橋梁養護中超薄磨耗層技術的應用

李萬德

（1、遼寧省交通規劃設計院有限責任公司，遼寧 沈陽110001 2、遼寧大通公路工程有限公司，遼寧 沈陽110111）

1 概述

超薄磨耗層技術是利用斷級配改性熱瀝青混合料以15～25mm 厚度攤鋪在聚合物改性乳化瀝青黏層膜上，同時采用對攤鋪改性熱瀝青混合料噴灑黏結層特種改性乳化瀝青采用同步攤鋪設備進行施工，一次經壓路機壓實成型的養護橋梁工程技術。最早是在2003 年將該技術應用于維修廣韶高速公路路段中的車轍病害，自此之后該技術逐漸廣泛應用于諸多高速公路養護工程中。目前在我國很多公路及橋梁工程養護中，超薄磨耗層養護技術都得到了廣泛應用，獲得了比較明顯的養護效果。

2 工程基本情況

某橋梁工程全長275m，橋梁與河流上游彎道相距約590米，具有穩定的河床，良好的地質條件及岸線。隨著近年來日益增大的交通量，尤其是在交通運輸中不斷增多的大貨車、拖掛車等重載通行車輛，使橋面不斷產生車轍、坑槽、局部沉陷、裂縫及龜裂等不同種類的病害，盡管每年實施養護維修，但治理力度不能對橋面產生的病害進行有效遏制。結合目前橋面檢測及歷史養護數據，有針對性地處理橋面基層病害，在養護中制定超薄磨耗層的加鋪方案。

3 超薄磨耗層技術優勢

該技術能夠使橋梁結構面層有效延長使用壽命，橋梁面層缺陷得到矯正，抗滑排水等養護措施，提高安全性能、降噪、面層強度增強等，主要有以下優點：一是對養護施工機械不具有較高要求，攤鋪機械按照15～25m/分鐘之間的速度進行攤鋪，相當于普通攤鋪機4～8 倍的速度進行攤鋪，完成攤鋪養護施工半小時后交通就能及時正常通行。二是改性乳化瀝青封層較厚能夠有效封閉及防治橋梁面層產生裂縫的效果較為明顯。使反射裂縫延緩其不斷發展，并對橋面結構破損率進行有效控制。三是超薄磨耗層斷級配混合料結構可使橋梁面層結構在短時間內迅速提高摩擦系數、抗滑、防水及降噪性能，符合橋梁橋面設計的使用壽命，在改善橋梁面層結構性能方面，超薄磨耗層技術與傳統面層銑刨攤鋪及微表處養護等技術相比較而言，優勢更為明顯并有效降低施工成本。該技術不僅在預防性養護橋梁工程高等級路面及矯正養護較小的病害中比較適用，在新建橋梁表面防水養護施工磨耗層及預防性養護下封層中也比較適用。

4 超薄磨耗層技術的應用

4.1 超薄磨耗層技術施工材料的基本要求

高性能的養護超薄磨耗層施工材料主要經配比、攪拌礦粉、瀝青、粗細集料及瀝青混合料等，同時將瀝青混合料間斷級配拌和形成，具有最關鍵作用的在于瀝青結合料，因此，對瀝青結合料的質量要求較高。為選擇及制作瀝青結合料，一定要根據有關設計理論嚴格實施，對施工環境等外界因素綜合考慮后實施相關試驗。一般采用SBS 改性劑的瀝青黏結料性要與施工超薄磨耗層系統設計要求相符，以確保實現路用系統的設計性能。另外，在超薄磨耗層中集料素所占比例較大，一般采用較大強度、良好抗溫性并對超薄磨耗層能夠提高穩定性的機制砂集料。為確保超薄磨耗層與橋梁養護路面采用施工集料的要求相符，粗集料應超過4.75mm 粒徑。為使超薄磨耗層提高性能，應以礦粉為載體吸附在瀝青上。礦粉顆粒因此大小應適宜，不能過大過小。一般采用研磨巖漿巖中強基憎水性巖石石料形成的礦粉作為超薄磨耗層瀝青混合料填料，不僅要干燥清潔還要在質量方面與填料性能要求相符。礦粉用量應結合工程養護實際進行控制，過大用量將使瀝青降低黏度及黏結力。

