桥梁养护中超薄磨耗层技术的应用

李万德

（1、辽宁省交通规划设计院有限责任公司，辽宁 沈阳110001 2、辽宁大通公路工程有限公司，辽宁 沈阳110111）

1 概述

超薄磨耗层技术是利用断级配改性热沥青混合料以15～25mm 厚度摊铺在聚合物改性乳化沥青黏层膜上，同时采用对摊铺改性热沥青混合料喷洒黏结层特种改性乳化沥青采用同步摊铺设备进行施工，一次经压路机压实成型的养护桥梁工程技术。最早是在2003 年将该技术应用于维修广韶高速公路路段中的车辙病害，自此之后该技术逐渐广泛应用于诸多高速公路养护工程中。目前在我国很多公路及桥梁工程养护中，超薄磨耗层养护技术都得到了广泛应用，获得了比较明显的养护效果。

2 工程基本情况

某桥梁工程全长275m，桥梁与河流上游弯道相距约590米，具有稳定的河床，良好的地质条件及岸线。随着近年来日益增大的交通量，尤其是在交通运输中不断增多的大货车、拖挂车等重载通行车辆，使桥面不断产生车辙、坑槽、局部沉陷、裂缝及龟裂等不同种类的病害，尽管每年实施养护维修，但治理力度不能对桥面产生的病害进行有效遏制。结合目前桥面检测及历史养护数据，有针对性地处理桥面基层病害，在养护中制定超薄磨耗层的加铺方案。

3 超薄磨耗层技术优势

该技术能够使桥梁结构面层有效延长使用寿命，桥梁面层缺陷得到矫正，抗滑排水等养护措施，提高安全性能、降噪、面层强度增强等，主要有以下优点：一是对养护施工机械不具有较高要求，摊铺机械按照15～25m/分钟之间的速度进行摊铺，相当于普通摊铺机4～8 倍的速度进行摊铺，完成摊铺养护施工半小时后交通就能及时正常通行。二是改性乳化沥青封层较厚能够有效封闭及防治桥梁面层产生裂缝的效果较为明显。使反射裂缝延缓其不断发展，并对桥面结构破损率进行有效控制。三是超薄磨耗层断级配混合料结构可使桥梁面层结构在短时间内迅速提高摩擦系数、抗滑、防水及降噪性能，符合桥梁桥面设计的使用寿命，在改善桥梁面层结构性能方面，超薄磨耗层技术与传统面层铣刨摊铺及微表处养护等技术相比较而言，优势更为明显并有效降低施工成本。该技术不仅在预防性养护桥梁工程高等级路面及矫正养护较小的病害中比较适用，在新建桥梁表面防水养护施工磨耗层及预防性养护下封层中也比较适用。

4 超薄磨耗层技术的应用

4.1 超薄磨耗层技术施工材料的基本要求

高性能的养护超薄磨耗层施工材料主要经配比、搅拌矿粉、沥青、粗细集料及沥青混合料等，同时将沥青混合料间断级配拌和形成，具有最关键作用的在于沥青结合料，因此，对沥青结合料的质量要求较高。为选择及制作沥青结合料，一定要根据有关设计理论严格实施，对施工环境等外界因素综合考虑后实施相关试验。一般采用SBS 改性剂的沥青黏结料性要与施工超薄磨耗层系统设计要求相符，以确保实现路用系统的设计性能。另外，在超薄磨耗层中集料素所占比例较大，一般采用较大强度、良好抗温性并对超薄磨耗层能够提高稳定性的机制砂集料。为确保超薄磨耗层与桥梁养护路面采用施工集料的要求相符，粗集料应超过4.75mm 粒径。为使超薄磨耗层提高性能，应以矿粉为载体吸附在沥青上。矿粉颗粒因此大小应适宜，不能过大过小。一般采用研磨岩浆岩中强基憎水性岩石石料形成的矿粉作为超薄磨耗层沥青混合料填料，不仅要干燥清洁还要在质量方面与填料性能要求相符。矿粉用量应结合工程养护实际进行控制，过大用量将使沥青降低黏度及黏结力。

