摘要：东濠涌高架桥于1994年建成通车以来，在广州市南北交通发挥日益重要的作用。2009年对桥面进行黑色化改造，但是由于车流大，施工技术问题，黑色化处理效果未能达到使用要求。2017年应广州市城市品质化提升的要求，对全市道路及高架桥进行提升改造，结合东濠涌高架桥施工，对高韧静音型沥青超薄层的应用过程、经验体会及问题进行探讨。
关键词：桥面预防性养护；高韧静音薄层；东濠涌高架桥；特点；施工要点
引言
城镇高架桥梁在城市交通网络发挥的作用日益重要，随着城市发展的需要及人们对居住及出行环境要求的提高，旧桥在使用功能及性能上都明显不能满足要求。为更好的发挥东濠涌高架桥在中心城区的主干道优势，需对原旧有路面进行提升改造。对东濠涌结构及整体的性能进行评估后，主要存在桥面有局部裂缝及水泥桥面破损，伸缩缝啃边、漏水等现象。对此，本次改造主要对桥面的病害进行处理后、在清除黑色化后加铺1.5-2cm厚的高韧静音型沥青超薄层。经设计验算验证后，加铺超薄层后恒载能保证桥梁的安全性。加铺沥青超薄层不仅保证了桥面的美观性，同时相比较普通沥青混凝土路面，具有静音，防水，抗滑、抗裂等优点，后期维护简便经济。
1 高韧静音薄层（GT-8）简介
高韧静音型薄层沥青路面铺装技术可应用于各等级沥青路面和水泥路面的养护和品质化提升，其路面行车噪音比SMA沥青路面降低3-5dB，能够较好提升道路性能和品质。对交通负载大、路面性能要求高的路段有较好的实施效果。几乎没有改变路面原有的路面高程，非常适合运用于立交桥较多和路缘石高度一定的城市道路养护，特别适用于对铺装体系二次恒荷载有限制或对净空高度有要求的桥梁和隧道的养护层。要求路面具有一定的结构强度，若在结构强度不足路段须进行结构强度的恢复措施。
1.1 技术特点
高韧静音薄层（GT-8）是在成熟的 NOVACHIP 技术体系上进行性能改进与提升后的新型热拌超薄磨耗层。该热拌超薄磨耗层系统是一种采用同步摊铺技术，常规实施厚度为 0.8-2.0cm 的热拌沥青混凝土加铺结构层，以高性能聚合物改性沥青和经化学处治的聚合物改性乳化沥青为热拌沥青混合料和粘结层原料。成型后的路面具有良好的抗裂、抗滑和降噪等性能。
高韧静音型薄层沥青路面是将特殊的连续骨架结构级配热拌沥青混合料，采用同步摊铺方式摊铺，铺装时乳化沥青喷洒与热沥青料摊铺同步进行，后经压路机压实以后路面一次成型。由于热混合料引起乳化沥青水分蒸发，促使其快速破乳，从而使新沥青层与原路面之间快速形成一层粘结性油膜。同步摊铺施工示意图见图1-1。
图1-1 高韧静音型薄层沥青路面同步摊铺施工示意图
为提高层间粘结性能，铺装层粘结层乳化沥青为采用经过化学处治的偶联型高性能SBS改性乳化沥青，相比SBR改性乳化沥青，其粘度、粘结强度和弹性恢复性都有很大的提升，具有强大的抗拉拔和抗剪切推移能力。为确保薄层铺装层的使用性能，采用的沥青胶结料为PG94型高粘弹聚合物复合改性沥青，相比SBS改性沥青，粘度和弹性都有极大的提升，同时高韧静音型薄层沥青料用特殊骨架连续级配，成型后表面构造粗糙，而内部结构密实，使抗渗水和抗滑性能都能得到保障，比传统沥青混合料更高的油石比（高达7.2%~8.0%），使沥青料具有更厚的沥青油膜，从而提高了路面的耐久性和抗裂性能，能有效提升平整度，同时降低行驶噪音。其路面铺装结构见图1-2。
图1-2高韧静音型薄层沥青路面铺装结构
2 高韧静音型薄层原材料要求
2.1 沥青胶结材料技术要求
高韧静音型薄层沥青料所用沥青胶结材料为PG94型高粘弹聚合物复合改性沥青，其性能指标应符合表2.1-1的技术要求。
表2.1-1 PG94型高粘弹聚合物复合改性沥青技术要求
2.2 粘结层乳化沥青技术要求
高韧静音型薄层沥青混合料所用粘结层乳化沥青为采用经过化学处治的偶联型高性能SBS聚合物改性乳化沥青，其性能指标应符合表2.2-1的技术要求。
表2.2-1偶联型高性能SBS聚合物改性乳化沥青技术要求
