宋人武

摘 要：以某中橋對橡膠瀝青碎石封層的應用情況為依托，通過現場跑車、剎車、掉頭等實體試驗從宏觀角度對其層間結合穩(wěn)定性進行驗證，并且基于現場拉拔試驗對其層間結合強度進行量化評價，同時提出了橡膠瀝青碎石封層施工質量控制要點。結果表明，橡膠瀝青作為水泥混凝土橋面的碎石封層材料具有較好的施工性能和使用效果。

關鍵詞：橡膠瀝青；碎石封層；層間結合穩(wěn)定性；施工控制

中圖分類號：U416.03 文獻標志碼：B

文章編號：1000-033X（2016）05-0051-04

Abstract： Based on the application of asphalt rubber chip seal to a mid-sized bridge， the interlayer bonding stability was verified by running the test of driving， braking and turning around on the deck. Quantitative evaluation of the interlayer bonding strength was conducted based on pull-out test， and the key points of construction quality control of asphalt rubber chip seal were proposed. The results show that as the chip seal material， asphalt rubber delivers great performance on cement concrete deck.

Key words： asphalt rubber； chip seal； interlayer bonding stability； construction control

0 引 言

橡膠瀝青作為新的碎石封層材料，對施工質量控制的要求特別嚴格，在施工過程中需要嚴格控制影響其層間結合穩(wěn)定性的各項關鍵環(huán)節(jié)，才能更好地發(fā)揮其良好的使用性能[1-3]。本文結合室內試驗研究成果，通過實體工程進行現場試驗，從而研究橡膠瀝青作為橋面碎石封層在鋪裝結構中的層間結合效果，并通過對其施工工藝及質量控制的研究，推廣應用范圍。

1 實體工程施工方案

以某中橋橋面為試驗工程進行橡膠瀝青碎石封層施工，其中：橡膠瀝青的噴灑溫度控制在190 ℃～200 ℃，噴灑量設定為2.0 kg·m-2；潔凈碎石撒布量為10 kg·m-2（能夠達到滿鋪面積的70%左右）；現場采用離心式壓力拋丸機對水泥混凝土橋面板進行噴砂打毛預處理。

現場碎石封層施工工藝為：混凝土橋面拉毛（或噴砂處理）；混凝土橋面清理（空壓機）；噴灑橡膠瀝青；撒布碎石（碎石必須干燥且清潔）；用膠輪壓路機碾壓1～2遍；清掃松散碎石；養(yǎng)護24 h。

碎石封層施作完畢后，隨即在現場進行跑車試驗、剎車試驗和車輛掉頭試驗，以驗證橡膠瀝青撒布碎石這種碎石封層的施工工藝是否具備良好的施工性能[4]。鋪筑完瀝青面層后，在現場進行拉拔試驗，以確定橡膠瀝青碎石封層的實際應用效果[5]。

2 現場試驗

2.1 跑車試驗

為保證瀝青混凝土橋面鋪裝施工的順利進行，要求碎石封層必須能夠抵抗施工機械（主要為攤鋪機和運料車等）的沖擊[6]。試驗采用后軸重為20 t的雙后軸載重車，以30 km·h-1的速度在該段碎石封層上行駛，觀察輪跡帶上的碎石封層有無推移、起層、裂縫和破損等現象。

試驗結果表明，該段碎石封層在行車荷載作用下，輪跡帶上未出現相應的破損現象，說明橡膠瀝青碎石封層能夠滿足運料車輛在施工過程中的正常行駛要求。

2.2 剎車試驗

由于運料車輛在橋面上制動的可能性比較大，需要測定橡膠瀝青碎石封層的抗剪性能。試驗采用后軸重為20 t的雙后軸載重車，以30 km·h-1的速度在該段碎石封層上行駛并緊急制動，觀察輪跡帶上的碎石封層有無明顯的剝離、起層、裂縫和破損等現象。試驗結果如圖1所示。

試驗結果表明，在運料車輛緊急制動作用下，輪跡帶上的碎石封層未出現明顯的破壞現象，說明橡膠瀝青碎石封層具有較好的抗剪性能，在施工過程中能夠滿足車輛緊急制動的要求。

2.3 車輛掉頭試驗

由于運料車輛不可避免地要在橋面上掉頭，需要測定橡膠瀝青碎石封層是否會因車輛掉頭而產生破壞。試驗采用后軸重為20 t的雙后軸載重車，在該段碎石封層上掉頭，觀察輪跡帶上碎石封層有無推移、剝離、起層、裂縫和破損等現象。

試驗結果表明，在車輛掉頭過程中，輪跡帶上的碎石封層未出現相應的破壞現象，說明橡膠瀝青碎石封層能夠滿足施工車輛的掉頭要求。

2.4 拉拔試驗

在橋面瀝青混凝土鋪裝后，可以在現場采用橋面鋪裝層測試系統(tǒng)（圖2）來檢測瀝青混凝土面層與水泥混凝土橋面板之間的粘結強度。該設備的工作原理與室內的萬能試驗機相同，都是通過拉鉤施加垂直拉拔力。