4.2 超薄磨耗层技术施工设备的基本要求

采用专用摊铺设备进行超薄磨耗层技术施工，乳化沥青防水黏结层和断级配混合料采用摊铺设备同步施工成型，摊铺层只有15～20mm 厚，收料斗、乳化沥青储存罐、传送带、喷洒计量乳化沥青防水黏结材料系统、可调节宽度的振动熨平板等构成摊铺设备，使喷洒乳化沥青防水黏结材料、摊铺热沥青混合料及成型等环节一次性完成，使桥梁桥面达到良好的养护效果。

4.3 超薄磨耗层技术施工的主要过程

4.3.1 施工准备。桥梁养护工程对桥梁待养护表面在超薄磨耗层施工前应仔细清洗，经过24h 晾晒并确保桥梁表面结构干燥后拉毛处理桥梁桥面，采用压风机在拉毛后对存在于桥面和缝隙内的灰尘杂物进行彻底清理，使桥梁桥面不存在灰尘杂物、黏结粉浆、松散颗粒等得到保证。对超薄磨耗层沥青混合料结合设计标准合理确定配合比及组分参数，运送到施工现场的混合料应进行妥善保管。超薄磨耗层在本桥梁工程中只有20mm 厚，其黏结桥梁桥面基层结构强度及其通行承载力对超薄磨耗层性能及使用寿命具有关键性影响。因此，施工超薄磨耗层前一定要将原路面中存在的质量问题彻底清理，将松散、坑槽、裂块等病害清除后再将热拌沥青混合料加铺后实现恢复，对桥面裂缝清理并开槽灌缝，使桥梁路面提高结构完整性及通行承载力。

4.3.2 摊铺及碾压混合料。喷洒及摊铺混合料的速度通常根据试验进行确定，摊铺中避免车辆人员通行。完成摊铺后碾压，为使超薄磨耗层加速成型，应采用12t 双钢轮压路机等到桥面摊铺层降温到120℃前反复匀速进行多次碾压，在降低桥面摊铺层温度到110℃前完成碾压。为避免压路机碾压轮粘连沥青混合料，应将刮板及皂液水装置配备到压路机上，以免超薄磨耗层发生变形，压路机不可在摊铺路面停留。为确保桥梁养护中的沥青混合料达到一定的压实度，对压路机组合方式及碾压工艺应结合桥梁工程实际进行确定，在混合料未发生推移及开裂，摊铺后较高温度时实施初压，应将驱动轮在钢轮压路机碾压中朝向摊铺机，避免混合料出现拥挤情况。压路机在初压、复压及终压整个过程中应采用合理速度进行碾压。

4.3.3 控制养护施工质量。超薄磨耗层技术对养护施工各环节都具有比较严格的质量，改性沥青和乳化沥青一定要比普通沥青的黏度高，混合料控制好到场及碾压温度，相对于摊铺普通沥青混凝土而言，洒布乳化沥青的量及控制摊铺厚度具有更为严格的要求。针对桥梁桥面结构稳定性不足及达不到足够承载力的部位，对其处理可采取挖补、处理桩体预应力及压浆等措施，提前修补处理坑槽、疲劳裂缝、网裂及原桥面达不到足够的黏结度、严重积水等部位。车辙超过1cm 裂缝的桥梁桥面填补处理可采用精铣刨方法，填补裂缝应采用质量合格的材料，处理前对精铣刨刀头数量及是否发生严重磨损的程度等进行认真检查，修补中对施工速度尽可能合理控制，以免铣刨施工扰动及破坏桥梁桥面。

综上所述，观测某桥梁工程超薄磨耗层养护的结果显示，超薄磨耗层技术可使桥面结构明显延长使用寿命，表面存在的缺陷得到有效纠正，安全性进行一步提高。特别适用于养护较大交通荷载、较高桥面结构性能的桥梁，使桥面达不到较高的摩擦系数、平整度不足、老化损坏面层沥青、过大行驶噪音、不通畅排水、裂缝及剥落轻微等问题得到有效解决，推广应用超薄磨耗层技术对于促进桥梁养护的发展具有非常重要的意义。