復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝養護技術探析

文/朱文白

1 前言

南京長江第四大橋（以下簡稱“南京四橋”）是南京繞越高速的重要過江通道，與南京三橋一起承擔了南京市周邊主要的過江重載交通。南京四橋主橋為主跨1418m 彈性支撐體系三跨連續懸索橋，同時也是國道主干線和高速公路網在南京的重要過江通道，過境交通量大、貨車多。交通量超過3.5 萬輛/日，其中貨車占比高達35%。

南京四橋在國內首次采用“40mmGA（壓入碎石）澆注式瀝青混凝土鋪裝下層+35mmAC-13 高彈性瀝青混凝土鋪裝上層”的復合澆注式鋪裝方案，雖然經過近8年的使用，且目前鋪裝使用質量優良，但在長期高溫重載使用環境下，并結合其長期性能發展規律，我們會發現國內無成熟的鋪裝養護技術經驗[1]。因此，為實現鋼橋面鋪裝科學養護，解決工程實際問題，對其開展養護技術研究具有重要意義。

2 鋼橋面鋪裝檢測與評估

據2012年通車至今歷年鋪裝層路用性能檢測結果，隨著服役年限的增加，南京四橋復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝可能出現的病害為車轍、抗滑性能不足及鋪裝層破損。因此，南京四橋鋼橋面鋪裝使用狀況檢測指標主要包括鋼橋面鋪裝車轍深度指數SDRDI（Steel Deck Pavement Rutting Depth Index）、鋼橋面鋪裝損壞狀況指數SDPCI（Steel Deck Pavement Surface Condition Index）和鋼橋面鋪裝抗滑性能指數SDSRI（Steel Deck Pavement Skidding Resistance Index），各指標檢測與計算參照《公路技術狀況評定標準》（JTG 5210-2018）執行，鋼橋面鋪裝使用性能指數計算方式如下：

SDPQI=WSDRDI×SDRDI+WSDSRI×SDSRI+WSDPCI×SDPCI

其中，WSDRDI—SDRDI 在SDPQI 中的權重，取值為0.75；WSDSRI—SDSRI 在SDPQI 中的權重，取值為0.15；WSDPCI—SDPCI 在SDPQI 中的權重，取值 為0.1。 SDPQI（Steel Deck Pavement Maintenance Quality Index）的評價標準見表1。

表1 鋼橋面鋪裝使用狀況評價標準

3 鋼橋面鋪裝功能性養護

3.1 局部車轍處治

3.1.1 處治方案

局部車轍病害處理可用薄層修補的方法，使高差為零[2]。對于豎向車轍的連續的凹陷部分，可使用局部車轍修復材料進行修補。南京四橋鋼橋面鋪裝上面層厚度為35mm，當發生較大面積的擁包、推擠時，切除表面可能會導致上面層變薄，則仍然無法解決問題，由此工作人員應調查具體原因，確定是否采用局部重新鋪裝的熱補方案。

3.1.2 施工工藝

3.1.2.1 施工前準備。根據擬修補區域面積計算所需原材料數量，確保備料充足；對原材料進行抽檢，確保各原材料指標滿足相關要求；對所需機械設備進行調試與保養，確保其處于良好運行狀態。

3.1.2.2 測量放樣。使用3m 直尺在路面橫斷面上進行放樣，以設定車轍深度確定修補范圍，并劃出修補邊線及控制線；線型應平順，盡量與車道分界線平行。

3.1.2.3 清掃修補面。用森林滅火器或壓縮空氣對原鋪裝層表面的石屑、塵土等雜質進行徹底清除，確保路面潔凈、干燥[3]。

3.1.2.4 噴灑改性乳化瀝青。灑布改性乳化瀝青時，應安排專人用彩條布對相鄰車道進行防護，防止污染非養護區域；灑布完后，應用掃帚把堆積的粘層油逆縱坡或橫坡由低處往高處涂抹，同時保證粘層油灑布的均勻性；另外，粘層油的灑布應做到均勻、不露白、不堆積。

3.1.2.5 修補材料填筑與碾壓。根據待填補區域面積及厚度計算所需的修補材料，填入冷補材料，刮平或填入熱拌高彈改性瀝青混合料并夯平。

3.1.2.6 養生及開放交通。修補結束后應封閉交通養生，待乳化瀝青破乳，表面出現透明水（約30min）或熱補瀝青混凝土冷卻后方可開放交通[4]。

3.2 局部坑槽處治

3.2.1 處治方案

3.2.1.1 應急處治方案。應急預案通常是指由于施工季節和施工條件的限制而采取的臨時應急措施，可以控制坑槽的進一步擴建和確保交通安全。緊急修復通常在室溫下進行，冷熱混合坑填充，校平然后壓實。該方法通常不切割凹坑的邊緣，僅清潔疏松的骨料并清潔維修凹坑。緊急維修后的凹坑最多只能維持4～5 個月，因此相關施工人員應及時維修凹坑，使其恢復原狀。

3.2.1.2 小面積坑槽。對于坑槽范圍不超過50cm×50cm 的病害，可采用常溫施工法，挖除病害區域的瀝青混凝土?？硬坶_槽方式可采用垂直開槽方法，保證坑槽內材料的受力均勻性以及混合料的壓實度。

