吳祥燕　謝德龍　楊光　劉幫銀

0 引言

瀝青混凝土鋪裝層正越來越多地應(yīng)用于中國橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中。然而，在行車荷載、主梁振動及紫外線、溫度、水等外界多因素反復(fù)影響下，瀝青混凝土鋪裝層早期破壞嚴(yán)重，極易出現(xiàn)疲勞裂縫、車轍、擁包、坑槽和瀝青面層剝落[1-4]，加速鋪裝層的破壞，嚴(yán)重降低橋梁結(jié)構(gòu)的實際使用壽命，并增加養(yǎng)護(hù)維修成本。同時，橋面鋪裝層的早期損壞及經(jīng)常性的修復(fù)工作嚴(yán)重影響了橋梁的正常運(yùn)營，造成較大的社會負(fù)面影響。瀝青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)是延長橋面使用壽命、降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用行之有效的方法。

在橋面瀝青混凝土鋪裝層未出現(xiàn)或已出現(xiàn)瀝青老化發(fā)白、微裂縫、細(xì)集料散失、滲水等現(xiàn)象時，采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理可有效保護(hù)橋面，并恢復(fù)瀝青混凝土性能。精表處是一種在原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠大、行車質(zhì)量較好的情況下，利用專業(yè)機(jī)械設(shè)備將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑均勻噴涂到瀝青路面上，并同步撒布一層特制精砂，通過材料與舊路面的一系列物理化學(xué)反應(yīng)形成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)保護(hù)層的技術(shù)，是當(dāng)今最有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一。

該技術(shù)成果通過多年的推廣，已在重慶、四川、廣東等地進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，并取得了成功。該技術(shù)的優(yōu)勢在于：采用環(huán)氧改性的瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑作為粘結(jié)主材，能對路面進(jìn)行滲透吸附，重新粘結(jié)松散集料，并彌合微裂縫，特別是環(huán)氧養(yǎng)護(hù)劑的引入賦予材料較強(qiáng)的粘附性和強(qiáng)度[5-7]，配合特制精砂可在瀝青路面形成一層超薄、耐磨、抗滑的保護(hù)層。與現(xiàn)有的霧封層、再生霧封層、稀漿封層、微表處等技術(shù)相比，精表處的粘附力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，耐磨抗滑性能更好，不受橋面標(biāo)高及自重等限制，可多次使用。

本文結(jié)合重慶市某大橋瀝青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)工程實踐，對精表處在瀝青混凝土橋面預(yù)養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用技術(shù)及效果進(jìn)行重點(diǎn)介紹。

1 施工試驗范圍及實施方案

1.1 施工試驗范圍

重慶某大橋瀝青混凝土鋪裝層每個車道均出現(xiàn)了小坑槽、縱向開裂以及微裂縫，需進(jìn)行預(yù)先處理，并做好橋面精表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。經(jīng)檢測，路面平均構(gòu)造深度為0.6 mm，摩擦擺值小于45 BPN，開裂處滲水系數(shù)不小于200 mL·min1。

為取得路面坑槽修補(bǔ)、裂縫處理及橋面精表處方案的實際效果，為整座橋的施工積累經(jīng)驗，并考慮技術(shù)的可行性、經(jīng)濟(jì)的合理性，特選擇在橋面進(jìn)行試驗施工。

1.2 施工原材料

為保障橋面精表處施工的成功，對所使用的環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑與特制精砂的質(zhì)量必須進(jìn)行有效控制。

1.2.1 環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑技術(shù)要求

環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑為多組分材料，各組分的技術(shù)指標(biāo)見表1。

1.2.2 環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑涂層主要技術(shù)指標(biāo)

環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑涂層是將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑各組分按配比混合后成形的涂層，具體指標(biāo)見表2。

1.2.3 特制精砂

特制精砂選用特殊級配的金剛砂，具有較高的硬度和耐磨性能，顆粒形狀較好，有較好的粘結(jié)性。特制精砂技術(shù)指標(biāo)見表3。

1.3 施工機(jī)械

精表處施工用設(shè)備應(yīng)能將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑均勻噴灑在路面。精砂撒布系統(tǒng)應(yīng)能與環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑噴灑系統(tǒng)同步工作，撒布均勻，撒布量可控。

1.4 施工方案的確定

1.4.1 確定環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量

環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量P0為

P0=（1/3）D0+（0～0.2） （1）

根據(jù)工前對路面構(gòu)造深度的檢測，路面平均構(gòu)造深度D0=0.6 mm，為提高試驗的對比性，選擇環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑單位用量為0.2、0.3、0.4 kg·m2分別進(jìn)行試驗。

在施工現(xiàn)場選擇3處各1 m2的試驗塊，根據(jù)設(shè)計用量進(jìn)行涂刷試驗，通過路面對環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑的吸收程度、對路面微裂縫的修復(fù)效果以及干燥情況的比對，確定最佳用量為0.4 kg·m2。

1.4.2 確定特制精砂用量

特制精砂的用量

M=（1/2～1）×P0 （2）

為與環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量對應(yīng)，分別選擇特制精砂單位用量為0.2、0.3、0.4 kg·m2進(jìn)行試驗。

