TFT高粘高彈薄層瀝青混合料在宜賓長江大橋的應用研究

董超

摘要 傳統(tǒng)瀝青混合料鋪筑厚度及自重大，不適宜用于不能增加恒載的橋面鋪裝，而高性能瀝青混合料薄層罩面，結(jié)合原橋面精銑刨處理，用于橋面鋪裝升級改造基本不增加橋梁恒載。文章介紹了宜賓長江大橋橋面鋪裝薄層罩面升級改造方案、薄層瀝青混合料配合比設計、工程實施情況等，表明TFT高粘高彈瀝青混合料作為一種新型橋面薄層罩面材料，能顯著改善橋面外觀，提高行車舒適性、安全性，減少揚塵和噪聲污染，為薄層瀝青橋面鋪裝設計及施工提供一定參考。

關(guān)鍵詞 高粘高彈;薄層;瀝青混合料

中圖分類號 U416.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）10-0122-04

0 引言

早期修建的水泥混凝土橋面鋪裝存在揚塵、噪聲大、行車舒適性差等問題，亟須升級改造，但傳統(tǒng)的瀝青混合料因鋪筑厚度及自重大，在橋面鋪裝升級改造中使用受限。近年，隨著瀝青路面新材料、新設備、新工藝的不斷發(fā)展，高性能薄層瀝青罩面技術(shù)的發(fā)展為水泥混凝土橋面鋪裝升級改造提供了新的契機。

1 概述

1.1 項目概況

宜賓長江大橋主橋為雙塔斜拉橋，主跨（184+460+184） m，橋梁全長928.73 m，雙向四車道，鋼纖維混凝土橋面鋪裝，2008年建成通車。近年來，該橋車流量逐年增大，年平均日交通量達到5萬～6萬輛小客車。在車輛長期荷載的作用下，橋面鋪裝出現(xiàn)了局部破損或坑函，揚塵、噪聲污染問題日益突出，抗滑性能也逐年下降，亟須改造以消除安全隱患，提高行車的安全性和舒適性。

1.2 改造方案

根據(jù)原橋面鋼纖維混凝土鋪裝病害情況以及不增加橋面恒載的實際需求，結(jié)合交通量、氣候、原材料、施工工期等影響因素，考慮提高行車安全性和舒適性的實際需求，經(jīng)多方方案比選論證，最終確定采用TFT高粘高彈薄層瀝青混合料罩面方案：

（1）原橋面鋪裝局部破損采用快硬混凝土進行修補。

（2）原橋面病害處治完成后精銑刨1.5 cm。

（3）同步鋪筑2.0 cm TFT高粘高彈薄層瀝青混合料+專用粘層乳化瀝青[1]。

1.3 方案特點

（1）原橋面鋼纖維混凝土鋪裝銑刨1.5 cm后，加鋪2.0 cm TFT高粘高彈薄層瀝青面層，基本滿足不增加橋面恒載的實際需求。

（2）為滿足路面抗滑及瀝青面層與粘層瀝青同步鋪筑的實際需要，加鋪瀝青面層混合料宜選用空隙率較大的空隙骨架結(jié)構(gòu)。

（3）加鋪瀝青面層厚度僅為2.0 cm且采用空隙骨架結(jié)構(gòu)，為保證瀝青混合料本身強度、溫度穩(wěn)定性以及耐久性、抗疲勞性能，應選擇采用優(yōu)質(zhì)的碎石材料、專用的瀝青結(jié)合料及專用的粘層材料[2，3]。

（4）加鋪瀝青面層厚度僅為2.0 cm，對施工機具及施工工藝要求高。

2 配合比設計

在進行TFT高粘高彈薄層瀝青混合料目標配合比設計時，結(jié)合項目所在地區(qū)氣候條件、交通量等因素，重點考慮瀝青混合料的耐久性、抗滑及抗水損害性能，基于瀝青混合料破壞作用機理，采用增強型空隙骨架結(jié)構(gòu)設計[4，5]。

2.1 主要原材料

（1）采用四川圣翔瀛通實業(yè)有限公司專用的TFT高粘高彈改性瀝青，該瀝青60 ℃動力粘度高可滿足瀝青混合料使用性能要求，同時150 ℃運動粘度低可滿足施工和易性要求，檢測結(jié)果詳見表1：

（2）粗集料采用峨邊金豐礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的玄武巖碎石，其磨光值、壓碎值等主要技術(shù)指標檢測結(jié)果均符合要求，詳見表2。

（3）細集料采用專門加工的機制砂。

（4）填料采用石灰?guī)r礦粉。

（5）纖維采用絮狀木質(zhì)素纖維。

2.2 礦料級配

（1）根據(jù)設計文件推薦礦料級配范圍選擇3組不同的礦料級配分別為級配一、級配二、級配三作為初選級配，詳見表3。

（2）采用體積法測定試件的體積指標，試驗結(jié)果詳見表4。

（3）選擇2.36 mm篩孔為關(guān)鍵篩孔，根據(jù)初選礦料級配及上述馬歇爾試驗結(jié)果，繪制關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率與空隙率的關(guān)系曲線[6]（圖1）。

