張 亮

（邯鄲市光太公路工程有限公司，河北 邯鄲 056000）

水泥混凝土橋梁橋面鋪裝材料一般包含水泥混凝土鋪裝及瀝青混凝土鋪裝兩種橋面鋪裝體系。由于水泥混凝土橋梁結(jié)構(gòu)一般比較穩(wěn)定，對(duì)其橋面鋪裝系統(tǒng)要求不像鋼橋面鋪裝系統(tǒng)那樣嚴(yán)格，往往為人們所忽視。早期的水泥混凝土橋面鋪裝瀝青混凝土面層的工程項(xiàng)目，對(duì)水泥混凝土橋面板與瀝青混凝土面層之間都沒(méi)有做特殊的技術(shù)處理，最多是在層間撒布一定量的熱瀝青或改性乳化瀝青，由此使得橋面鋪裝過(guò)早產(chǎn)生松散、坑槽、唧漿和脫層等病害。一方面，這些病害使得橋面積水易滲入梁體使鋼筋銹蝕，特別在嚴(yán)寒的冬季滲入混凝土孔隙內(nèi)的水分結(jié)冰易導(dǎo)致混凝土面板或者鋼結(jié)構(gòu)橋面板產(chǎn)生破壞，影響橋梁的耐久性，縮短橋梁的使用壽命［1］。另一方面，橋面鋪裝滲水使鋪裝發(fā)生早期破壞，影響行車及橋梁安全，這樣裝既不經(jīng)濟(jì)，又會(huì)產(chǎn)生不良的社會(huì)影響。為此本文將對(duì)設(shè)置稀漿封層的水泥混凝土橋面鋪裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究。

1 試驗(yàn)原材料

1.1 改性乳化瀝青

改性乳化瀝青稀漿封層混合料中起粘結(jié)作用的主要是乳化瀝青中的瀝青材料。對(duì)于改性乳化瀝青稀漿封層來(lái)說(shuō)，不但需要采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)基質(zhì)瀝青，如重交通道路瀝青，而且乳化后的性能指標(biāo)特別重要。經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)均能滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。

1.2 集料

在改性乳化瀝青稀漿封層中必須有一定的粗骨料起骨架作用，其最大粒徑直接決定稀漿封層混合料的最大厚度。另外，要保持瀝青稀漿的密實(shí)性、耐久性以及與稀漿拌和攤鋪時(shí)的和易性，集料中還需要一定數(shù)量的細(xì)集料。良好顆粒級(jí)配組成的集料，一般均能形成密實(shí)而又穩(wěn)定的稀漿混合料。稀漿封層用集料為石灰?guī)r。

1.3 配合比設(shè)計(jì)

稀漿封層設(shè)計(jì)配合比（礦料∶瀝青乳液∶水=100∶14.2∶6）拌合出的混合料，其技術(shù)性能均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求。檢驗(yàn)級(jí)配如表1所示。

表1 稀漿封層集料檢測(cè)級(jí)配

2 層間粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)分析

“水泥混凝土板+改性乳化瀝青稀漿封層”結(jié)構(gòu)中，水泥混凝土板由試驗(yàn)室成型，表面較光滑，改性乳化瀝青稀漿封層混合料技術(shù)指標(biāo)符合要求。不同油石比下改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同油石比下改性乳化瀝青稀漿封層的抗剪強(qiáng)度

圖1顯示，改性乳化瀝青稀漿封層與水泥混凝土板之間的剪切力隨著油石比的不同而變化，雖然不是呈線性關(guān)系，但其強(qiáng)度變化的規(guī)律性十分明顯：當(dāng)改性乳化瀝青稀漿封層油石比在9.5%左右時(shí)，其45℃、25℃和5℃時(shí)的抗剪強(qiáng)度都達(dá)到最大值，分別是7.5%和11.5%的油石比在同溫度下的1.65倍、1.52倍、1.61倍和1.4倍、1.25倍、1.24倍。

