复合浇注式沥青钢桥面铺装养护技术探析

文/朱文白

1 前言

南京长江第四大桥（以下简称“南京四桥”）是南京绕越高速的重要过江通道，与南京三桥一起承担了南京市周边主要的过江重载交通。南京四桥主桥为主跨1418m 弹性支撑体系三跨连续悬索桥，同时也是国道主干线和高速公路网在南京的重要过江通道，过境交通量大、货车多。交通量超过3.5 万辆/日，其中货车占比高达35%。

南京四桥在国内首次采用“40mmGA（压入碎石）浇注式沥青混凝土铺装下层+35mmAC-13 高弹性沥青混凝土铺装上层”的复合浇注式铺装方案，虽然经过近8年的使用，且目前铺装使用质量优良，但在长期高温重载使用环境下，并结合其长期性能发展规律，我们会发现国内无成熟的铺装养护技术经验[1]。因此，为实现钢桥面铺装科学养护，解决工程实际问题，对其开展养护技术研究具有重要意义。

2 钢桥面铺装检测与评估

据2012年通车至今历年铺装层路用性能检测结果，随着服役年限的增加，南京四桥复合浇注式沥青钢桥面铺装可能出现的病害为车辙、抗滑性能不足及铺装层破损。因此，南京四桥钢桥面铺装使用状况检测指标主要包括钢桥面铺装车辙深度指数SDRDI（Steel Deck Pavement Rutting Depth Index）、钢桥面铺装损坏状况指数SDPCI（Steel Deck Pavement Surface Condition Index）和钢桥面铺装抗滑性能指数SDSRI（Steel Deck Pavement Skidding Resistance Index），各指标检测与计算参照《公路技术状况评定标准》（JTG 5210-2018）执行，钢桥面铺装使用性能指数计算方式如下：

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

其中，WSDRDI—SDRDI 在SDPQI 中的权重，取值为0.75；WSDSRI—SDSRI 在SDPQI 中的权重，取值为0.15；WSDPCI—SDPCI 在SDPQI 中的权重，取值 为0.1。 SDPQI（Steel Deck Pavement Maintenance Quality Index）的评价标准见表1。

表1 钢桥面铺装使用状况评价标准

3 钢桥面铺装功能性养护

3.1 局部车辙处治

3.1.1 处治方案

局部车辙病害处理可用薄层修补的方法，使高差为零[2]。对于竖向车辙的连续的凹陷部分，可使用局部车辙修复材料进行修补。南京四桥钢桥面铺装上面层厚度为35mm，当发生较大面积的拥包、推挤时，切除表面可能会导致上面层变薄，则仍然无法解决问题，由此工作人员应调查具体原因，确定是否采用局部重新铺装的热补方案。

3.1.2 施工工艺

3.1.2.1 施工前准备。根据拟修补区域面积计算所需原材料数量，确保备料充足；对原材料进行抽检，确保各原材料指标满足相关要求；对所需机械设备进行调试与保养，确保其处于良好运行状态。

3.1.2.2 测量放样。使用3m 直尺在路面横断面上进行放样，以设定车辙深度确定修补范围，并划出修补边线及控制线；线型应平顺，尽量与车道分界线平行。

3.1.2.3 清扫修补面。用森林灭火器或压缩空气对原铺装层表面的石屑、尘土等杂质进行彻底清除，确保路面洁净、干燥[3]。

3.1.2.4 喷洒改性乳化沥青。洒布改性乳化沥青时，应安排专人用彩条布对相邻车道进行防护，防止污染非养护区域；洒布完后，应用扫帚把堆积的粘层油逆纵坡或横坡由低处往高处涂抹，同时保证粘层油洒布的均匀性；另外，粘层油的洒布应做到均匀、不露白、不堆积。

3.1.2.5 修补材料填筑与碾压。根据待填补区域面积及厚度计算所需的修补材料，填入冷补材料，刮平或填入热拌高弹改性沥青混合料并夯平。

3.1.2.6 养生及开放交通。修补结束后应封闭交通养生，待乳化沥青破乳，表面出现透明水（约30min）或热补沥青混凝土冷却后方可开放交通[4]。

3.2 局部坑槽处治

3.2.1 处治方案

3.2.1.1 应急处治方案。应急预案通常是指由于施工季节和施工条件的限制而采取的临时应急措施，可以控制坑槽的进一步扩建和确保交通安全。紧急修复通常在室温下进行，冷热混合坑填充，校平然后压实。该方法通常不切割凹坑的边缘，仅清洁疏松的骨料并清洁维修凹坑。紧急维修后的凹坑最多只能维持4～5 个月，因此相关施工人员应及时维修凹坑，使其恢复原状。

3.2.1.2 小面积坑槽。对于坑槽范围不超过50cm×50cm 的病害，可采用常温施工法，挖除病害区域的沥青混凝土。坑槽开槽方式可采用垂直开槽方法，保证坑槽内材料的受力均匀性以及混合料的压实度。

