郝勝 劉穎
寨子溝大橋位于重慶豐都縣境內(nèi)省道S303線,原橋面鋪裝層為水泥混凝土,建成通車1年后就出現(xiàn)了很明顯的病害,影響該橋的使用性能。這次采用橡膠瀝青混凝土超薄鋪裝層技術(shù)對其橋面進(jìn)行重新鋪裝。橡膠瀝青混凝土除具有普通瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)外,還具有普通瀝青混凝土無法比擬的優(yōu)勢:優(yōu)越的高低溫性能,抗車轍能力強(qiáng),高抗老化、抗氧化性能,耐久性好以及低噪聲等。
先在橋面滾涂AMP-100二階反應(yīng)型材料形成防水粘結(jié)層,再加鋪0.5 cm橡膠瀝青(SAMI)應(yīng)力吸收層,最后鋪筑上面層2.5 cm的橡膠瀝青混凝土(AR-AC-13)。最大限度地減少了該橋恒載的增加值。
AMP-100是一種橋面防水粘結(jié)材料,與瀝青混凝土(水泥混凝土)的粘結(jié)力及剪切力均可達(dá)到1.0 MPa以上,能有效防止路面脫層、推移病害的產(chǎn)生;AMP-100二階反應(yīng)固化形成的彈塑性防水粘結(jié)基面具有比瀝青混凝土路面更好的耐久性,能顯著提高橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層的使用壽命。
橡膠瀝青(SAMI)應(yīng)力吸收層是一種碎石封層,用熱橡膠瀝青噴撒橋梁表面,然后立即撒布單一粒級的封層集料(9.5 mm~13.2 mm),再進(jìn)行碾壓,將集料嵌入瀝青膜。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)防止水分浸入橋面,起到保護(hù)橋面的作用;2)將原有橋面粘結(jié)在一起;3)減少反射裂縫;4)應(yīng)力吸收。
本工程采用的粗集料為江蘇茅迪玄武巖碎石。該粗集料潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),且具有較高的強(qiáng)度及較好的耐磨耗性。
為改善混合料的水穩(wěn)性,細(xì)集料采用了豐都當(dāng)?shù)亓蠄龅氖規(guī)r機(jī)制砂。該機(jī)制砂潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),并有適當(dāng)?shù)念w粒級配。采用的集料分為四檔:1號(玄武巖10 mm~15 mm)、2號(玄武巖5 mm~10 mm)、3號(玄武巖3 mm~5 mm)和4號(石灰?guī)r0 mm~3 mm),填料采用石灰石礦粉,外摻緩凝硅酸鹽水泥。對集料進(jìn)行了篩分和相關(guān)性能的檢測,其級配和主要性能指標(biāo)均滿足要求。
選用常溫研磨粉碎的輪胎膠粉;宜選用斜膠胎膠粉或天然膠含量較高的膠粉;在保證碾壓成型,滿足使用性能要求的前提下,應(yīng)盡量選用較粗的膠粉。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),宜選用30目~60目之間的路用廢胎膠粉。本工程采用四川綠源科技有限公司生產(chǎn)的30目斜膠胎橡膠粉。
本工程選用中海70號瀝青。瀝青三大指標(biāo)的檢測結(jié)果如表1所示。
表1 中海70號基質(zhì)瀝青指標(biāo)檢測結(jié)果
本工程采用緩凝硅酸鹽水泥和石灰石礦粉。
橡膠瀝青的生產(chǎn)采用專用加工設(shè)備:高遠(yuǎn)圣工GYXL3515型橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備。
橡膠瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵因素是溫度的控制。生產(chǎn)前確認(rèn)基質(zhì)瀝青溫度達(dá)到170℃以上;橡膠粉的摻量為基質(zhì)瀝青的20%(外摻)。170℃的基質(zhì)瀝青通過由兩個(gè)32 m3的換熱器、進(jìn)口可調(diào)速瀝青泵、瀝青流量計(jì)組成的瀝青快速升溫系統(tǒng)快速達(dá)到204℃ ~226℃的高溫,當(dāng)橡膠粉加入后,瀝青溫度又有所降低,從而保證了瀝青的不老化。橡膠瀝青膠結(jié)料在攪動狀態(tài)下反應(yīng)50 min,使其達(dá)到較為理想的反應(yīng)效果,反應(yīng)溫度保持在規(guī)定的190℃ ~210℃,其間不斷檢測橡膠瀝青的品質(zhì)(主要是粘度指標(biāo)),外摻25%的30目橡膠粉的橡膠瀝青的性能指標(biāo)如表2所示。
表2 橡膠瀝青指標(biāo)檢測結(jié)果
