上海市南北高架橋面鋪裝整治方案研究

賈文鏢

［上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市200092］

0 引 言

上海市南北高架是穿越中心城區的南北走向的高架快速路，是上海最擁堵的路段之一，瀝青路面長期承受超負荷的受力作用，路面病害增多。雖然路面總體狀況尚可，但是部分路段有較為集中的裂縫、修補病害，普遍出現瀝青老化、瀝青膜損失、麻面的現象，并且部分修補位置出現反復修補的情況，養護維修工作頻繁，路面外觀不佳。為了提供行車安全性，減少日常頻繁養護維修給交通帶來的負面影響，美化環境、提升道路服務品質和效率，有必要實施整治維修。本文對南北高架橋面鋪裝的整治方案進行比選分析。

1 現狀調查與分析

南北高架路為城市快速路，設計速度80 km/h，主路雙向六車道，橋面寬度25.5 m。部分路段在實際運營過程中，3車道通過標線劃分為4車道，為7~8車道不等。原設計橋面鋪裝為6 cm LH-15II細粒式瀝青混凝土（分兩層攤鋪），一期路段于2010年世博會前實路面施銑刨加罩整治，銑刨上面層加罩溫拌瀝青SMA-10，二期于2002年底通車后未進行過大規模的整治，路面結構已達到或超過設計使用年限。

為更好地反應路面的各項指標，對南北高架全線進行檢測，對路面狀況指數PCI、平整度、車轍、抗滑性等指標進行分析，結果顯示大部分在B級或者良級別、小部分為A或者C級。這是由于橋面鋪裝，無道路路基、路面基層，不容易產生變形類、松散類的損壞，加上日常養護維修較及時，因此表面上評分尚好，但是養護維修較頻繁，存在較多修補痕跡，瀝青路面的外觀不佳，并且瀝青老化嚴重，鋪裝層正處于損壞速度加快、處于性能大幅下降階段，如不進行有效整治，即將進入大規模養護維修階段。

2 整治方案研究

2.1 方案研究設計原則

（1）技術可靠

以恢復路面功能、主動預防鋪裝病害發展為目標，在全面調查和科學評價道路技術狀況基礎上，優先采用上海及周邊地區橋面鋪裝整治、路面建設及維修整治中，具有成功經驗的技術方案，確定路面整治技術方案。

（2）可操作性

充分考慮施工的可操作性、可實施性，選擇便于機械化施工，工期短、施工速度快、實施安全的路面整治方案，并且盡可能避免對老橋結構產生損傷。針對高架道路夜晚封道時間短，白天必須開放交通的特殊條件，采取的方案及工藝必須滿足快速施工的要求。

（3）經濟適用

注重路面改善效果和耐久性，綜合分析路面整治措施使用條件、處治效果、施工對交通影響、后期養護和造價等因素，技術方案不應增加橋梁靜載，并做到技術上可行、造價合理，以取得較佳的經濟效益。

（4）平整美觀

本項目處于核心城區，重視整體外觀效果，鋪裝表面顏色統一、平整舒適，有效提高城市環境和行駛舒適性，提高視覺美感和駕乘體驗。

2.2 整治方案初選

常規路面整治措施可分為預防性養護、銑刨加罩和現場熱再生。

2.2.1 預防性養護方案

預防性養護能解決細微病害，延緩鋪裝表面發展成大面積松散開裂、坑洞。預防性養護常用措施有灌封、霧封層、含砂霧封層、稀漿封層、微表處、瀝青還原處治、薄層、超薄層加鋪等[1]。根據檢測結果，主路高架橋面鋪裝開始出現瀝青老化、瀝青膜損失的情況，但尚未造成路面的結構損壞，PCI、RQI、SFC達到預防性養護的條件，故可選預防性養護為路面整治方案。

預養護常用措施對本項目的適用性分析：

（1）高架道路交通量很大，主要斷面的雙向流量年平均日交通量AADT超過10萬輛，要求有一定的耐久性，設計使用年限應2~3 a以上。

（2）霧封層主要用來密封面層，防止或減少水份滲入，阻止路況繼續惡化，改善老化的瀝青性能。但是由于霧封層使用的乳化瀝青中的乳化劑類型為慢凝型乳化劑，養護時間較長，并且霧封層會降低路面的抗滑性能，影響行車安全性，因此不適用本項目。

（3）稀漿封層采用乳化瀝青，既要有足夠的拌和時間，攤鋪又要快速破乳提升強度，受天氣、溫度影響較大，對施工要求高、施工質量的穩定性較差，因此不推薦。

（4）薄層加鋪、超薄層加鋪對于地面道路來說增加幾厘米厚度可以接受，但是對高架道路，加鋪層的厚度仍太大。一方面增加了橋梁的永久性荷載，一定程度影響橋梁結構耐久性，另一方面在橋梁伸縮縫位置需要斜坡過渡，路面整體起伏較多，影響行車舒適性，因此薄層加鋪、超薄層加鋪不適合本項目。