具體試驗方法為：在瀝青混凝土鋪裝層施工完畢后，用直徑10 cm的鉆芯機在橋面上鉆孔，鉆至水泥混凝土橋面板后取出鉆頭，使得該部分的瀝青混凝土與周邊的瀝青混凝土鋪裝層完全割斷；用環(huán)氧樹脂將橋面鋪裝層測試系統(tǒng)的金屬頭粘貼在瀝青混凝土表面；待環(huán)氧樹脂凝固后，通過橋面鋪裝層拉拔試驗系統(tǒng)對圓盤粘頭施加連續(xù)拉力（速率為10 mm·min-1），直至芯樣拉斷。

本次試驗在32 ℃的環(huán)境溫度下進行，共進行6次獨立試驗，破壞面均在碎石封層與水泥混凝土之間，試驗結果見表1。

與室內拉拔試驗數據相比，現場拉拔試驗所測得結果較小，而且變異性較大。究其原因，可能有以下幾點：鉆孔對瀝青混凝土鋪裝層的擾動較大，對層間結合狀況有一定影響；在取芯過程中，瀝青混凝土鋪裝層中滲入較多水分，影響其自身結合強度；水泥混凝土橋面板粗糙程度差異較大。但從總體上來講，現場拉拔試驗能夠在一定程度上有效地評價瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土橋面板之間的層間粘結強度，并對碎石封層的實際效果進行檢驗。

通過現場試驗簡單驗證橡膠瀝青碎石封層的層間結合穩(wěn)定性能，結果證明：橡膠瀝青碎石封層具有良好的施工性能，在施工過程中能夠滿足各種施工機械在其上正常行駛、剎車、掉頭等的要求，而且橡膠瀝青具有較高的粘度，能夠很好地將瀝青混凝土鋪裝層與水泥混凝土橋面板結合起來，從而使橋面在后期使用過程中發(fā)揮優(yōu)良的性能[7]。

3 施工質量控制

3.1 水泥混凝土橋面板預處理階段的質量控制

（1）防止碎石封層的噴涂厚度不均勻。水泥混凝土橋面板應該平整，對2 mm以上的尖銳突出物和凹深5 mm以上的小坑應進行打磨或修補處理；而且對于橫坡不符合要求的地方也應予以處理。

（2）防止碎石封層在施工過程中出現氣泡現象。水泥混凝土橋面板必須干燥，不能有任何明顯的潮濕區(qū)域。根據已有工程經驗，可以將含水量在6%以下時視為干燥狀態(tài)，而橋面處于干燥狀態(tài)的時間大概是澆注1個月后。

（3）防止碎石封層與水泥混凝土橋面板之間形成薄弱層。水泥混凝土橋面板必須潔凈，無塵土、油污、碎石或沙粒等施工殘留物。鋪設碎石封層前應該用空壓機、去油劑等將表面處理干凈，如有砂漿等結硬雜物，應將其打磨掉[8]。

（4）水泥混凝土橋面板的強度應達到設計標號，且表面不得有松散、浮漿、掉皮、空鼓和嚴重開裂現象。

（5）水泥混凝土橋面板必須注意養(yǎng)生，達到預期效果后才能鋪涂碎石封層，以免混凝土在施工后期由于嚴重收縮使碎石封層撕裂。

（6）為保證碎石封層能夠與水泥混凝土橋面板更好地結為整體，建議對水泥混凝土橋面進行噴砂或拉毛處理。拉毛處理時最好使用專用機械，以獲得均勻的粗糙表面；同時不能順著行車方向拉毛，否則將減小橋面的抗剪強度，在車輛行駛時易造成橋面剪切破壞，建議拉毛方向與行車方向垂直；拉毛之后采用吹風機將浮粒吹掉（根據經驗，橋梁兩側的防撞欄處容易遺留粉塵，最好采用吸塵器將粉塵吸走），最后采用高壓水槍沖洗橋面。

根據已有的施工經驗，對具體的常見缺陷提出處理建議，見表2。

3.2 噴灑橡膠瀝青及撒布碎石階段的質量控制

（1）橡膠瀝青碎石封層噴涂之前應該對其性能進行嚴格檢驗。橡膠瀝青碎石封層材料的質量檢測分為物理性能檢測和路用性能檢測，性能檢測合格后才可進行噴涂，具體檢測項目見表3。

（2）橡膠瀝青施工時的最低氣溫不應低于5 ℃，在雨天、霧天及大風天氣不得施工，嚴禁夜間施工。

（3）橡膠瀝青碎石封層應該采用專用機械進行噴灑式施工，將橡膠瀝青用瀝青泵泵入瀝青灑布車，且在瀝青泵管道入口和出口處設置篩網，以防止雜物進入瀝青灑布車中。

（4）瀝青灑布車進入橋面施工范圍以前，應該清除輪胎上粘附的泥土等雜物，防止行駛過程中污染橋面。灑布范圍周邊的防水粘結材料應予以保護，起點及終點用油氈墊好，兩端保護長度必須達到15 m以上。