采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法對其進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),得到AR-AC-13配合比設(shè)計(jì)結(jié)果:10 mm~15 mm玄武巖∶5 mm~10 mm玄武巖∶3 mm~5 mm玄武巖∶0 mm~3 mm石灰?guī)r∶石灰石礦粉∶水泥=17∶56∶3∶20∶2∶2(質(zhì)量比)。
對橋面病害處進(jìn)行挖補(bǔ)處理,并對橋面進(jìn)行清縫,接縫處采用橡膠瀝青灌封;對橋面水凼處進(jìn)行烘干處理,確保橋面防水粘結(jié)層施工時(shí)橋面是干燥的;用強(qiáng)力清刷機(jī)清刷橋面的水泥浮漿,泥土等雜物,然后用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃。
在處理后的橋面上涂刷AMP二階反應(yīng)型防水粘結(jié)材料(0.5 kg/m2)。采用人工分兩次涂布,第一次和第二次時(shí)間間隔為6 h,施工12 h后進(jìn)行橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工。
1)橡膠瀝青撒布:橡膠瀝青撒布量一般為2 kg/m2~3 kg/m2,根據(jù)試撒情況采用2.2 kg/m2,撒布應(yīng)均勻。2)撒鋪碎石:橡膠瀝青撒布3 min內(nèi)立即滿鋪碎石,碎石撒鋪量范圍為15 kg/m2~22 kg/m2,根據(jù)試鋪情況確定為19 kg/m2,以滿鋪、不散失為度。3)碾壓:碎石撒鋪后立即進(jìn)行碾壓作業(yè),采用兩臺徐工XP201輪胎壓路機(jī)緊跟碎石撒布車同時(shí)進(jìn)行碾壓,碾壓遍數(shù)為3遍,從撒布橡膠瀝青到碾壓完成,在10 min內(nèi)完成。4)清掃:在應(yīng)力吸收層完成后應(yīng)對橡膠瀝青應(yīng)力吸收層進(jìn)行清掃,以清除多余的和沒有粘結(jié)的松散碎石。
1)橡膠瀝青混合料拌合。
橡膠瀝青混合料的拌合參照普通瀝青混合料的拌合工藝,現(xiàn)場嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)溫度。在拌合時(shí),溫度控制在170℃~185℃,但不要超過190℃,超過190℃及低于170℃的混合料應(yīng)廢棄。保證供給拌合樓的橡膠瀝青大于195℃,集料加熱溫度控制,混合料的出廠溫度控制在175℃,同時(shí)盡量縮短橡膠瀝青供給管道長度,并在供給橡膠瀝青前提前30 min~60 min用導(dǎo)熱油對管道進(jìn)行預(yù)熱,通過控制好拌合樓操作溫度,以適應(yīng)橡膠瀝青混合料要求的拌合攤鋪溫度較高的要求。
2)橡膠瀝青混合料運(yùn)輸。
橡膠瀝青混合料施工前,根據(jù)現(xiàn)場的施工速度確定所需運(yùn)輸車輛的數(shù)量。橡膠瀝青混合料運(yùn)輸車的運(yùn)量應(yīng)較拌合能力和攤鋪速度有所富余,攤鋪機(jī)前方應(yīng)有3輛~5輛運(yùn)料車等候卸料。橡膠瀝青混合料到場溫度不低于165℃。
3)橡膠瀝青混合料攤鋪。
橡膠瀝青斷級配攤鋪溫度一般為138℃~163℃,由于溫度對于橡膠瀝青混合料充分壓實(shí)的重要性,采用上限,實(shí)體工程規(guī)定攤鋪溫度不小于160℃。
4)橡膠瀝青混合料壓實(shí)。
橡膠瀝青粘度大,碾壓不宜采用輪胎壓路機(jī)。本工程采用了適合橡膠瀝青混凝土橋面壓實(shí)的酒井SW651ND復(fù)式水平振蕩壓路機(jī)。碾壓時(shí)遵循“高頻、低幅、緊跟、慢壓”的原則。
通車兩年后,寨子溝大橋超薄橡膠瀝青鋪裝層各項(xiàng)路面性能良好,與傳統(tǒng)的橋面鋪裝層相比,具有更優(yōu)越的高低溫性能,抗車轍能力強(qiáng),耐久性好以及較好的降噪功能等,而且改善了橋面鋪裝層的性能并延長了使用壽命。
采用橡膠瀝青超薄層橋面鋪裝(2.5 cm)與傳統(tǒng)的SBS改性瀝青混凝土橋面鋪裝(4 cm)進(jìn)行價(jià)格比較分析(見表3)。
表3 價(jià)格對比表
從表3材料價(jià)格對比可以看出,在相同路面功能的前提下,每平方米橡膠瀝青混凝土橋面鋪裝價(jià)格要比每平方米SBS改性瀝青混凝土橋面鋪裝價(jià)格要低34%,節(jié)約材料成本4萬余元,從而大大節(jié)約了橋面鋪裝的成本,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[1] 交通部公路科學(xué)研究院.橡膠瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2] JTG F40-2004,公路工程瀝青路面施工技術(shù)指南[S].
[3] 崔學(xué)軍.鋼橋面鋪裝修復(fù)施工技術(shù)[J].山西建筑,2009,35 (10):313-314.