是在橋面上鋪裝透水瀝青路面，仍然需要解決一些技術上問題，比如對伸縮縫的影響，當路面結構內部的水沿縱向流到伸縮縫位置后，由于伸縮縫的阻擋，所積的水分即對伸縮縫不利，也會向上涌出，對行車安全產生影響。經過比較之后，將薄層鋪裝作為實施方案。排水路面的研究暴露出的問題，說明對排水路面的研究任重而道遠，尚存在技術問題需要解決。

4 珠江隧道路面改造

4.1 現狀情況

珠江隧道下穿珠江，長900，寬20 m，雙向4車道，瀝青路面，鋪裝面積17 700 m2?，F狀為水泥板上加鋪的薄層瀝青鋪裝層，其中水泥板厚度為10 cm，瀝青鋪裝層厚度約為1.5 cm。珠江隧道的行車舒適性比較差，行車顛簸嚴重，根據駕駛體驗，可以推斷其水泥板出現了斷板的情況。該隧道具有特殊性，黃沙海鮮市場位于珠江北岸，來往拉海鮮的貨車，經過珠江隧道時，從車上滲到路面的海水，對路面具有腐蝕性，從隧道洞口以外的瀝青路面可以看出，受海水腐蝕的痕跡。

4.2 技術現狀

城市中的隧道路面鋪裝結構，以兩層瀝青混凝土路面為主，即保證了舒適性，且城市道路的長度不長，通風較好，不必擔心潮濕對路面抗滑的不利影響。根據《城鎮道路路面設計規范》（CJJ 169—2012），當隧道路面采用瀝青路面時，瀝青路面的厚度宜為8～10 cm。將薄層瀝青作為隧道路面鋪裝，應用案例較少，珠江隧道采用薄層瀝青和水泥板的復合式路面，考慮了瀝青路面的舒適性，但由于水泥板的損壞嚴重，舒適性卻沒有得到保證。

4.3 鋪裝方案

設計思路包括兩個方面，為了保證隧道的凈空，基本不增加加鋪厚度，仍然采用薄層瀝青鋪裝；先對損壞的水泥板進行修復，然后再加鋪薄層瀝青。對于斷板采用現澆的方法修復，對于輕型的損壞采用環氧樹脂材料進行修復。

對于水泥板的修復，設計提出了預制拼裝技術作為比選方案，即工廠制作現場拼裝，主要是考慮到珠江隧道交通量大，現澆施工對交通影響的時間比較長。但施工單位提出預制拼裝，機械的高度受到隧道凈空的限制，無法施工，仍然采用了現澆方法。雖然沒有采用預制拼裝技術，但是對該技術的研究，為以后在水泥路面改造中的使用提供了經驗，比如在凈空不受限制的交通繁忙路段，可以考慮采用。

5 東湖路瀝青路面改造

5.1 鋪裝方案

東湖路是重要道路項目中的一條道路，南北分別接海印橋和東華南路，道路總長度為1.1 km，路面寬度60 m。

薄層瀝青鋪裝完成之后，對現場進行了觀察。首先觀察其密實性，薄層鋪裝采用了密級配的AC-10瀝青混凝土，施工應保證其密實性。現場向路面倒少量的水，發現水在路表面停留了一段時間之后，緩緩流向路側，說明密實度較好。另外薄層瀝青的最大粒徑較常規的上面層級配AC-13和SMA13小，現場進行了對比，從表面來看，薄層瀝青的表面致密精細、顆粒清晰、顆粒之間的瀝青粘連情況不嚴重；AC-13或SMA13上面層，表面顆粒粗糙、顆粒不夠清晰，顆粒與顆粒之間瀝青粘連的情況較嚴重。由此可以得出薄層上面層AC-10和常規上面層AC-13和SMA13的優缺點，前者外觀更美觀、噪聲更小，后者由于顆粒粒徑大而抗滑性能更好；由于薄層瀝青的顆粒清晰，空隙連通，利于吸音；AC-13和SMA13顆粒粒徑較大，輪胎和顆粒之間的振動聲音所產生的噪音要大于AC-10。

5.2 瀝青路面加鋪邊緣的處理

根據檢測數據和外觀，將重要道路項目的路面加鋪分為兩種情況，路面情況良好、無大的破損、路面平整度較好，直接在路表加鋪2 cm薄層瀝青；路面發生內部或路表的損壞，需要修復損壞部位后再進行加鋪。人行道與側石的標高有三種情況，第一種考慮到與兩側地臺標高的接順，人行道和側平石的標高保留現狀標高；第二種，人行道已經按照加鋪之前的路面標高改造完畢；第三種，人行道完好不必進行更換。對于直接加鋪薄層瀝青的情況，需要解決瀝青路面與側石相接處的標高問題。設計在靠近側石的4 m路寬范圍內設置了標高的過渡段，在過渡段內需要對現狀路面刨除一個豎向上呈三角形的區域，在側石處刨除高度為2 cm，在過渡段與非刨除區域相接處，刨除高度為0，三角形區域的橫坡比標準斷橫坡大。這種處理方式可以避免對側石和人行道標高的調整，見圖1。

