法系规范下沥青桥面系设计与施工要点剖析

邱勇，肖时利，徐滔

（中国建筑第五工程局有限公司，长沙410000）

1 引言

作为“一带一路”倡议的重要组成部分，路桥基础设施建设规模日益扩大，实施地域也不断延伸，不少中国基础设施企业相继走出国门，进入不同地域参与基础设施建设。其中北非及中西非就是一个很大的市场，该区域国家基本都引入法系规范并结合该国地域技术条款对基础设施设计与施工做了相应的技术要求。本文对法系规范下沥青桥面系设计与施工做简要阐述。

2 沥青桥面系在道路行车中的重要性

当前沥青桥面为桥梁行车道的一种主要形式，沥青桥面系是沥青拌和料及相应防水黏结材料对水泥混凝土桥面板或钢桥面板铺装的体系。沥青桥面系直接承受各种行车荷载，桥梁结构变形和自然环境因素的影响，抵抗各种行车和自然因素对桥面及桥梁结构的损害，其受力情况及外部因素影响相对于一般道路路面更为复杂。沥青桥面系设计与施工的首要目的是确保沥青桥面平整少尘、耐磨抗滑、降噪、防排水及水雾抑制，以保障桥面行车的安全性与舒适性。

3 沥青桥面系主要病害

从以往国内外高速公路沥青桥面系前期病害防治经验来看，沥青桥面系病害成因有2方面：一方面主要是沥青路面破坏，严重影响桥梁行车安全与舒适度；另一方面是沥青铺装层与桥面板黏结破坏，沥青铺装层推移严重影响行车安全和舒适度，桥面防水破坏，侵蚀桥面板混凝土及钢筋，严重影响桥梁结构受力安全与使用年限。病害形式主要表现为以下3种。

3.1 沥青铺装层损害

沥青铺装层损害表现形式主要有沥青铺装层缝隙，磨光，松散老化坑槽，泛油，车辙等。沥青拌和料接缝施工不当，桥梁下部受力损伤传递，沥青铺装层出现横缝纵缝。沥青铺装层集料硬度和耐磨差，表面磨光，失去耐磨抗滑性能。沥青油量不均或缺少，沥青拌和料离析，压实不足引起沥青铺装层松散老化坑槽。沥青油量过多，骨料空隙率过小，或沥青拌和料拌和不均、离析引起沥青饱和度过高出现泛油，抗滑性能降低。沥青拌和料模量设计不足，重载超载行车，渠化交通引起沥青铺装层车辙等病害。这些病害都严重影响桥梁行车安全性和舒适度。

3.2 防水黏结层黏结破坏

沥青铺装层与桥面板之间的防水黏结层黏结破坏，重载超载行车、刹车启动换挡及渠化交通行驶中，防水黏结层内产生较大的剪切应力，行车剪切应力超过黏结层材料抗剪强度，黏结层剪切破坏，造成沥青铺装层与桥面板层分离，沥青铺装层开裂、变形，出现沥青铺装层整体推移，严重影响桥梁行车安全。

3.3 水侵蚀二次破坏

沥青铺装层表面破坏或沥青铺装层骨料间空隙过大，雨水渗入沥青铺装层缝隙，松散老化坑槽，泛油和车辙区域，渗入水如不能通过沥青桥面系排水系统及时流出，在高速行车荷载挤压和夏季桥面高温的情况下，沥青膜极易软化剥落，沥青剥落和细集料的剥离，加速了沥青铺装层缝隙、坑槽、泛油和车辙病害的发育。另外，渗入铺装层不能及时排出的雨水在高速行车荷载和冬雨季冻融作用下，极容易破坏黏结层的黏结性能和防水性能，黏结层破坏，造成沥青层与桥面板层快速分离，同时雨水快速穿透黏结层，长期侵蚀桥面板水泥混凝土和钢筋，沥青铺装层的初期表现为反白和行车雨水“唧筒效应”，严重影响桥梁结构安全。

4 法系规范下沥青桥面系的设计要点

经过几十年桥梁建设，为防治各种沥青桥面系病害，国内外总结了不少经验，并做出了相应的研究，在这方面欧洲尤其是法国、德国有不少的先进经验，法系规范从设计角度对沥青桥面系提出新的要求。

4.1 法系规范下的高模量沥青混凝土设计

4.1.1 高模量沥青混凝土的性能

高模量沥青混凝土起源于法国，在欧洲很多国家对其都有深入的研究，目前普遍用于沥青路面的面层和黏结层。高模量沥青混合料相比于传统材料，抗车辙性能和抗疲劳性能都有明显的提升，抗磨耗也能极好地体现[1]。同时高模量沥青混合料具有良好的力学性能，可以有效减薄路面厚度。

4.1.2 高模量沥青混凝土的实现

从大的方面说，提高沥青混凝土模量的方法主要有2个：一是通过采用低标号硬质沥青，推荐采用的是10/20、15/25或20/30标号沥青。二是通过35/50标号沥青添加改性剂，改性剂一般为法昂交通科技(PR INDUSTRIESP）公司生产的改性剂。

4.2 防排水结合的桥面体系设计

CJJ 193—2010《城市桥梁防水工程技术规程》明确要求混凝土桥面铺装内应设置防水层，桥面系应具有完善的防、排水体系，并作为强制性条文。在这方面，西方国家早早地提出了桥面整体防排水体系的理念，并在桥梁工程中普遍实践应用，形成了较为先进的经验，不少企业行业完善了相应的技术标准[2]。法系规范下，马贝防水体系+碎石渗沟排水是一种较为完善的桥面整体性防排水组合。

