摘要：通过分析沥青混凝土极薄磨耗层在四川成雅高速公路成都主线桥水泥混凝土铺装桥面铣刨加铺的应用实例，包括沥青混合料、原桥面处治、施工控制要点、技术优势等，证实极薄磨耗层在水泥砼桥面改造能够获得成功，是一项具备推广价值的工程技术。
关键词：高速公路；水泥砼桥面；铣刨加铺；极薄磨耗层；案例分析
四川成雅高速公路起于成都市止于雅安市，是G5京昆高速公路的重要组成，含连接线全长141.2km，于2000年建成通车，主线全段为沥青混凝土路面。成都连接线XN88按照城市快速道路标准修建，起止桩号为LK0+000-LK5+500，计算行车速度为80km/h，路基宽度为34.5米，全段为水泥砼桥面铺装。成都连接线主线桥为26联184跨的特大桥，运营中心里程为K3+370，桥龄已达19年。
随着城市化迅速发展，成雅高速成都连接线两侧居住小区越来越密集，由于桥面为水泥混凝土铺装，其平整度较差，行车噪音偏大，有必要采取措施改善行车和居住环境的舒适性。为保证桥梁结构安全，在不增加恒载的情况下，成雅高速公路选择铣刨加铺极薄磨耗层的技术方案，实施效果良好，具备借鉴和推广价值。
1 极薄磨耗层
极薄磨耗层是在超薄磨耗层基础上提出的道路养护技术，是一种热拌沥青混凝土路面，主要应用于高等级道路的预防性养护和非结构性损坏养护，该技术具有快速施工和开放交通、极大地改善表面功能和节能环保等特点，其典型厚度为1.2～1.6cm，使用同步摊铺工艺进行施工，即热拌沥青混合料摊铺和改性乳化沥青粘结层喷洒同步进行，然后钢轮压路机碾压成型。目前，极薄磨耗层在国内沥青路面预防性养护、隧道水泥混凝土路面抗滑养护等方面已取得很多成功应用案例[1-3]。
1.1混合料设计
成雅高速公路桥面改造过程中，选择铣刨加铺极薄磨耗层厚度为1.2cm，集料掺配比例为：5～8mm集料（占81%），机制砂（占14%），矿粉（占5%），沥青混合料合成级配见表1。
表1 混合料级配
混合料配合比采用马歇尔设计与油膜厚度控制方法进行设计，对选定的级配在不同沥青用量下进行马歇尔试验。试件成型采用马歇尔击实方法成型，双面各击实75次。根据混合料马歇尔体积性质、沥青膜厚度和性能测试确定最佳沥青用量，其中试件毛体积密度采用体积法计算，并对最佳沥青用量的混合料进行性能验证，其试验数据及指标要求见表2。
表2 混合料基本情况
1.2 混合料性能
混合料试验拌合温度为170℃，成型温度为160℃，采用最佳沥青用量5.1%（油石比为5.4%）进行混合料浸水马歇尔试验，并在60℃条件下进行动稳定度试验，相关试验结果见表3。通过表3可知，该混合料性能指标良好，其孔隙率达到16.5%，具备类似排水路面的优势，可改善路面抗滑性能、减少雨天行车水雾、提高行车安全性。
表3 混合料性能指标
图1 水泥砼桥面典型病害
2.2桥面精铣刨
为保证桥梁结构安全，要求在不增加恒载的情况下加铺极薄磨耗层，所以需对原钢纤维砼桥面进行精铣刨1.2cm，铣刨后采用清扫车清扫，并且平整度要求达到：±3mm/3m直尺；铣刨后的构造深度采用铺砂法检测时达到：0.8～1.2mm。为防止对伸缩缝的破坏，铣刨端应距离伸缩缝50cm。
3 施工控制要点
3.1运输及温度要求
