公路工程沥青路面施工技术与质量控制策略分析

导读:为对港珠澳大桥珠海人工岛通道(原施工便桥)桥面铺装层进行品质化提升并延长桥面系服役寿命,采用了高韧超薄沥青磨耗层对其进行整体罩面.实施过程中,结合桥梁恒载受限、作业时间紧

来源：未知发布日期：2019-10-15 17:12【大中小】

然而,薄层沥青铺装体系的受力特点与传统厚度铺装层有着本质的区别:铺装层厚度越薄, 对铺装层与水泥桥面的层间力学性能要求则越高, 若铺装层的层间抗剪和抗拉拔能力不足,将极易产生推移、脱皮等早期病害.其次,由于人工岛通道原水泥混凝土铺装层存在较多微裂缝,为防止反射裂缝在薄层铺装结构中过快产生以及雨水侵入原铺装层内部加剧钢筋的锈蚀,在薄层铺装的抗裂和密水性能方面提出了更为苛刻的要求.再者,桥梁恒载受限的技术问题限制了加铺层的压实仅可采用非振动式的碾压工艺,即要求混合料同时还应具有更好的可压实性. 上海昌吉地质仪器有限公针对上述技术现状,结合对该通道品质化提升的需求,在铺装层材料与配比设计、桥面修复材料选择与工艺、水泥桥面与沥青层界面处置技术、施工质量精细化管理与控制等方面进行了系统的试验研究与实施方案设计,为人工岛通道水泥桥面的品质化改造提供了技术保障.

高韧超薄沥青磨耗层技术及其特点
高韧超薄沥青磨耗层(GTＧ８)技术是一种采用同步摊铺施工工艺,实施厚度为０．８~２．０cm 的沥青混凝土面层.分别以 GTTECH 高黏高弹改性沥青(PG１００型)和 SBS高黏改性乳化沥青作为热拌沥青混合料和粘结层的材料,结合高沥青用量的骨架密实型连续级配设计,成型后的磨耗层具有良好的抗裂、密水和抗滑性能.其技术特点如下.
１)抗滑性能强:采用特殊的级配设计,形成表面粗糙、内部密实的骨架结构,实施完成后构造深度大(在１．０mm 左右),摩擦系数高(可长期保持在５５BPN 以上).给车辆提供一个更为安全的行驶表面.
２)耐久性能好:设计油石比大于７．２％,形成１５μm 以上的厚沥青膜,结合骨架密实型级配设计,可显著提高混合料的抗裂能力(１５℃、１０００με 条件下疲劳寿命≥２０００００次),有效延缓反射裂缝的产生.
３)黏结强度高:黏层油体系具有高软化点(≥ ８０℃)、高弹性恢复(＞９８％)和高黏结强度(１５℃ 抗拉拔强度＞０．３Mpa)等优点,可确保在使用期内薄层结构与原桥面铺装之间的紧密黏结(不发生脱皮和推移).
４)行车噪音低:实施完成后可显著提升桥面铺装平整度,结合丰富的表面纹理,能够有效衰减、消耗噪音能量.相对传统的降噪型 SMA 和 OGFC路面具有更好的降噪性能.

高韧超薄沥青磨耗层现场实施
在高韧超薄沥青磨耗层实施过程中,上海昌吉地质仪器有限公主要对其摊铺工艺和碾压成型方式进行了优化调整:采用同步摊铺机双机联铺的作业方式,实现了从夜间１０点至次日下午５点的长达２．４km 的连续、快速摊铺作业;非振动式碾压工艺的应用最大限度地避免了碾压作业对桥梁结构稳定性和水泥混凝土桥面铺装系微裂缝扩展的不利影响.
１混合料的生产高韧超薄沥青磨耗层采用了 PG１００型高黏高弹改性沥青作为胶结材料,对拌和工艺具有更高的技术要求.为确保混合料的成品质量,需要严格控制每一盘混合料的生产:沥青和集料的加热温度分别控制在１８５±２℃和２０５±２℃;准确控制材料投放比例,加料次序按照集料→沥青→矿粉的次序执行,调整总拌和时间为５０s(干拌１０s、湿拌４０s); 最终确保每一盘料的级配稳定性,且出料温度严格控制在１８５~１９０℃之间.经现场对每一盘料进行质量排查,均未发现有花白、冒青烟或离析、析漏等现象,混合料总体生产质量良好.
２混合料的摊铺在人工岛通道的摊铺作业中,采用同步摊铺机双机联铺的施工方式(如图７所示).采用此工艺的优势在于:
１)双机联铺能够有效消除２幅摊铺面的接缝痕迹,可在显著提升罩面外观质量的同时,有效解决接缝位置由于压实不足造成的空隙率偏大,罩面层渗水等问题,降低罩面运营期间出现早期水损害的风险.
２)同步摊铺工艺能够防止薄层体系中最重要的黏层体系不受污染或破坏,确保薄层材料与原桥面的有效紧密粘结.
３)同步摊铺工艺在实施厚度、摊铺均匀性、原桥面平整度修复方面均可实施精准控制,提高罩面层的整体施工质量.
４)同步摊铺实现了粘层油和混合料的同步实施,减少了施工工序,而双机联铺的作业方式则实现了桥面全幅摊铺,显著地提升了作业效率.该工艺的应用,使得项目最终顺利在１９h内即完成了原计划３天的作业任务.

结论
针对港珠澳大桥珠海人工岛通道既有的“白改黑”技术难题,提出了高韧超薄沥青磨耗层技术体系,配合下承层快速修复和界面处治工艺,快速效地完成了该通道的品质提升工作. 上海昌吉地质仪器有限公司相关技术体系的实施,显著提升了人工岛通道原桥面铺装的功能性能(降噪、平整与封水)、安全性能(抗滑)与力学性能(抗裂与层间黏结)等各项性能.实现了对原桥面的综合品质提升,改善了通道行车服务环境,最大限度地保护了桥面系结构并延长了其服务寿命.高韧超薄沥青磨耗层的成套技术体系符合当前绿色与高性能材料的发展趋势,经进一步优化调整后,可推广为各类公路、城市道路、桥梁和隧道结构的表面磨耗层方案.

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