（4）選擇目標空隙率為13%，查詢關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率與空隙率的關(guān)系曲線圖，可得對應目標空隙率為13%的關(guān)鍵篩孔通過質(zhì)量百分率為25.0%，優(yōu)化初選礦料級配作為設計礦料級配，詳見表5、圖2。

2.3 選定級配的馬歇爾試驗

根據(jù)優(yōu)選礦料級配，以油石比為5.60%、5.60%±0.30%進行馬歇爾試驗，驗證瀝青混合料的性能參數(shù);同時采用析漏試驗、浸水飛散試驗，驗證瀝青混合料的施工性能（表6）。

由表6混合料試驗結(jié)果分析，油石比為5.6%時所測馬歇爾指標、瀝青析漏損失、瀝青混合料飛散損失均滿足要求，確定項目最佳油石比為5.6%。

2.4 TFT高粘高彈薄層瀝青混合料性能驗證

采用優(yōu)選礦料級配及5.6%油石比，進行TFT高粘高彈薄層瀝青混合料高溫抗車轍試驗及浸水馬歇爾試驗，試驗結(jié)果符合要求：

（1）浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度實測結(jié)果為98.4%，滿足設計及規(guī)范要求。

（2）60 ℃車轍動穩(wěn)定度實測結(jié)果為8 400次/mm，滿足設計及規(guī)范要求。

3 工程實施情況

3.1 施工準備

（1）3000型間歇式熱拌站1座，清理熱倉及瀝青管道余料。

（2）同步攤鋪機1臺，在進行熱拌瀝青混合料攤鋪的同時灑布專用粘層乳化瀝青。

（3）配套的運輸車輛及壓實設備若干。

（4）原材料進場并檢驗合格。

3.2 薄層瀝青混合料施工

3.2.1 混合料拌和

為了保證瀝青膠結(jié)料泵送順利，泵送前瀝青需加熱至160～170 ℃，混合料拌和時間宜采用50～55 s，嚴格控制出料溫度在170～190 ℃。

3.2.2 混合料運輸

運料車車廂必須清理干凈，保證運輸中不會出現(xiàn)雜料混入超薄磨耗層混合料，車廂底部和側(cè)面板涂刷適當隔離劑，運輸車在運輸過程中應注意防雨、防塵與保溫。

3.2.3 混合料攤鋪

使用同步攤鋪機同步完成專用粘層乳化瀝青灑布及熱拌瀝青混合料攤鋪，瀝青混合料攤鋪溫度宜控制在160～180 ℃之間，攤鋪速度不應大于3 m/min。

3.2.4 混合料壓實

配備不少于2臺雙鋼輪壓路機，靜態(tài)碾壓，壓路機必須緊跟攤鋪機，碾壓完成后瀝青混合料溫度不宜低于120 ℃，碾壓期間壓路機鋼輪表面應保持灑水濕潤，以防止粘輪。

3.3 檢測及開放交通

施工完成后，檢測路面平整度、路面抗滑、瀝青混合料壓實度、瀝青面層與原橋面鋼纖維混凝土鋪裝層層間粘接均滿足設計及規(guī)范要求，橋面外觀、行車舒適性、安全性顯著提高，揚塵及噪聲顯著降低（圖3）。

4 結(jié)語

（1）橋面鋼纖維混凝土通過銑刨并加鋪TFT高粘高彈薄層瀝青磨耗層，在基本不增加橋梁恒載的情況下，可顯著改善橋面外觀，提高行車舒適性、安全性，減少揚塵和噪聲污染。

（2）TFT高粘高彈改性瀝青，60 ℃動力粘度高，150 ℃運動粘度低，在滿足高粘高彈薄層瀝青混合料對路用性能的高要求的同時，解決了施工和易性的問題。

（3）采用增強型空隙骨架結(jié)構(gòu)設計，TFT高粘高彈薄層瀝青混合料選擇目標空隙率為13%時，可滿足瀝青面層與粘層瀝青同步鋪筑的要求，同時瀝青混合料路用性能指標滿足要求。

（4）雙鋼輪壓路機靜態(tài)碾壓，能夠達到要求的壓實效果，同時不會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。

參考文獻

[1]公路瀝青路面設計規(guī)范： JTGD50—2017[S]. 北京：人民交通出版社， 2017.

[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范： JTGF40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[3]孫立軍. 瀝青路面結(jié)構(gòu)行為理論[M]. 北京： 人民交通出版社， 2005.

[4]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程： JTJE20—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

[5]李斌. HET高性能抗滑表層在特長隧道路面抗滑處治中的應用[J]. 廣東公路交通， 2021（6）： 1-6.

[6]陳樂平， 裘秋波， 李興平， 等. 小粒徑瀝青混合料路用性能試驗研究[J]. 公路， 2021（11）： 82-85.