TFT高粘高弹薄层沥青混合料在宜宾长江大桥的应用研究

董超

摘要 传统沥青混合料铺筑厚度及自重大，不适宜用于不能增加恒载的桥面铺装，而高性能沥青混合料薄层罩面，结合原桥面精铣刨处理，用于桥面铺装升级改造基本不增加桥梁恒载。文章介绍了宜宾长江大桥桥面铺装薄层罩面升级改造方案、薄层沥青混合料配合比设计、工程实施情况等，表明TFT高粘高弹沥青混合料作为一种新型桥面薄层罩面材料，能显著改善桥面外观，提高行车舒适性、安全性，减少扬尘和噪声污染，为薄层沥青桥面铺装设计及施工提供一定参考。

关键词 高粘高弹;薄层;沥青混合料

中图分类号 U416.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）10-0122-04

0 引言

早期修建的水泥混凝土桥面铺装存在扬尘、噪声大、行车舒适性差等问题，亟须升级改造，但传统的沥青混合料因铺筑厚度及自重大，在橋面铺装升级改造中使用受限。近年，随着沥青路面新材料、新设备、新工艺的不断发展，高性能薄层沥青罩面技术的发展为水泥混凝土桥面铺装升级改造提供了新的契机。

1 概述

1.1 项目概况

宜宾长江大桥主桥为双塔斜拉桥，主跨（184+460+184） m，桥梁全长928.73 m，双向四车道，钢纤维混凝土桥面铺装，2008年建成通车。近年来，该桥车流量逐年增大，年平均日交通量达到5万～6万辆小客车。在车辆长期荷载的作用下，桥面铺装出现了局部破损或坑函，扬尘、噪声污染问题日益突出，抗滑性能也逐年下降，亟须改造以消除安全隐患，提高行车的安全性和舒适性。

1.2 改造方案

根据原桥面钢纤维混凝土铺装病害情况以及不增加桥面恒载的实际需求，结合交通量、气候、原材料、施工工期等影响因素，考虑提高行车安全性和舒适性的实际需求，经多方方案比选论证，最终确定采用TFT高粘高弹薄层沥青混合料罩面方案：

（1）原桥面铺装局部破损采用快硬混凝土进行修补。

（2）原桥面病害处治完成后精铣刨1.5 cm。

（3）同步铺筑2.0 cm TFT高粘高弹薄层沥青混合料+专用粘层乳化沥青[1]。

1.3 方案特点

（1）原桥面钢纤维混凝土铺装铣刨1.5 cm后，加铺2.0 cm TFT高粘高弹薄层沥青面层，基本满足不增加桥面恒载的实际需求。

（2）为满足路面抗滑及沥青面层与粘层沥青同步铺筑的实际需要，加铺沥青面层混合料宜选用空隙率较大的空隙骨架结构。

（3）加铺沥青面层厚度仅为2.0 cm且采用空隙骨架结构，为保证沥青混合料本身强度、温度稳定性以及耐久性、抗疲劳性能，应选择采用优质的碎石材料、专用的沥青结合料及专用的粘层材料[2，3]。

（4）加铺沥青面层厚度仅为2.0 cm，对施工机具及施工工艺要求高。

2 配合比设计

在进行TFT高粘高弹薄层沥青混合料目标配合比设计时，结合项目所在地区气候条件、交通量等因素，重点考虑沥青混合料的耐久性、抗滑及抗水损害性能，基于沥青混合料破坏作用机理，采用增强型空隙骨架结构设计[4，5]。

2.1 主要原材料

（1）采用四川圣翔瀛通实业有限公司专用的TFT高粘高弹改性沥青，该沥青60 ℃动力粘度高可满足沥青混合料使用性能要求，同时150 ℃运动粘度低可满足施工和易性要求，检测结果详见表1：

（2）粗集料采用峨边金丰矿业有限公司生产的玄武岩碎石，其磨光值、压碎值等主要技术指标检测结果均符合要求，详见表2。

（3）细集料采用专门加工的机制砂。

（4）填料采用石灰岩矿粉。

（5）纤维采用絮状木质素纤维。

2.2 矿料级配

（1）根据设计文件推荐矿料级配范围选择3组不同的矿料级配分别为级配一、级配二、级配三作为初选级配，详见表3。

（2）采用体积法测定试件的体积指标，试验结果详见表4。

（3）选择2.36 mm筛孔为关键筛孔，根据初选矿料级配及上述马歇尔试验结果，绘制关键筛孔通过质量百分率与空隙率的关系曲线[6]（图1）。

（4）选择目标空隙率为13%，查询关键筛孔通过质量百分率与空隙率的关系曲线图，可得对应目标空隙率为13%的关键筛孔通过质量百分率为25.0%，优化初选矿料级配作为设计矿料级配，详见表5、图2。