（5）噴灑前應清理灑布管道并試噴檢查，每一噴嘴均噴射出后，才能進行噴灑。不需要灑粘層油，直接分2～3層并按一定的方向順序噴灑橡膠瀝青。噴灑時應做到厚度適宜，噴灑均勻，不得有流淌、堆積或漏噴現象，以保證碎石封層在橋面上形成一個完整的表層。橡膠瀝青的噴灑溫度控制在190 ℃～200 ℃，其用量控制為1.8～2.2 kg·m-2。

（6）若有漏噴，應該進行人工補涂，補涂時應能夠確保補涂厚度達到碎石封層材料的要求厚度。整個噴灑過程直至撒布碎石保護層前，應封閉交通，嚴禁任何人踩踏未干的碎石封層，禁止穿帶跟或帶釘底鞋作業(yè)，以免損壞碎石封層。

（7）噴灑橡膠瀝青之后應立即撒布一層干燥且潔凈的碎石作保護層，并用26 t的膠輪壓路機以較慢的速度穩(wěn)壓1～2遍。碎石撒布量控制在10 kg·m-2 左右，覆蓋表面70%左右。為提高層間結合效果，應提前將碎石在160 ℃～165 ℃下進行預熱處理。

（8）橡膠瀝青及碎石保護層施工完畢后，應指派專人進行管理、養(yǎng)護。至少養(yǎng)護24 h后方可允許車輛以低于5 km·h-1的速度行駛，且不得剎車或掉頭；同時嚴禁重物沖擊碎石封層，封層上不得任意堆放物品。

3.3 瀝青混凝土鋪裝階段的質量控制

水泥混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝層的施工程序及工藝與常規(guī)的路面施工基本一致。為保證瀝青混凝土鋪裝層自身的質量，必須嚴格檢查原材料質量，認真做好目標配合比及生產配合比的設計；嚴格控制瀝青混合料的拌和時間及溫度；嚴格控制碾壓工序，確保壓實質量。這些措施在保證瀝青混凝土鋪裝層質量的同時，也在一定程度上提高了碎石封層的使用性能，延長其使用壽命。以下就試驗工程施工過程中出現的一些問題進行詳細說明。

（1）橡膠瀝青及碎石保護層灑（撒）布完成并至少養(yǎng)護24 h以后，經技術人員檢驗合格方可進行瀝青混凝土鋪裝層的施工。

（2）施工過程中必須嚴格控制碾壓工序，對實行空隙率和壓實度雙控來保證壓實質量，并通過防止混合料離析等措施來改善鋪裝層的抗開裂能力，從而減少水分的滲透。尤其應該重視瀝青混凝土鋪裝層在靠近隔離帶部分的壓實質量，防止間隙水從此滲入。

（3）運輸車輛及攤鋪、碾壓設備在施工過程中應保持勻速前進，不得在未碾壓成型路段上轉向、調頭或急剎車等，以免對碎石封層造成人為破壞。

（4）施工完成后，不得有殘留物堵塞排水管道，以免造成橋面排水困難。

3.4 碎石封層施工質量檢驗

（1）水泥混凝土橋面板的厚度、強度、結構尺寸及瀝青混凝土鋪裝層的厚度、壓實度等項目的檢測按《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2004）執(zhí)行。

（2）水泥混凝土橋面板的表面清潔度、干燥度以及碎石封層的表觀質量均用目測檢驗。

（3）碎石封層的粘結強度在瀝青混凝土鋪裝層施工完畢后用拉拔儀進行檢測，也可以委托檢測單位進行檢測。

4 結 語

（1）通過對實體橡膠瀝青碎石封層進行現場跑車、剎車、掉頭及拉拔試驗，發(fā)現碎石封層的各項技術指標表現良好，明確了橡膠瀝青碎石封層的施工技術參數為：橡膠瀝青噴灑溫度控制在190 ℃～200 ℃，噴灑用量設定在2.0 kg·m-2；潔凈碎石撒布量為10 kg·m-2（能夠達到滿鋪面積的70%左右）。

（2）為保證碎石封層能夠與水泥混凝土橋面板更好地結為整體，應采用專用機械對水泥混凝土橋面進行噴砂或拉毛處理，同時拉毛方向應與行車方向垂直。

（3）水泥混凝土橋面板必須干燥，不能有任何明顯的潮濕區(qū)域，一般應在橋面澆注1個月后才能進行碎石封層鋪筑。

參考文獻：

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[5] 付 強.橡膠瀝青應用技術研究[D].西安：長安大學，2009.

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[8] 周澤洪，鄭南翔，紀小平.基于層間抗剪強度的同步碎石下封層的設計[J].長安大學學報：自然科學版，2011，31（2）：22-24.

[責任編輯：杜敏浩]