TFT高粘高彈薄層瀝青混合料在宜賓長江大橋的應(yīng)用研究

董超

摘要 傳統(tǒng)瀝青混合料鋪筑厚度及自重大，不適宜用于不能增加恒載的橋面鋪裝，而高性能瀝青混合料薄層罩面，結(jié)合原橋面精銑刨處理，用于橋面鋪裝升級改造基本不增加橋梁恒載。文章介紹了宜賓長江大橋橋面鋪裝薄層罩面升級改造方案、薄層瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)、工程實(shí)施情況等，表明TFT高粘高彈瀝青混合料作為一種新型橋面薄層罩面材料，能顯著改善橋面外觀，提高行車舒適性、安全性，減少揚(yáng)塵和噪聲污染，為薄層瀝青橋面鋪裝設(shè)計(jì)及施工提供一定參考。

關(guān)鍵詞 高粘高彈;薄層;瀝青混合料

中圖分類號 U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）10-0122-04

0 引言

早期修建的水泥混凝土橋面鋪裝存在揚(yáng)塵、噪聲大、行車舒適性差等問題，亟須升級改造，但傳統(tǒng)的瀝青混合料因鋪筑厚度及自重大，在橋面鋪裝升級改造中使用受限。近年，隨著瀝青路面新材料、新設(shè)備、新工藝的不斷發(fā)展，高性能薄層瀝青罩面技術(shù)的發(fā)展為水泥混凝土橋面鋪裝升級改造提供了新的契機(jī)。

1 概述

1.1 項(xiàng)目概況

宜賓長江大橋主橋?yàn)殡p塔斜拉橋，主跨（184+460+184） m，橋梁全長928.73 m，雙向四車道，鋼纖維混凝土橋面鋪裝，2008年建成通車。近年來，該橋車流量逐年增大，年平均日交通量達(dá)到5萬～6萬輛小客車。在車輛長期荷載的作用下，橋面鋪裝出現(xiàn)了局部破損或坑函，揚(yáng)塵、噪聲污染問題日益突出，抗滑性能也逐年下降，亟須改造以消除安全隱患，提高行車的安全性和舒適性。

1.2 改造方案

根據(jù)原橋面鋼纖維混凝土鋪裝病害情況以及不增加橋面恒載的實(shí)際需求，結(jié)合交通量、氣候、原材料、施工工期等影響因素，考慮提高行車安全性和舒適性的實(shí)際需求，經(jīng)多方方案比選論證，最終確定采用TFT高粘高彈薄層瀝青混合料罩面方案：

（1）原橋面鋪裝局部破損采用快硬混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。

（2）原橋面病害處治完成后精銑刨1.5 cm。

（3）同步鋪筑2.0 cm TFT高粘高彈薄層瀝青混合料+專用粘層乳化瀝青[1]。

1.3 方案特點(diǎn)

（1）原橋面鋼纖維混凝土鋪裝銑刨1.5 cm后，加鋪2.0 cm TFT高粘高彈薄層瀝青面層，基本滿足不增加橋面恒載的實(shí)際需求。

（2）為滿足路面抗滑及瀝青面層與粘層瀝青同步鋪筑的實(shí)際需要，加鋪瀝青面層混合料宜選用空隙率較大的空隙骨架結(jié)構(gòu)。

（3）加鋪瀝青面層厚度僅為2.0 cm且采用空隙骨架結(jié)構(gòu)，為保證瀝青混合料本身強(qiáng)度、溫度穩(wěn)定性以及耐久性、抗疲勞性能，應(yīng)選擇采用優(yōu)質(zhì)的碎石材料、專用的瀝青結(jié)合料及專用的粘層材料[2，3]。

（4）加鋪瀝青面層厚度僅為2.0 cm，對施工機(jī)具及施工工藝要求高。

2 配合比設(shè)計(jì)

在進(jìn)行TFT高粘高彈薄層瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時，結(jié)合項(xiàng)目所在地區(qū)氣候條件、交通量等因素，重點(diǎn)考慮瀝青混合料的耐久性、抗滑及抗水損害性能，基于瀝青混合料破壞作用機(jī)理，采用增強(qiáng)型空隙骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[4，5]。

2.1 主要原材料

（1）采用四川圣翔瀛通實(shí)業(yè)有限公司專用的TFT高粘高彈改性瀝青，該瀝青60 ℃動力粘度高可滿足瀝青混合料使用性能要求，同時150 ℃運(yùn)動粘度低可滿足施工和易性要求，檢測結(jié)果詳見表1：

（2）粗集料采用峨邊金豐礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的玄武巖碎石，其磨光值、壓碎值等主要技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果均符合要求，詳見表2。