1.4.3 試驗區(qū)域劃分

根據(jù)確定的試驗參數(shù)，將試驗段分為3個區(qū)域，每個區(qū)域150 m，封閉施工。先對路面坑槽、開裂及油污、泥土進(jìn)行處理后，實施精表處。施工區(qū)域劃分及精表處主要施工參數(shù)見表4。

2 施工工藝及質(zhì)量控制

本工程分3個工序施工：首先實施路面病害預(yù)處理，然后清理原路面，最后進(jìn)行精表處施工。各工序按以下流程進(jìn)行。

2.1 路面病害預(yù)處理

在實施精表處之前，路面上的坑槽、沉陷、車轍、擁包、開裂等病害需要提前處治，并符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。坑槽、沉陷、車轍、擁包、龜裂、網(wǎng)裂等結(jié)構(gòu)性病害一般按照坑槽修補(bǔ)方法修復(fù)；縱、橫向裂縫按照開槽灌縫方法修復(fù)。

2.1.1 坑槽修補(bǔ)

（1）坑槽的成型。按“圓洞方補(bǔ)”的原則，劃出大致與路中心線平行或垂直的開槽修補(bǔ)輪廓線（正方形或長方形），每邊至少應(yīng)進(jìn)入完好路面300 mm，并沿劃好的修補(bǔ)輪廓線開挖坑槽。要求成型的坑槽壁面應(yīng)盡可能保持與路平面垂直，坑槽底部平整、堅實，最后再將挖掉的舊料刨出坑槽，并將坑槽中的灰塵、碎屑、雜物和少量水分吹走。為使坑槽完全干燥，同時使坑槽壁面和底面材料能被加熱軟化，可采用加熱裝置。

（2）涂粘結(jié)層。選擇熱瀝青、改性瀝青為粘結(jié)層材料。將加熱溶解后的改性瀝青用毛刷均勻涂刷在坑槽底部及四周，一般要求粘結(jié)層材料噴灑量為0.4～0.6 kg·m2。噴灑量不宜過多，不允許坑槽底部有粘層油淤積，否則會使坑槽修補(bǔ)后出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，同時降低新舊料間的粘結(jié)強(qiáng)度。

（3）修補(bǔ)材料的準(zhǔn)備、攤鋪和壓實。修補(bǔ)材料備好后，可通過自動卸料裝置卸入待修補(bǔ)的坑槽中，均勻地攤鋪整平，隨后壓實。在對坑槽進(jìn)行壓實時，首先壓實坑槽邊緣的修補(bǔ)材料，使其填入坑槽中，再壓實中間的修補(bǔ)材料，并連續(xù)不斷地向邊緣移動壓實，且每次重疊壓實一定寬度。

（4）封邊修整工作。為了提高坑槽邊緣新舊料接縫的耐水性和粘結(jié)強(qiáng)度，可對其進(jìn)行封邊處理，一般將環(huán)氧瀝青材料均勻涂覆在新舊料接縫上。為加快封邊材料的凝固，可均勻、薄薄地覆蓋一層干凈的砂或石屑，并對其加以保護(hù)。坑槽修補(bǔ)后質(zhì)量應(yīng)滿足《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）的要求。

2.1.2 開槽灌縫

（1）對路面寬度在3 mm以上的縱縫進(jìn)行擴(kuò)縫，用開槽機(jī)沿縫切開寬1 cm、深1 cm的線槽。

（2）用熱吹風(fēng)機(jī)將切開的線槽清理干凈，保證槽內(nèi)無灰塵、泥土、石屑及水分等[8]。

（3）用SBS改性瀝青密封膠進(jìn)行灌縫，將線槽填充飽滿并露出路面0.3 cm左右。

2.2 路面清理

用路面強(qiáng)力清掃車清除路面表面的浮土、泥污，路邊積泥較重的區(qū)域應(yīng)用鋼刷清理，直至路面清理干凈，露出新鮮骨料。

2.3 精表處施工

（1）將環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑各組分、特制精砂分別裝入專用車儲罐中，按照配比要求混合環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑并充分?jǐn)嚢?，待用?/p>

（3）按照設(shè)備操作規(guī)程及施工技術(shù)方案要求對施工專用車進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及調(diào)試。

（4）通過試噴驗證施工專用車是否工作正常、各項技術(shù)參數(shù)是否準(zhǔn)確、施工效果是否達(dá)標(biāo)。一般試施工長度為15～20 m。

（5）試噴完成并確認(rèn)技術(shù)參數(shù)后，即可正式施工。在施工過程中，如儀表有異常，或施工效果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停止施工，找出原因，及時糾錯。如噴灑過程中有局部不均勻、露白處，應(yīng)及時補(bǔ)漏。

（6）施工完畢即進(jìn)入養(yǎng)護(hù)時間。采用指壓法確認(rèn)材料是否表干，當(dāng)環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑形成硬度、表面特制精砂不脫落時，即可開放交通。