3.2.1.3 大面積坑槽。對于大面坑槽積病害（10m2以上），可采用加熱施工法，挖除病害區域的瀝青混凝土；采用機械設備攤鋪與原鋪裝方案相同的瀝青混合料并壓實。

3.2.2 施工工藝

3.2.2.1 應急處治方案?？硬鄣膽毙孕扪a主要包括以下四道工序：

圖1 應急處治方案工藝流程圖

3.2.2.2 小面積坑槽修補。小面積坑槽修補施工工藝見圖2。

圖2 小面積坑槽修補工藝流程圖

3.2.2.3 大面積坑槽修補。大面積坑槽修補施工工藝見圖3。

圖3 大面積坑槽修補工藝流程圖

4 鋼橋面鋪裝大修

4.1 處治方案

針對南京四橋鋼橋面鋪裝，由于上面層直接承受汽車荷載的作用，在正交異性板與瀝青混凝土組合形成的復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝體系中，荷載對上層鋪裝造成的損傷高于對鋪裝下層造成的損傷。根據研究結論，鋼橋面鋪裝車轍主要發生于鋪裝上層，因此南京四橋鋼橋面鋪裝大修方案以銑刨并重鋪上面層為主，應以盡量不破壞下面層澆注式瀝青混凝土為原則。

4.2 施工工藝

4.2.1 施工前準備

施工前，工作人員應根據養護工程量及大修施工圖設計要求準備好所需的原材料及機械設備，并檢查機械設備運轉情況，及時做好維修保養[5]。

4.2.2 確定大修段落

根據鋪裝使用性能數據確定大修段落，并做好施工組織設計和交通組織設計。

4.2.3 銑刨與清理

銑刨機應選用帶自動找平裝置的高性能銑刨機，銑刨最大寬度不小于1.9m，銑刨最大深度不小于30cm，瀝青面層的銑刨應為精銑刨；根據設計需要設置銑刨寬度和厚度，切邊線型順直，且不出現明顯的啃邊現象。銑刨面平整，高低差小于8mm；銑刨深度誤差±1cm。確保徹底銑刨到位，不留夾層，如有夾層應二次補銑。單車道銑刨時，應盡量避免縱向拼接縫處在車道輪跡帶的位置；銑刨完成后應及時清掃下承層頂面，確保表面無雜物、無大面積灰塵覆蓋。清掃時空壓機要適當加大油門，確保有足夠的氣壓或用森林滅火器。吹清浮塵后應再次檢查有無病害，如有病害，繼續開挖到位，徹底清除表面浮石以及浮塵。

4.2.4 高彈改性瀝青混合料施工技術分析

4.2.4.1 拌和。高彈改性瀝青混合料采用間歇式拌和機拌制，拌和機的各項參數應滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）的要求。

4.2.4.2 運輸。裝載前應清潔運輸車輛，并在車輛地板和周圍墻壁上涂一層隔離劑。在攪拌站裝車時，自卸車需要前后移動，以避免粗骨料的離析；在運輸過程中，務必要用防雨篷布覆蓋保暖，以避免環境污染；另外，工作人員還要隨時檢查瀝青混合料的出廠溫度和運輸現場的溫度。鋪裝過程中，物料載體應停在攤鋪機前方10～30cm 處，不得撞擊攤鋪機；卸載過程中，叉車應處于空擋位置，由攤鋪機帶動前進。插入式溫度計用于檢測工廠和現場瀝青混合料的溫度。插入深度應大于150mm，并在卡車側面中間設置一個特殊檢查孔，距卡車底部約300mm；此外，所有運輸車輛不允許在攤鋪區域掉頭、急剎車等。

4.2.4.3 攤鋪。高彈性改性瀝青混合料的攤鋪應配備加熱熨平裝置、振動夯和振動熨平板。鋪路前水平層的預熱溫度應控制在不低于100℃。在攤鋪過程中，攤鋪機務必要按一定的速度平穩均勻前進，不要在路上隨意停下或移動。螺旋布料器的料位應略高于螺旋布料器高度的2/3，以避免布料層的偏析[6]。在機械鋪路過程中，嚴禁人工修補。當出現局部混合料偏析明顯、材料局部缺乏等問題時，需要在施工技術人員的專門指導下精心調整、加油和修補，使其與鋪筑混合料的連接順暢，無明顯痕跡和差異。

4.2.4.4 碾壓。高彈改性瀝青混合料的碾壓采用配套的碾壓機具及碾壓組合進行施工，并選用可靠的隔離材料防止膠輪粘黏高彈改性瀝青混合料。碾壓緊跟攤鋪機進行，遵循緊跟、慢壓的原則，嚴格控制碾壓遍數、碾壓溫度和碾壓速度。滾動時，滾子驅動輪面向攤鋪機，由低至高滾動，超高截面從內向外均勻連續滾動。對軋制順序、軋制次數、軋制速度、寬松厚度、軋輥和軋制溫度組合設置專門的后期管理和檢查，防止壓力泄漏；對于不能由壓路機壓實的部件，可使用小型機械及工具(例如手提振動壓路機)及時壓實，以避免輪痕。

4.2.4.5 驗收合格后開放交通。高彈改性瀝青混合料施工完成后，按照《復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝設計與施工技術規范》（DB32/T2678）中的要求進行驗收，驗收合格后方可開放交通。

5 結語

本文基于“南京四橋復合澆注式瀝青混凝土鋼橋面鋪裝養護關鍵技術研究”科研課題成果，總結提煉出了適用于南京四橋復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝的養護規劃，并提出了復合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝路用性檢測方法與評價標準；另外，針對不同病害類型，本文還提出了有針對性的養護處治方案與施工控制要點，以供相關人員參考[7]。