圖1 道路邊緣的處理

6 經驗總結

6.1 鋪筑了試驗段

在對不同的加鋪材料進行對比研究階段，由業主組織修建了試驗路。東風路-農林下路交叉口，現狀為立交，東風路東西方向以橋梁上跨地面道路的農林下路，該橋梁原為水泥路面鋪裝，該橋作為薄層瀝青鋪裝的試驗段，于2017年10月份完工。該試驗段通車后，作者駕車體驗了駕駛感受，總體感受是舒適性較好，而且行駛噪音較小。但是由于橋梁伸縮縫并未進行改造，在伸縮縫位置，對加鋪的薄層瀝青進行了切縫，切縫是公路常用的處理方法，用于伸縮縫情況尚好、保留使用的情況。但是存在雨水順著切縫流入瀝青層進而影響其使用壽命的風險，考慮到薄層鋪裝采用了高粘瀝青，且層厚較薄，易于蒸發，此種風險相對于常規的瀝青路面鋪裝，有較大程度的降低。但是也說明，在以后的工程實踐中，對薄弱環節的繼續研究是很有必要的。

同時在廣州內環路B16出口，由內環路接珠江隧道和六二三路的匝道橋梁上，鋪筑了總長度150 m的5 mm黑色環氧樹脂材料，與薄層瀝青鋪裝進行對比，于2017年10月份完工。完工以后，作者也體驗了駕駛感受。相比于薄層鋪裝，環氧樹脂鋪裝的舒適性稍差，行駛噪音稍大，主要是其鋪裝厚度要小于薄層鋪裝。

試驗段的鋪筑為2017年11月路面鋪裝提供了很好的借鑒，作者認為試驗段鋪筑可以在城市道路的路面改造項目中進行推廣。

6.2 他山之石可以攻玉

為了對該批項目的潛在的路面加鋪材料更全面地了解，2017年初，參觀和體驗了廣東交通集團正在進行橋面加鋪的兩個項目，黃埔大橋和北二環高速公路，與其技術負責人進行了探討。黃埔大橋的加鋪材料包括鋼橋面的環氧樹脂鋪裝、薄層鋪裝、和薄層透水瀝青路面鋪裝，當時已經鋪裝了一部分，多種類型的鋪裝材料，為設計提供了寶貴的借鑒。北二環高速公路鋪筑了薄層密級配瀝青，橋梁伸縮縫位置進行了切縫，切縫的處理也為設計提供了借鑒。

6.3 局部采用了成熟的鋪裝形式進行對比

重要道路項目，主要鋪筑形式為薄層瀝青鋪裝，薄層瀝青鋪裝在廣州市還未大規模的應用，本項目具有探索性。設計選用了局部表面存在破損的路段按照常用的鋪裝方案進行加鋪，比如在童心南路，設計方案為刨除4 cm上面層，然后加鋪4 cmSMA13瀝青混凝土。當在工程中使用尚未成熟運用的材料時，本項目進行對比研究的做法為其提供了借鑒。

6.4 后評估

在項目通車半年后，業主于2018年6月委托了相關單位，對項目的使用情況進行了后評估，并編寫了《瀝青路面工程質量評價報告》，將薄層鋪裝材料與同時期鋪筑的SMA瀝青混凝土和之前鋪筑的舊SMA路面進行了對比，對比結果顯示，薄層材料具有較好的降噪效果、抗滑性能。隨著通車時間的增長，在不同時期對路面非成熟材料的使用情況進行評估和長期使用性能的觀測，是非常有意義的，可以為其大規模投入使用提供數據支持。

6.5 技術應與時俱進

城市居民對居住環境的要求在不斷提高，包括對城市道路施工的要求，與此同時，人們的話語權越來越受到重視，這是社會進步的象征，也是一個積極的信號，在推動著技術不斷向前進步。改進技術使得施工對環境的影響達到居民的要求，是現在技術人員應該研究的課題。本項目也做出了嘗試，比如薄層鋪裝的壓實設備采用靜壓設備，施工產生的聲音會大大減小、對現狀狀況良好的瀝青路面直接加鋪薄層鋪裝，避免了銑刨，產生了環保效益、瀝青混凝土橋面刨除2 cm上面然后加鋪2 cm上面層，對于常規的刨除4 cm然后加鋪4 cm的做法，在環保和施工影響上，都有進步，雖然最終的效果還有待檢驗，但努力的方向是正確的。