通過對橋面鋪裝整治的需求分析適用性分析，排除不適和本項目的預養護方案，可選瀝青還原處治、含砂霧封層、微表處方案，待進一步比選。

2.2.2 銑刨加罩方案

銑刨加罩整治效果優良、使用壽命長，能有效減少養護頻率，耐久性較好，施工工藝也比較成熟。南北高架路原設計鋪裝結構已獲得了較好的使用效果，僅通過日常養護基本可以達到設計使用年限，因此銑刨加罩是比較理想的方案。

銑刨加罩的罩面材料可分為AC瀝青混凝土、SMA、OGFC等類型。由于上海市夏季炎熱，高架道路車流量大、車速快的特征，因此加罩材料選擇耐久性好、抗滑性能優良、抗車轍性好、技術成熟的SMA。

為保證層間有良好的粘結效果和防水性能，需要設置防水粘結層。受到施工時間限制，根據類似工程的經驗，層間粘結采用1 cm熱噴改性瀝青同步碎石封層，采用9.5 mm單粒徑碎石，覆蓋率70%~90%，最大厚度約1 cm[2]。

銑刨加罩方案根據銑刨深度的不同，可分為上、下面層6 cm全深度銑刨和上面層4 cm銑刨兩種方案，見表1。

表1 銑刨加罩方案比選

南北高架原橋面鋪裝實際厚度普遍在5~7 cm。如果僅僅銑刨加罩上面層，在實際施工時銑刨上面層厚度難以控制，容易留下1~3 cm的舊瀝青夾層，下面層厚度不一，容易造成松散開裂。原橋面鋪裝已經達到或者即將達到設計使用年限，徹底清除老化的瀝青層，還可以檢查和修復水泥混凝土層的損壞，取得更優的處治效果。因此，推薦采用上下面層全深度銑刨加罩方案。

2.2.3 現場熱再生方案

現場熱再生是較常用的瀝青路面再生技術，基本流程是對待處治的瀝青路面加熱、耙松，添加適量的新瀝青、瀝青混合料以及再生劑等，經拌合、攤鋪、碾壓行車新路面。現場熱再生處理深度一般為2~5 cm，可滿足本項目處理路面深度的要求，能處治大部分的路面表層病害，包括輕微車轍、松散、泛油、輕微裂縫等，期望壽命3~5 a[3]。

現場熱再生方案可以實現原有材料的再利用，符合節約的理念，但是現場熱再生對本項目適用性不足：

（1）南北高架路面整治要求凌晨封交施工、白天開放交通的施工組織方式，夜間封交時間短，每日可施工時間很有限，而現場熱再生機械設備數量、人工數量多，采用現場熱再生效率較低。

（2）現場存在較多煙塵、噪音污染，對沿線居民生活影響較大，不適合上海市中心城區高架橋面鋪裝整治。

因此對于本項目，橋面鋪裝整治不推薦現場熱再生方案。

2.3 整治方案綜合比選

對本項目技術上可行的預防性養護方案和銑刨加罩方案進行綜合比選，見表2。

表2 整治方案比選表

高架道路養護維修采用夜間封閉施工，施工、養護時間短，含砂霧封層、微表處等方案對施工條件苛刻，需要訓練有素的專業施工隊伍，對本項目而言施工質量穩定性較差。

瀝青還原處治施工速度極快，工期短，對交通影響較小，施工后路面黝黑，有效改善路面外觀，但是間隔數年需再次實施瀝青還原處治，適合路面中小修時采用。

銑刨加罩可以取得優良的整治效果，使用壽命長，施工工藝成熟穩定，減少養護頻率，適合路面達到使用年限大修時采用。

為減少南北高架橋面鋪裝頻繁整治對交通的影響，減少社會不良影響，整治方案應效果優良、使用壽命長，通過一次鋪裝整治有效地解決路面損壞、病害，保證較長的使用年限。因此推薦采用綜合整治效果優良的銑刨加罩方案，上下面層全深度銑刨，加罩1 cm同步碎石封層，再攤鋪加鋪5.5 cm SMA-13。

3 結語

通過各種整治方案的分析，雖然本項目未推薦瀝青還原處治，但是在特定條件下仍是一種優優異的整治方案，施工速度極快，在一定程度上恢復瀝青性能，短時間內有效改善瀝青路面外觀，特別適用于對施工速度、路面外觀有較高要求的特殊路段。

本文對銑刨加罩方案的不同銑刨深度進行了比選分析，對于城市高架橋面鋪裝，尤其是日常養護存在反復出現損壞的情況，水泥混凝土層可能存在破損，推薦采用全深度銑刨，可以修復水泥混凝土層。

對城市高架橋面鋪裝整治方案進行比選，從病害處治效果、設計使用年限、施工速度、施工質量穩定性、經濟性等方面分析對本項目的適用性，得到推薦方案銑刨加罩改性瀝青SMA-13。方案比選過程和結論可供類似工程參考。