3.2.1.3 大面积坑槽。对于大面坑槽积病害（10m2以上），可采用加热施工法，挖除病害区域的沥青混凝土；采用机械设备摊铺与原铺装方案相同的沥青混合料并压实。

3.2.2 施工工艺

3.2.2.1 应急处治方案。坑槽的应急性修补主要包括以下四道工序：

图1 应急处治方案工艺流程图

3.2.2.2 小面积坑槽修补。小面积坑槽修补施工工艺见图2。

图2 小面积坑槽修补工艺流程图

3.2.2.3 大面积坑槽修补。大面积坑槽修补施工工艺见图3。

图3 大面积坑槽修补工艺流程图

4 钢桥面铺装大修

4.1 处治方案

针对南京四桥钢桥面铺装，由于上面层直接承受汽车荷载的作用，在正交异性板与沥青混凝土组合形成的复合浇注式沥青钢桥面铺装体系中，荷载对上层铺装造成的损伤高于对铺装下层造成的损伤。根据研究结论，钢桥面铺装车辙主要发生于铺装上层，因此南京四桥钢桥面铺装大修方案以铣刨并重铺上面层为主，应以尽量不破坏下面层浇注式沥青混凝土为原则。

4.2 施工工艺

4.2.1 施工前准备

施工前，工作人员应根据养护工程量及大修施工图设计要求准备好所需的原材料及机械设备，并检查机械设备运转情况，及时做好维修保养[5]。

4.2.2 确定大修段落

根据铺装使用性能数据确定大修段落，并做好施工组织设计和交通组织设计。

4.2.3 铣刨与清理

铣刨机应选用带自动找平装置的高性能铣刨机，铣刨最大宽度不小于1.9m，铣刨最大深度不小于30cm，沥青面层的铣刨应为精铣刨；根据设计需要设置铣刨宽度和厚度，切边线型顺直，且不出现明显的啃边现象。铣刨面平整，高低差小于8mm；铣刨深度误差±1cm。确保彻底铣刨到位，不留夹层，如有夹层应二次补铣。单车道铣刨时，应尽量避免纵向拼接缝处在车道轮迹带的位置；铣刨完成后应及时清扫下承层顶面，确保表面无杂物、无大面积灰尘覆盖。清扫时空压机要适当加大油门，确保有足够的气压或用森林灭火器。吹清浮尘后应再次检查有无病害，如有病害，继续开挖到位，彻底清除表面浮石以及浮尘。

4.2.4 高弹改性沥青混合料施工技术分析

4.2.4.1 拌和。高弹改性沥青混合料采用间歇式拌和机拌制，拌和机的各项参数应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。

4.2.4.2 运输。装载前应清洁运输车辆，并在车辆地板和周围墙壁上涂一层隔离剂。在搅拌站装车时，自卸车需要前后移动，以避免粗骨料的离析；在运输过程中，务必要用防雨篷布覆盖保暖，以避免环境污染；另外，工作人员还要随时检查沥青混合料的出厂温度和运输现场的温度。铺装过程中，物料载体应停在摊铺机前方10～30cm 处，不得撞击摊铺机；卸载过程中，叉车应处于空挡位置，由摊铺机带动前进。插入式温度计用于检测工厂和现场沥青混合料的温度。插入深度应大于150mm，并在卡车侧面中间设置一个特殊检查孔，距卡车底部约300mm；此外，所有运输车辆不允许在摊铺区域掉头、急刹车等。

4.2.4.3 摊铺。高弹性改性沥青混合料的摊铺应配备加热熨平装置、振动夯和振动熨平板。铺路前水平层的预热温度应控制在不低于100℃。在摊铺过程中，摊铺机务必要按一定的速度平稳均匀前进，不要在路上随意停下或移动。螺旋布料器的料位应略高于螺旋布料器高度的2/3，以避免布料层的偏析[6]。在机械铺路过程中，严禁人工修补。当出现局部混合料偏析明显、材料局部缺乏等问题时，需要在施工技术人员的专门指导下精心调整、加油和修补，使其与铺筑混合料的连接顺畅，无明显痕迹和差异。

4.2.4.4 碾压。高弹改性沥青混合料的碾压采用配套的碾压机具及碾压组合进行施工，并选用可靠的隔离材料防止胶轮粘黏高弹改性沥青混合料。碾压紧跟摊铺机进行，遵循紧跟、慢压的原则，严格控制碾压遍数、碾压温度和碾压速度。滚动时，滚子驱动轮面向摊铺机，由低至高滚动，超高截面从内向外均匀连续滚动。对轧制顺序、轧制次数、轧制速度、宽松厚度、轧辊和轧制温度组合设置专门的后期管理和检查，防止压力泄漏；对于不能由压路机压实的部件，可使用小型机械及工具(例如手提振动压路机)及时压实，以避免轮痕。

4.2.4.5 验收合格后开放交通。高弹改性沥青混合料施工完成后，按照《复合浇注式沥青钢桥面铺装设计与施工技术规范》（DB32/T2678）中的要求进行验收，验收合格后方可开放交通。

5 结语

本文基于“南京四桥复合浇注式沥青混凝土钢桥面铺装养护关键技术研究”科研课题成果，总结提炼出了适用于南京四桥复合浇注式沥青钢桥面铺装的养护规划，并提出了复合浇注式沥青钢桥面铺装路用性检测方法与评价标准；另外，针对不同病害类型，本文还提出了有针对性的养护处治方案与施工控制要点，以供相关人员参考[7]。