（3）細(xì)集料采用專門加工的機(jī)制砂。

（4）填料采用石灰?guī)r礦粉。

（5）纖維采用絮狀木質(zhì)素纖維。

2.2 礦料級配

（1）根據(jù)設(shè)計(jì)文件推薦礦料級配范圍選擇3組不同的礦料級配分別為級配一、級配二、級配三作為初選級配，詳見表3。

（2）采用體積法測定試件的體積指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果詳見表4。

（3）選擇2.36 mm篩孔為關(guān)鍵篩孔，根據(jù)初選礦料級配及上述馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，繪制關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率與空隙率的關(guān)系曲線[6]（圖1）。

（4）選擇目標(biāo)空隙率為13%，查詢關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率與空隙率的關(guān)系曲線圖，可得對應(yīng)目標(biāo)空隙率為13%的關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率為25.0%，優(yōu)化初選礦料級配作為設(shè)計(jì)礦料級配，詳見表5、圖2。

2.3 選定級配的馬歇爾試驗(yàn)

根據(jù)優(yōu)選礦料級配，以油石比為5.60%、5.60%±0.30%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，驗(yàn)證瀝青混合料的性能參數(shù);同時采用析漏試驗(yàn)、浸水飛散試驗(yàn)，驗(yàn)證瀝青混合料的施工性能（表6）。

由表6混合料試驗(yàn)結(jié)果分析，油石比為5.6%時所測馬歇爾指標(biāo)、瀝青析漏損失、瀝青混合料飛散損失均滿足要求，確定項(xiàng)目最佳油石比為5.6%。

2.4 TFT高粘高彈薄層瀝青混合料性能驗(yàn)證

采用優(yōu)選礦料級配及5.6%油石比，進(jìn)行TFT高粘高彈薄層瀝青混合料高溫抗車轍試驗(yàn)及浸水馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合要求：

（1）浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度實(shí)測結(jié)果為98.4%，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（2）60 ℃車轍動穩(wěn)定度實(shí)測結(jié)果為8 400次/mm，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3 工程實(shí)施情況

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）3000型間歇式熱拌站1座，清理熱倉及瀝青管道余料。

（2）同步攤鋪機(jī)1臺，在進(jìn)行熱拌瀝青混合料攤鋪的同時灑布專用粘層乳化瀝青。

（3）配套的運(yùn)輸車輛及壓實(shí)設(shè)備若干。

（4）原材料進(jìn)場并檢驗(yàn)合格。

3.2 薄層瀝青混合料施工

3.2.1 混合料拌和

為了保證瀝青膠結(jié)料泵送順利，泵送前瀝青需加熱至160～170 ℃，混合料拌和時間宜采用50～55 s，嚴(yán)格控制出料溫度在170～190 ℃。

3.2.2 混合料運(yùn)輸

運(yùn)料車車廂必須清理干凈，保證運(yùn)輸中不會出現(xiàn)雜料混入超薄磨耗層混合料，車廂底部和側(cè)面板涂刷適當(dāng)隔離劑，運(yùn)輸車在運(yùn)輸過程中應(yīng)注意防雨、防塵與保溫。

3.2.3 混合料攤鋪

使用同步攤鋪機(jī)同步完成專用粘層乳化瀝青灑布及熱拌瀝青混合料攤鋪，瀝青混合料攤鋪溫度宜控制在160～180 ℃之間，攤鋪速度不應(yīng)大于3 m/min。

3.2.4 混合料壓實(shí)

配備不少于2臺雙鋼輪壓路機(jī)，靜態(tài)碾壓，壓路機(jī)必須緊跟攤鋪機(jī)，碾壓完成后瀝青混合料溫度不宜低于120 ℃，碾壓期間壓路機(jī)鋼輪表面應(yīng)保持灑水濕潤，以防止粘輪。

3.3 檢測及開放交通

施工完成后，檢測路面平整度、路面抗滑、瀝青混合料壓實(shí)度、瀝青面層與原橋面鋼纖維混凝土鋪裝層層間粘接均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，橋面外觀、行車舒適性、安全性顯著提高，揚(yáng)塵及噪聲顯著降低（圖3）。

4 結(jié)語

（1）橋面鋼纖維混凝土通過銑刨并加鋪TFT高粘高彈薄層瀝青磨耗層，在基本不增加橋梁恒載的情況下，可顯著改善橋面外觀，提高行車舒適性、安全性，減少揚(yáng)塵和噪聲污染。

（2）TFT高粘高彈改性瀝青，60 ℃動力粘度高，150 ℃運(yùn)動粘度低，在滿足高粘高彈薄層瀝青混合料對路用性能的高要求的同時，解決了施工和易性的問題。

（3）采用增強(qiáng)型空隙骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，TFT高粘高彈薄層瀝青混合料選擇目標(biāo)空隙率為13%時，可滿足瀝青面層與粘層瀝青同步鋪筑的要求，同時瀝青混合料路用性能指標(biāo)滿足要求。

（4）雙鋼輪壓路機(jī)靜態(tài)碾壓，能夠達(dá)到要求的壓實(shí)效果，同時不會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

參考文獻(xiàn)

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[3]孫立軍. 瀝青路面結(jié)構(gòu)行為理論[M]. 北京： 人民交通出版社， 2005.

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