試驗(yàn)結(jié)果還顯示，改性乳化瀝青稀漿封層下封層的油石比在7.5%～13.5%范圍內(nèi)。作為橋面鋪裝的防水粘結(jié)層，油石比宜高不宜低，這是因?yàn)樽鳛闃蛎驿佈b的防水粘結(jié)層中必須要有足夠的粉料［2］，因此需要更多的瀝青。另外，溫度對(duì)層間剪切強(qiáng)度的影響也比較大，尤其是高溫的影響更為明顯。在不同油石比下，25℃時(shí)的抗剪強(qiáng)度平均是45℃時(shí)抗剪強(qiáng)度的2倍。低溫時(shí)溫度對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響沒(méi)有高溫時(shí)那么明顯，5℃時(shí)的抗剪強(qiáng)度與25℃時(shí)的抗剪強(qiáng)度基本相當(dāng)，這是因?yàn)楦男匀榛癁r青稀漿封層油石比比較大的緣故。

另外，文獻(xiàn)顯示，瀝青混凝土面層中的剪應(yīng)力在150mm、100mm和40mm的瀝青混凝土中最大值分別為0.28MPa、0.28MPa和0.26MPa左右。而改性乳化瀝青稀漿封層下封層在油石比為7.5%左右時(shí)的抗剪強(qiáng)度為0.27MPa，如果按層間最大剪應(yīng)力分析，兩者值基本相當(dāng)。但為保證抗剪強(qiáng)度，建議橋面鋪裝改性乳化瀝青稀漿封層下封層的最低油石比控制在7.5%以上。

“改性乳化瀝青稀漿封層+不同型式的瀝青混凝土（AC10、SMA10、GA10）”結(jié)構(gòu)中，SMA為比較構(gòu)造深度比較大的瀝青混合料，AC次之，GA為懸浮式瀝青混合料，這三種型式的瀝青混凝土基本上包含了水泥混凝土橋梁瀝青混凝土鋪裝的結(jié)構(gòu)型式。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 與不同型式的瀝青混凝土之間的抗剪強(qiáng)度

由表2可以看出，改性乳化瀝青稀漿封層與瀝青混凝土層之間的抗剪強(qiáng)度特別大，這主要與“瀝青混凝土+改性乳化瀝青稀漿封層”這一特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)［2］。由于熱拌瀝青混凝土中粗大粒徑石料在高溫條件以及碾壓作用下嵌入改性乳化瀝青稀漿封層中形成很強(qiáng)的剪力鍵，使得此層間抗剪強(qiáng)度基本上達(dá)到1MPa以上。對(duì)于表面構(gòu)造比較深的SMA來(lái)說(shuō)，抗剪強(qiáng)度比密級(jí)配瀝青混凝土AC要稍高，而比懸浮式澆注式瀝青混凝土GA要大得多。改性乳化瀝青稀漿封層與SMA10、AC10和GA10層間的剪切強(qiáng)度大小的比較說(shuō)明，主要是熱拌瀝青混合料中粗大石料的嵌入增加了層間剪切強(qiáng)度。

試驗(yàn)結(jié)果還表明，層間撒布一定量的改性乳化瀝青粘結(jié)劑對(duì)提高層間的剪切強(qiáng)度作用并不明顯。一方面，作為水泥混凝土橋梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層中的一部分，剪切強(qiáng)度能達(dá)到1MPa以上的結(jié)構(gòu)層并不是鋪裝結(jié)構(gòu)中的薄弱層。另一方面，水泥混凝土橋梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)中層間的剪切應(yīng)力很難達(dá)到1MPa以上。因此這一層的剪切強(qiáng)度是比較穩(wěn)定的。

3 施工質(zhì)量控制

3.1 預(yù)濕水

在高溫干燥天氣下，稀漿封層與水泥混凝土橋面板接觸部分很容易破乳，從而影響防水層的內(nèi)聚力以及與橋面板的粘結(jié)性能。對(duì)原水泥混凝土橋面進(jìn)行預(yù)灑水，有利于稀漿封層與水泥混凝土板的牢固粘結(jié)。但對(duì)于撒布了其他粘結(jié)層的水泥混凝土橋面板不需要預(yù)濕水。