4.2.1 马贝防水体系

马贝防水体系是冷底子油涂料和马贝防水卷材黏合的组合。冷底子油黏度小，具有较好的流动性，且具有优秀的渗透性和附着力，能够快速渗入桥面铺装层的空隙中，待溶剂挥发，能够很好地黏附在桥面板表面。马贝防水卷材采用5 mm厚高聚合物SBS改性沥青防水卷材，这是一种以高聚酯为骨胎，改性剂沥青作浸渍和涂盖的材料，高聚酯骨胎有良好的抗剪抗拉性能，改性沥青涂抹有很好的黏性，整体有较好的抗渗水性能。同时，在加热熔情况下，改性SBS沥青防水卷材下底面能够与冷底子油很好地黏合，改性SBS沥青防水卷材上表面覆盖有砂岩碎片，碎岩破片与聚合物在沥青高温作用下，形成一层沥青砂，能很好地保护下层聚合物骨胎。

4.2.2 碎石渗沟排水

碎石渗沟排水是设置在铺装层边缘防撞护栏底座下，同时在渗沟底部设置泄水管。桥面径流水和渗入桥面沥青铺装层的渗入水通过各铺装层骨料间隙渗入碎石渗沟，及时排出，从而消除了水侵蚀对沥青桥面系的损害。

4.3 阿尔及利亚南北高速公路沥青桥面系设计实例

以阿尔及利亚南北高速公路工程为例，该工程起于布里达（Blida）省的西法（Chiffa）镇，终于梅地亚（Medea）省的贝鲁瓦吉耶（Berrouaghia）市，为丘陵地区高速公路，桥梁较多。由于法系规范对平、纵线性指标控制相对较为宽松，留给设计较大空间。长大纵坡路段较多，最大纵坡达6%。该路段为阿尔及利亚南北主干道交通命脉，重载超载行车及渠化交通行驶突出。沥青桥面系设计0.5 cm厚桥面沥青防水卷材防水,沥青面层为3.5 cm厚A型薄层磨耗沥青混凝土（BBMA3），黏结层为6 cm厚高模量沥青混凝土（BBME1）。法系沥青桥面系设计剖面见图1。

图1 法系沥青桥面系设计剖面

5 沥青桥面系施工要点

5.1 桥面系防排水施工

5.1.1 桥面系防水施工要点

改性SBS沥青卷材与下部桥面板紧密粘贴，与上部沥青铺层完好黏合。改性SBS沥青卷材热熔铺装前要对水泥混凝土桥面板抛丸处理，去除水泥混凝土桥面板表层浮浆，使桥面板表面形成均匀糙面，表面粗糙度为1～2 mm。清扫完抛丸灰尘后，在确保桥面板干燥的情况下均匀涂刷冷底子油。待冷底子油干燥不粘手后，沥青防水卷材从纵横坡最低点铺设，并沿护栏底座底部边沿铺设第一道，同时考虑防水卷材在护栏底座凹槽反边，并用砂浆密封。用喷火枪加热冷底油基层与卷材交接处，保持一定的距离反复喷烤，温度在200℃左右，用压轴滚压卷材向前铺设。防水卷材搭接控制在15 cm，用喷枪对上下2层卷材接触面烘烤，满粘法铺贴，用压轴碾压，直至热熔沥青溢出10～20 mm，趁热用铁抹子将其抹平，沿边封严。

5.1.2 碎石渗沟施工要点

碎石渗沟泄水管需严格控制入水口标高，尤其是伸缩缝处泄水管，要确保渗沟不积水，及时从泄水管排出。泄水管及卷材边缘缝隙需要采用密封材料密封，避免水从边界缝隙进入防水层下，侵蚀破坏桥面板。

5.2 桥面系沥青拌和料铺装施工

5.2.1 沥青拌和料摊铺与碾压

高模量沥青混凝土需要严格按配合比在规定的温度下均匀拌和，改性剂先与热集料拌和10～20 s，再加入热沥青拌和40～50 s，拌和总时间为50～70 s，同时应严格抑制骨料在装料和卸料过程中的离析，严格控制出厂、运输、摊铺、碾压温度。出料温度控制在155～175℃，摊铺温度控制在≥150℃，初压温度控制在≥145℃，终压温度控制在≥90℃。碾压采用双钢轮+胶轮组合碾压，初压第一遍为双钢轮前进静压后退振压，复压采用胶轮碾压5～6遍，终压用双钢轮静压2遍。大跨径桥面系薄层沥青摊铺碾压建议采用双钢轮振荡碾压，小吨位双钢轮振荡碾压能保证良好的压实效果和铺装层路用性能，又能减小对桥梁结构的不利影响。

5.2.2 沥青拌和料接缝处理

沥青拌和料摊铺优先考虑2台或多台摊铺机平行梯次摊铺，避免纵向施工冷缝，无法避免时，纵向接缝应选择在预计规划道路分道线的位置，减少车轮碾压造成的损失。纵接缝上下层应错开，热接缝错开15 cm以上，冷接缝错开30～40 cm，横接缝上下层应错开1 m以上。冷缝应沿直线整齐切割原有沥青拌和料铺层，清除原有沥青拌和料残渣后，在接茬处涂刷黏层沥青，以利于接缝处黏结牢固。

6 结语

为防治国内外沥青桥面系各类质量病害，确保沥青桥面的行车安全与舒适度，高模量沥青混凝土与桥面整体防排水结合体系是桥面系功能性需求的2大要点。本文以阿尔及利亚南北高速公路工程桥面系为例，简要阐述了法系规范下沥青桥面系高模量沥青混凝土与桥面整体防排水结合体系的设计与施工要点，供国内外相似工程研究参考，同时为法系规范下北非地域路桥基础设施实施提供借鉴意见。