4.2 超薄磨耗層技術施工設備的基本要求

采用專用攤鋪設備進行超薄磨耗層技術施工，乳化瀝青防水黏結層和斷級配混合料采用攤鋪設備同步施工成型，攤鋪層只有15～20mm 厚，收料斗、乳化瀝青儲存罐、傳送帶、噴灑計量乳化瀝青防水黏結材料系統、可調節寬度的振動熨平板等構成攤鋪設備，使噴灑乳化瀝青防水黏結材料、攤鋪熱瀝青混合料及成型等環節一次性完成，使橋梁橋面達到良好的養護效果。

4.3 超薄磨耗層技術施工的主要過程

4.3.1 施工準備。橋梁養護工程對橋梁待養護表面在超薄磨耗層施工前應仔細清洗，經過24h 晾曬并確保橋梁表面結構干燥后拉毛處理橋梁橋面，采用壓風機在拉毛后對存在于橋面和縫隙內的灰塵雜物進行徹底清理，使橋梁橋面不存在灰塵雜物、黏結粉漿、松散顆粒等得到保證。對超薄磨耗層瀝青混合料結合設計標準合理確定配合比及組分參數，運送到施工現場的混合料應進行妥善保管。超薄磨耗層在本橋梁工程中只有20mm 厚，其黏結橋梁橋面基層結構強度及其通行承載力對超薄磨耗層性能及使用壽命具有關鍵性影響。因此，施工超薄磨耗層前一定要將原路面中存在的質量問題徹底清理，將松散、坑槽、裂塊等病害清除后再將熱拌瀝青混合料加鋪后實現恢復，對橋面裂縫清理并開槽灌縫，使橋梁路面提高結構完整性及通行承載力。

4.3.2 攤鋪及碾壓混合料。噴灑及攤鋪混合料的速度通常根據試驗進行確定，攤鋪中避免車輛人員通行。完成攤鋪后碾壓，為使超薄磨耗層加速成型，應采用12t 雙鋼輪壓路機等到橋面攤鋪層降溫到120℃前反復勻速進行多次碾壓，在降低橋面攤鋪層溫度到110℃前完成碾壓。為避免壓路機碾壓輪粘連瀝青混合料，應將刮板及皂液水裝置配備到壓路機上，以免超薄磨耗層發生變形，壓路機不可在攤鋪路面停留。為確保橋梁養護中的瀝青混合料達到一定的壓實度，對壓路機組合方式及碾壓工藝應結合橋梁工程實際進行確定，在混合料未發生推移及開裂，攤鋪后較高溫度時實施初壓，應將驅動輪在鋼輪壓路機碾壓中朝向攤鋪機，避免混合料出現擁擠情況。壓路機在初壓、復壓及終壓整個過程中應采用合理速度進行碾壓。

4.3.3 控制養護施工質量。超薄磨耗層技術對養護施工各環節都具有比較嚴格的質量，改性瀝青和乳化瀝青一定要比普通瀝青的黏度高，混合料控制好到場及碾壓溫度，相對于攤鋪普通瀝青混凝土而言，灑布乳化瀝青的量及控制攤鋪厚度具有更為嚴格的要求。針對橋梁橋面結構穩定性不足及達不到足夠承載力的部位，對其處理可采取挖補、處理樁體預應力及壓漿等措施，提前修補處理坑槽、疲勞裂縫、網裂及原橋面達不到足夠的黏結度、嚴重積水等部位。車轍超過1cm 裂縫的橋梁橋面填補處理可采用精銑刨方法，填補裂縫應采用質量合格的材料，處理前對精銑刨刀頭數量及是否發生嚴重磨損的程度等進行認真檢查，修補中對施工速度盡可能合理控制，以免銑刨施工擾動及破壞橋梁橋面。

綜上所述，觀測某橋梁工程超薄磨耗層養護的結果顯示，超薄磨耗層技術可使橋面結構明顯延長使用壽命，表面存在的缺陷得到有效糾正，安全性進行一步提高。特別適用于養護較大交通荷載、較高橋面結構性能的橋梁，使橋面達不到較高的摩擦系數、平整度不足、老化損壞面層瀝青、過大行駛噪音、不通暢排水、裂縫及剝落輕微等問題得到有效解決，推廣應用超薄磨耗層技術對于促進橋梁養護的發展具有非常重要的意義。