2.3 选定级配的马歇尔试验

根据优选矿料级配，以油石比为5.60%、5.60%±0.30%进行马歇尔试验，验证沥青混合料的性能参数;同时采用析漏试验、浸水飞散试验，验证沥青混合料的施工性能（表6）。

由表6混合料试验结果分析，油石比为5.6%时所测马歇尔指标、沥青析漏损失、沥青混合料飞散损失均满足要求，确定项目最佳油石比为5.6%。

2.4 TFT高粘高弹薄层沥青混合料性能验证

采用优选矿料级配及5.6%油石比，进行TFT高粘高弹薄层沥青混合料高温抗车辙试验及浸水马歇尔试验，试验结果符合要求：

（1）浸水马歇尔残留稳定度实测结果为98.4%，满足设计及规范要求。

（2）60 ℃车辙动稳定度实测结果为8 400次/mm，满足设计及规范要求。

3 工程实施情况

3.1 施工准备

（1）3000型间歇式热拌站1座，清理热仓及沥青管道余料。

（2）同步摊铺机1台，在进行热拌沥青混合料摊铺的同时洒布专用粘层乳化沥青。

（3）配套的运输车辆及压实设备若干。

（4）原材料进场并检验合格。

3.2 薄层沥青混合料施工

3.2.1 混合料拌和

为了保证沥青胶结料泵送顺利，泵送前沥青需加热至160～170 ℃，混合料拌和时间宜采用50～55 s，严格控制出料温度在170～190 ℃。

3.2.2 混合料运输

运料车车厢必须清理干净，保证运输中不会出现杂料混入超薄磨耗层混合料，车厢底部和侧面板涂刷适当隔离剂，运输车在运输过程中应注意防雨、防尘与保温。

3.2.3 混合料摊铺

使用同步摊铺机同步完成专用粘层乳化沥青洒布及热拌沥青混合料摊铺，沥青混合料摊铺温度宜控制在160～180 ℃之间，摊铺速度不应大于3 m/min。

3.2.4 混合料压实

配备不少于2台双钢轮压路机，静态碾压，压路机必须紧跟摊铺机，碾压完成后沥青混合料温度不宜低于120 ℃，碾压期间压路机钢轮表面应保持洒水湿润，以防止粘轮。

3.3 检测及开放交通

施工完成后，检测路面平整度、路面抗滑、沥青混合料压实度、沥青面层与原桥面钢纤维混凝土铺装层层间粘接均满足设计及规范要求，桥面外观、行车舒适性、安全性显著提高，扬尘及噪声显著降低（图3）。

4 结语

（1）桥面钢纤维混凝土通过铣刨并加铺TFT高粘高弹薄层沥青磨耗层，在基本不增加桥梁恒载的情况下，可显著改善桥面外观，提高行车舒适性、安全性，减少扬尘和噪声污染。

（2）TFT高粘高弹改性沥青，60 ℃动力粘度高，150 ℃运动粘度低，在满足高粘高弹薄层沥青混合料对路用性能的高要求的同时，解决了施工和易性的问题。

（3）采用增强型空隙骨架结构设计，TFT高粘高弹薄层沥青混合料选择目标空隙率为13%时，可满足沥青面层与粘层沥青同步铺筑的要求，同时沥青混合料路用性能指标满足要求。

（4）双钢轮压路机静态碾压，能够达到要求的压实效果，同时不会对桥梁结构产生不利影响。

参考文献

[1]公路沥青路面设计规范： JTGD50—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

[2]公路沥青路面施工技术规范： JTGF40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[3]孙立军. 沥青路面结构行为理论[M]. 北京： 人民交通出版社， 2005.

[4]公路工程沥青及瀝青混合料试验规程： JTJE20—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

[5]李斌. HET高性能抗滑表层在特长隧道路面抗滑处治中的应用[J]. 广东公路交通， 2021（6）： 1-6.

[6]陈乐平， 裘秋波， 李兴平， 等. 小粒径沥青混合料路用性能试验研究[J]. 公路， 2021（11）： 82-85.