2.3 矿料技术要求
粗集料技术指标要求：高韧静音型薄层沥青混合料所用粗集料要求采用耐磨耗性能好、粘附性能好的优质反击破加工成型集料，应采用玄武岩或辉绿岩集料。集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船。粗集料技术指标应符合表3.3-1技术要求。
表2.3-1 高韧静音型薄层沥青混合料粗集料技术指标要求
填料技术指标要求：宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁。拌和机回收的粉料不得用于拌制沥青混合料，以确保沥青上面层的质量。填料技术指标应符合表2.3-3技术要求。
表2.3-3 高韧静音型薄层沥青路面填料技术指标要求
注：亲水系数宜小于0.8
2.4 混合料成品要求
矿料级配：热拌高韧静音型薄层沥青料的矿质级配范围要求如2.4-1所示，具体应根据其性能指标要求进行目标矿质级配的设计与定型，通过试铺路段综合确定最终的生产配合比，并在后期大规模生产过程中严格遵守生产配合比的级配要求进行铺筑。
表2.4-1 高韧静音型薄层沥青路面热拌沥青料级配要求
混合料技术指标：高韧静音型薄层沥青料应具有良好的施工和易性及相关路用性能，其配合比设计可参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）附录C SMA混合料配合比设计方法，但具体混合料技术指标要求应符合的相关技术要求，并以该表中的混合料指标作为性能验证指标。
表2.4-2 高韧静音型薄层沥青料技术指标要求
注：带“*”指标为选做指标。
3 高韧静音型沥青超薄层施工技术
3.1 桥面病害及基层处理
东濠涌原基层为水泥混凝土，从现状观察中存在啃边、裂缝、坑洞等病害，桥面加铺前应对桥面病害进行处理。由于城镇桥梁施工特点，传统的病害修复施工时间长，无法满足要求，因此采用快速修复材料进行病害处理，施工简便，快速开放交通，与原路面粘结剂耐水损害性能好。
原桥面存在局部的黑色化未脱落，在加铺前需对原桥面进行处理，露出新鲜的水泥面，在经过试验及总结后选用抛丸施工，该工艺对桥面影响小，可以快速清除黑色化，对周围居民影响小。缺点就是对原桥面的纹理造成一定程度的破坏磨平。在抛丸后的水泥桥面经现场拉拔试验，确定抗拉拔强度，满足要求。
3.2 超薄层摊铺施工组织
东濠涌施工组织安排中，首先考虑的是施工时桥梁的荷载问题，有两个荷载，施工沥青的静载跟施工机械的动载，静载设计复合后可以满足要求，因此针对D类桥施工安全问题，主要对1.原桥基本状况；2.沥青摊铺施工机械基本情况；3.明确职责分工；4.施工机械组织具体措施四个方面做出部署。
主要是施工机械组织安排上，
1、桥梁每联总荷载不超过80T。
2、如双机联铺施工，两辆摊铺机相距50米以上，不允许两台摊铺机同时起步。紧跟的前压路机不能后退靠近后摊铺机位置。
3、乳化沥青加油车给同步摊铺机加油，其他机械离开100米之外。
4、后摊铺机运料车就位时，前摊铺机不能有运料车，严控桥梁每联总荷载。
经过对项目特点的分析，对东濠涌的施工组织：摊铺顺序，从麓湖路-江湾桥摊铺行车路线：先到前5辆从麓湖路入口处上桥间隔20米等候，最后面一台相隔50m等候-按照后到先铺的顺序依次排列，后面的5辆从东风中路入口进入，按照后上先铺的顺序排列；再后面的从豪贤入口上往江湾大桥方向布置，每辆车间距20m以上；司机必须听从现场管理人员的指挥！
3.3 质量验收
主要对高韧超薄层沥青的重要指标进行检测试验：拉拔强度和噪声测定
3.3.1 拉拔粘结强度测定：本次现场拉拔实验的目的是测试粘结层与沥青混凝土面层、粘结层与水泥混 凝土面层的粘结强度。实验前，先用钻芯机在待检区域钻出直径 5cm、深 3cm 的圆形现场拉拔芯样；随后吹干芯样周边区域内的水分，采用高强胶水将拉拔头与芯样表明粘结，待胶水发挥强度，将拉拔仪器与拉拔头相连，开始进行实验，直至钻芯试样被彻底拔起，读取拉拔强度值。现场拉拔实验如图 3-3 所示。