3 應(yīng)用效果及評價

為了研究施工的實際效果，采取直觀目測法和試驗對比法對精表處施工前后的路面進(jìn)行綜合評價。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50—2006）、《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）及《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001），結(jié)合精表處的特點(diǎn)，選取構(gòu)造深度、摩擦擺值、滲水系數(shù)作為試驗路段評價指標(biāo)。

3.1 目測評價

橋面在實施精表處前，路面瀝青老化發(fā)白，構(gòu)造深度較小，且出現(xiàn)抗滑力不足的現(xiàn)象，路面分布較多微裂縫，每個車道均出現(xiàn)小坑槽和不規(guī)則縱向裂縫。

該試驗段在實施精表處后，從I、II、III這3個區(qū)域的施工效果綜合來看，路面覆蓋了一層黝黑的抗滑涂層，微裂縫、縱向裂縫得到全部覆蓋，瀝青路面與標(biāo)線的對比度增大，改善了路面行駛質(zhì)量，具體效果見圖1和圖2。

3.2 試驗對比評價

按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60—2008）規(guī)定的測試方法，對I、II、III這3個區(qū)域瀝青路面的精表處施工前后進(jìn)行檢測，結(jié)果見表5。

3.3 評價結(jié)論

根據(jù)目測及試驗檢測對比結(jié)果，精表處對路面外觀改善較大，同時路面構(gòu)造深度及摩擦擺值得到較大改善，施工后的路面實現(xiàn)零滲水。經(jīng)過1個月的持續(xù)觀測及多次檢測，得出以下結(jié)論。

（1）試驗段中I、II、III區(qū)域所采用的精表處預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其主要施工參數(shù)均能滿足路面需要。然而，在保持環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量不變的情況下，特制精砂用量在0.2～0.4 kg·m2范圍內(nèi)逐漸增大時，實施精表處后的涂層構(gòu)造深度、摩擦擺值也隨之變大，說明特制精砂的使用有利于改善路面的抗滑性能。由試驗段中I、II、III區(qū)域的實際試驗施工效果及檢測結(jié)果得出，I、II、III區(qū)域所選用的技術(shù)參數(shù)均能較好地滿足本工程需要。I、II區(qū)域涂層有輕微外露底油現(xiàn)象，III區(qū)域覆蓋較為完全，根據(jù)路面實際需要，III區(qū)域效果為最優(yōu)，即環(huán)氧瀝青路面養(yǎng)護(hù)劑用量為0.4 kg·m2、特制精砂用量為0.4 kg·m2是最優(yōu)方案。

（2）從滲水試驗及反復(fù)觀測結(jié)果來看，開槽灌縫處理縱向裂縫后，其封水效果較好，且裂縫未見持續(xù)擴(kuò)張發(fā)展。

4 精表處應(yīng)用優(yōu)勢

（1）精表處所使用的材料中引入具有高粘附、高強(qiáng)度的特種環(huán)氧、固化劑以及高性能滲透劑，賦予了材料優(yōu)異的粘附性、滲透性及綜合力學(xué)性能，能輕松修復(fù)表層老化結(jié)構(gòu)層。相對于傳統(tǒng)霧封層技術(shù)，精表處是通過與舊路面進(jìn)行物化反應(yīng)形成保護(hù)層，不僅具有耐磨、防水、美觀等特點(diǎn)，而且能有效改善道路的抗滑性能，這是傳統(tǒng)霧封層無法做到的。

（2）精表處有利于降低道路的全壽命周期成本。經(jīng)驗表明，在橋梁使用周期中，可于早期運(yùn)營階段開始有計劃地多次使用精表處養(yǎng)護(hù)，以保持瀝青混凝土橋面在運(yùn)營階段均有較好的路面行駛質(zhì)量。使用精表處進(jìn)行3～4次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用45%～50%[9]。

（3）精表處施工便捷，對交通影響小。在橋梁上施工，對施工的“快進(jìn)快出”要求十分嚴(yán)格。采用自動化的機(jī)械裝置進(jìn)行精表處施工，方便快捷，可實現(xiàn)4～6 h通車，對交通影響?。磺沂┕と^程可在常溫下進(jìn)行，不會消耗過多的能源也不會產(chǎn)生過多的污染物，節(jié)能環(huán)保。

5 結(jié)語

從試驗效果來看，在瀝青混凝土橋面實施精表處施工前，采用開槽灌縫方式對寬度在3 mm以上的裂縫進(jìn)行處治是很有必要的。同時精表處能有效改善瀝青混凝土橋面表層結(jié)構(gòu)，阻止瀝青路面病害的發(fā)生和發(fā)展，改善路面抗滑能力，密閉路面，延長路面的使用壽命。與傳統(tǒng)的霧封層、微表處等技術(shù)相比，精表處具有厚度薄、質(zhì)量小、耐磨抗滑的優(yōu)點(diǎn)，且工序簡單、施工快捷，質(zhì)量易于控制，影響交通時間短，施工成本較低，是一種在瀝青混凝土橋面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中值得推廣應(yīng)用的技術(shù)。

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