3.2 碾壓成型

當(dāng)稀漿封層的粘結(jié)力達(dá)到12N·m時(shí)，稀漿混合料已初凝，當(dāng)粘結(jié)力達(dá)到2.0N·m時(shí)，稀漿混合料已凝固到可以開(kāi)放交通的狀態(tài)［3］?？紤]水泥混凝土橋面鋪裝稀漿封層防水粘結(jié)層的作用以及使用要求，建議當(dāng)混合料初凝后，適時(shí)用輪重約4.5t、輪胎壓力約為3個(gè)大氣壓的輪胎壓路機(jī)碾壓，碾壓時(shí)做5個(gè)往返，從路中開(kāi)始，向外側(cè)擴(kuò)碾，碾壓速度為5～8km/h。碾壓有助于提高稀漿封層防水粘結(jié)層的防水效果以及內(nèi)聚力。

3.3 伸縮縫

許多水泥混凝土橋梁尤其是高速公路上的水泥混凝土橋梁的伸縮縫一般是填埋碎土，等橋面鋪裝完成后，再做橋梁伸縮縫。但由于稀漿封層的施工工藝為刮鋪施工，因此，填埋的碎石很容易被刮鋪箱刮起，使稀漿封層產(chǎn)生起拱、刮痕以及鋪裝過(guò)厚等問(wèn)題，因此鋪裝時(shí)必須有相應(yīng)的處理措施，比如預(yù)制一塊薄鐵皮覆蓋于橋梁伸縮縫上，或者填埋碎石時(shí)盡量使用細(xì)料，并盡量使填埋高度低于水泥混凝土橋面標(biāo)高，這兩種方式都可以避免稀漿封層被刮鋪箱刮起。

3.4 養(yǎng)生

待乳液破乳且水分完全蒸發(fā)后方可施工瀝青鋪裝層，這樣有利于稀漿封層的密實(shí)度和水泥混凝土板的粘結(jié)。一般應(yīng)在稀漿封層養(yǎng)生完成24h后，才能進(jìn)行瀝青鋪裝層的施工［4］。同時(shí)，在稀漿封層養(yǎng)生期間內(nèi)嚴(yán)禁開(kāi)放交通，若有特殊情況不得已行駛車輛時(shí)，要限速行駛，并派人定期清掃路面，以防止雜物在行車碾壓下?lián)p壞稀漿封層。對(duì)于損壞的稀漿封層，應(yīng)進(jìn)行人工修補(bǔ)。

4 結(jié)論

4.1 改性乳化瀝青稀漿封層作為水泥混凝土橋梁橋面鋪裝的防水粘結(jié)層，其較為優(yōu)化的鋪裝方案為：在水泥混凝土橋面板上涂刷一定量的粘結(jié)劑后，鋪裝6～9mm厚的改性乳化瀝青稀漿封層，再于其上直接鋪裝瀝青混凝土鋪裝面層。層間粘結(jié)劑的用量根據(jù)試驗(yàn)確定，粘結(jié)劑的種類可以根據(jù)橋面鋪裝使用性能要求并考慮其經(jīng)濟(jì)性加以選擇。

4.2 改性乳化瀝青稀漿封層施工投資少，工藝簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量容易控制，成型的混合料能有效保護(hù)水泥混凝土橋面板不受污染，使鋪裝主體與水泥混凝土橋面板之間的粘結(jié)更為有效。

［1］陳拴發(fā)，張占軍，周慶華，等.混凝土橋面防水層施工損傷性能研究［J］.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，（1）：95-99.

［2］胡敏玲，胡力群.改性乳化瀝青稀漿封層在高速公路橋面防水層中的應(yīng)用［J］.橋梁機(jī)械與施工技術(shù)，2006，（4）：37-39.

［3］常玉秀，王淑艷.改性乳化瀝青稀漿下封層工藝探討［J］.公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2009，（2）：68-69.

［4］鐘傳強(qiáng).稀漿封層在高速公路下封層中的控制要點(diǎn)［J］.山西建筑，2010，（3）：286-287.