检测结果：高韧静音薄层现场拉拔试验检测结果汇总于表 3.3-1。
表 3.3-1 GT-8 薄层现场拉拔检测结果（单位：MPa）
注：破坏类型 A 为原路面被拉裂，破坏层位在原路面内；破坏类型 B 为粘结层被拉裂，破坏层位在粘结层内；破坏类型 C 为高韧薄层被拉裂，破坏层位在高韧薄层内。
场拉拔检测结果表明：高韧静音薄层沥青路面检测路段现场拉拔强度平均值达到0.70 MPa，满足设计强度要求（≥0.3MPa），
3.3.2行车噪音测定
本次检测采用AWA6228型多功能声级计，灵敏度（测量分贝低限）可达-46dB，动态范围大于110dB，频率范围为 10Hz~20kHz，采样频率可达 48kHz。在检测时，先在车内固定位置测量3组噪音数据，每组5秒。再将声级计移 至靠近后侧车轮的固定检测位置，测量车外行车状态下轮胎-路面噪音数据，同样测量3组数据，每组5秒（测试示意如图5-21所示）。为对比高韧静音薄层降噪效果，在高韧静音薄层噪声检测的同时，在相同时间段、相同车流量的条件下就近选择相邻非薄层路段进行噪声对比测试，
检测结果：高韧静音薄层路段及其相邻对比路段的多功能声级计检测结果分别列于表3.3-2和3.3-3内。
表3.3-2行车噪音车内检测结果
行车噪声检测结果表明：高韧静音薄层沥青路面车内噪音与对比路段差值为3.6dB（对比段为同一时期新铺SMA-13路段）；薄层车外噪音较对比路段车外噪音差值为5.9dB（对比段为同一时期新铺其它类型薄层），表面高韧静音薄层沥青路面具有优越的降噪效果。
4 结论
通过本次高韧静音型薄层的室内试验与现场检测评价，形成结论如下：
1）高韧静音薄层（GT-8）沥青路面所选用石料、沥青胶结料和粘层油均满足设计要求。其中所采用的聚合物改性高粘高弹沥青达到PG 100-22等级，60℃动力粘度达到 878055 Pa•s，60℃复合剪切模量达到 14.3 kPa；偶联型 SBS聚合物改性乳化沥青蒸发残留物的软化点达到82.5 ℃，60℃动力粘度达到36785 Pa•s。
2）高韧静音型沥青混合料的室内试验结果表明，本次检测的沥青混合料车辙、肯塔堡飞散、浸水马歇尔、冻融劈裂（和四点弯曲疲劳性能均符合设计要求。其中，高韧静音薄层沥青混合料具有出色的抗疲劳性能，抗疲劳开裂性能是常规SMA-13 混合料的近80倍。
3）高韧静音薄层沥青路面拉拔粘结强度检测结果表明：高韧静音薄层沥青路面与原铺装层的粘结强度（0.7 MPa＞0.3 MPa）满足设计要求，粘结效果较好；原路面为沥青路面时，拉拔破坏层位均位于原沥青路面内，高韧静音薄层沥青路面工程质量评价表面高韧静音薄层与原路面粘结强度大于原沥青路面抗拉强度。
4）高韧静音薄层沥青路面车内噪音与对比路段差值为 3.6 dB；薄层车外噪音较对比路段车外噪音差值为 5.9 dB（对比段为同一时期新铺其它类型薄层）。表明高韧静音薄层降噪效果明显优于对比路段。
参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范JTJ041-20000【S】.2000
[2]公路工程集料试验规程JTG E42-2005
[3]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000
[4]2013年二省二区桥梁新技术交流会文集
[5]华南理工大学对广州市超薄层施工评估报告2017
[6]公路桥梁加固设计规范JTGT 522-2008
论文作者:李璇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/10
标签：薄层论文; 沥青论文; 静音论文; 拉拔论文; 桥面论文; 路面论文; 沥青路面论文; 《基层建设》2018年第20期论文;