运料车应有良好的篷布覆盖设施，必要时加盖棉被，防止混合料温度散失过快，从而确保摊铺和碾压温度，卸料过程中继续覆盖，直到卸料结束取走篷布。在运料卡车侧面中部设专用检测孔，采用插入式热电偶数显温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。根据环境温度、混合料运距和施工效率确定出料温度，通常极薄磨耗层沥青混合料出料温度为170～180℃，在夜间施工及气温偏低时，可调整出料温度在180～185℃。
3.2 乳化沥青加热
加热车至少提前1h到达施工现场，乳化沥青的加热温度为80℃～90℃，导热油温度不得超过150℃。防水粘结层乳化沥青需要在70℃以上进行喷洒。由于是同步施工工艺，施工前应仔细检查标定喷嘴情况，确保施工时喷洒量精确，并对其进行监控，一旦发现喷洒不正常（大多数为喷头堵塞），须立刻停机检修。
3.3 摊铺碾压
摊铺机应提前30分钟预热熨平板，沥青混合料摊铺温度为160～170℃。混合料运输车向摊铺机收料斗内卸料时须避免混合料洒落地面，如果发生洒落现象，应立即停机，将洒落混合料全部收起并放回收料斗。采用9～12t的双钢轮压路机静态碾压2～4遍，碾压须在路面温度降至120℃之前完成，路面温度降至50℃后30分钟以上方可开放交通。
4 极薄磨耗层技术优势
成雅高速公路成都连接线主线桥采取极薄磨耗层铣刨加铺水泥砼桥面的实践应用中，证实极薄磨耗层在水泥砼桥面改造具备以下优势：
1、路面材料消耗大幅降低，作为替代常规“铣刨+加铺”的养护技术，施工厚度由4～5cm减薄到 1～2cm，材料消耗降低50%～70%，在建设原料资源越发紧张的形势下，极薄技术符合市场趋势。
2、采用同步摊铺技术，相比传统沥青混凝土路面施工工艺，施工速度更快，单车道每分钟可摊铺10m～12m，施工速度提高4～6倍，满足快速养护要求；完成后路面开放时间也提早到30分钟到1小时，可以最大限度降低对运营道路通行干扰，也间接减小对运营收益的影响。
3、沥青混合料为骨架孔隙结构，相比传统的沥青混凝土路面及水泥混凝土路面，可降低路面行车噪音，提高行车舒适性。经专业机构检测，成雅高速高架桥加铺超薄磨耗层路段的行车噪音比未加铺路段降低5.3dB（检测点位在慢车道，高度1.2m），加铺后的行车舒适性也显著提高，路况指标和使用情况对比见表4和图2。
表4 桥面改造前后路况指标对比
图2 改造前后运营通车对比
5 结论
1、极薄磨耗层的混合料级配、施工工艺与常规沥青混凝土不同，应严格把控混合料性能，从而确保沥青混合料施工质量。
2、对于交通量大、桥龄长的水泥混凝土桥面，可选择快凝砼修补基面以减少交通干扰，并采取铣刨后加铺的方案，有效减少荷载对桥梁安全的影响。
3、极薄磨耗层技术能够适用于水泥混凝土桥面改造，在节约材料、环保降噪和提高行车舒适性方面具备显著优势，是一项值得推广的实用技术。
参考文献：
[1] 董月振，石红星. Thus-12 极薄磨耗层技术特点[J]. 道路交通与安全，2014，14（4）：7-10
[2] 曹胜，石红星，王联芳，董月振，袁志平.Thus_12极薄磨耗层的路用性能研究[J].市政技术，2016，7（4）：181-184
[3] 杨小强，谭振宇. Thus极薄磨耗层在抗滑养护中的应用研究[J].湖南交通科技.2017，12（4）：196-199
论文作者:黄明星
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：磨耗论文; 沥青论文; 桥面论文; 路面论文; 温度论文; 混凝土论文; 水泥论文; 《防护工程》2019年第3期论文;