沈炳顺

【摘 要】为了探索经济合理，且具备对钢桥面铺装层病害有效的处治方法，在业主的组织下和有关专家的指导下，对红垦枢纽5号桥其中的第15跨为钢桥面采用同步沥青碎石封层（应力吸收层）+SMA相结合的施工工艺进行病害处理。

【关键词】钢桥面铺装；病害原因分析；应力吸收层+SMA；处治

一、工程背景概述

红垦枢纽5号桥位于杭金衢高速红垦枢纽F匝道上，是连接绕城高速和杭甬高速的交通要道（下沙至宁波方向），其中第15跨（现场桩号为K0+780左右）是上跨杭甬高速为连续悬臂箱梁加钢结构，跨径为63.48米，其中钢挂梁长度为40米，桥面宽度为11.5米。

在2010年10月19日对桥面铺装层进行全面处治，当时铺装层下面层采用改性沥青7cm AC-13C，面层是改性沥青4cm AC-13C。粘结层为改性乳化沥青。通车约3个月左右 ，钢桥面铺装局部段落即开始出现热稳性病害如车辙、推拥等。后来随着时间的推移 ，推拥越来越严重 ，车辙也越来越明显。

二、钢桥面铺装容易出现病害的原因

1.钢桥面铺装受力状况更为复杂，铺装中产生的应力也更大。

在车辆荷载的作用下，钢桥面在不同部位产生不同的变形，铺装层在不同部位的受力也不同，铺装的疲劳开裂问题更为严重[1]。

2.钢板吸热及传热能力强，夏季炎热时，桥面板的温度较水泥砼桥面板高20℃以上。

由于钢板吸热及传热快，因此在太阳直射及环境温度较高时，铺装底面、钢板表面最高温度可达60℃以上，加上铺装层所承受的太阳辐射热的积累，桥面铺装最高温度在60～70℃甚至更高的使用温度下，要求铺装层有更高的热稳性要求[2]。

三、采用同步碎石封层+SMA方案的原因

1. 同步碎石封层具有防水性能、层间粘结力、路面反射裂缝性、层间排水功能、抗裂性能以及追从性等优势。

2.SMA高温稳定性好，抗车辙能力强，路表面粗糙抗滑、行车安全，抗水害、耐老化，抗裂性好、耐久性好，同时还有追从性等优势。

3.当同步碎石封层与SMA一起使用时，在车辆荷载作用下，同步碎石封层能有效地吸收钢板的变形产生的应力，可以削减传到沥青层底面上的应力； SMA石料骨架跟随钢桥面板产生微小幅变形时，包裹石料的沥青马蹄脂可视为弹性体，吸收变形应力。两者相结合能有效地延缓裂缝产生，防止水的渗透，同时还能发挥SMA自身的优势。

四、钢桥面铺装层病害的处治

4.1施工方案

F匝道钢桥面铺装进行全面处治的方案总的来说就是刨掉原有铺装层 ，然后再加铺同步碎石封层和二层改性沥青SMA-13 ，分别是7cm SMA-13铺装下层（保护层）和4cm SMA-13铺装上层（面层）使整个钢桥面铺装恢复双层式 SMA结构。

4.2主要施工工艺

4.2.1施工前的准备工作

施工前，应彻底清除钢桥面的沥青混泥土、杂物，且钢桥面应保持干净、干燥。同时需用的设备进入待命状态，包括同步碎石封层车、胶轮压路机、摊铺机等。

4.2.2改性沥青洒布与碎石的撒铺

将装好料和改性沥青的同步碎石封层车开至施工起点。操作手调整好各个系统的工作参数，然后指挥驾驶员沿预先设置的控制线起步，行驶速度应控制在5～8 km/h左右；打开各料门控制开关，使沥青喷出，同时撒布均匀碎石。改性沥青洒布量的参数一旦设定，同步碎石封层车的控制系统就会根据车速自动调节沥青流量，使洒布量控制在设定值，误差控制在4-5%以内。碎石撒布量应根据现场试验检测，通过控制车速确定[3]。

4.2.3碾压

应采用胶轮压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压作业，采用轻型轮胎压路机稳压一、二遍，控制碾压速度为 5～8 km/h，使单粒径碎石最大限度嵌入改性沥青之中，加强粘结效果。没必要进行过多的碾压。

4.2.4清扫

在封层完成后应对沥青应力吸收层进行清扫，以清除多余的和没有粘结的松散碎石。

4.2.5 SMA混合料的摊铺

摊铺速度为3m/min，以便有足够时间在必须的温度下进行压实，并保持连续作业。混合料的摊铺温度在165℃～175℃之间。

4.2.6 SMA混合料的碾压

SMA混合料与普通沥青混合料相比，SMA混合料压实过程不同，由于SMA混合料降温特别快，120℃以下基本处于凝固状态，很难摊铺平整，应控制初压温度不低于140℃，终压温度不低于110℃。碾压温度越高越好，摊铺后应立即压实，不得等候。SMA的压实采取紧跟在摊铺机后面进行往复错轮碾压。压路机以2～4km/h的速度进行均匀的碾压，碾压顺序：首先皮轮碾压3遍，然后钢轮静压光面2遍（钢轮压路机只在面层碾压光面使用）。这里用皮轮碾压的原因是钢轮振动碾压容易和钢桥面产生共振造成严重的后果。

五、评价

5.1跟踪观测情况

于2012年11月20日对实验段进行了跟踪检测，经过一年的营运，实验路段总体情况良好，无坑洞、裂缝、唧浆等病害，只出现轻微的车辙。跟踪检测的主要数据：构造深度0.82mm、摩擦系数70BPN、渗水系数不渗。从目前路面状况来看至少2年無需病害处理。

5.2经济效益方面

如果采用两层AC-13C铺装结构2年所需费用为111326.2元，采用SMA-13+应力吸收层铺装结构层2年所需费用为92456.1元（由于缺乏大量数据，本论文只对材料进行经济分析）。如综合考虑使用寿命和养护成本，则其经济效益还是可观的。

六、小结

采用同步沥青碎石封层（应力吸收层）+SMA相结合的施工工艺对钢桥面进行病害处理，可以有效地延长钢桥面铺装层的使用年限，也减少了封道的次数，从而降低了因封道带来的安全隐患。同时从经济效益角度上分析也是可行的，还减少资源浪费的现象。

参考文献：

[1] 刘发伟.浅谈改性乳化沥青同步碎石封层的应用[J].价值工程，2014，33（25）：128-129.

[2] 任毅.CAN总线及GPS技术在同步碎石封层车上的应用[J].筑路机械与施工机械化，2014，31（12）：82-84.

[3] 章人元.同步碎石封层技术在公路养护中的应用[J].交通建设与管理（下半月），2014，（9）：35-36，40.