潮白河大橋橡膠瀝青應(yīng)力吸收層

1、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層在潮白河大橋橋面鋪裝工程中的應(yīng)用 順義分局項(xiàng)目監(jiān)理部 段銀茂前 言復(fù)合式橋面鋪裝具有水泥混凝土結(jié)構(gòu)承載能力大和柔性路面行車舒適的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)常成為首選的橋面結(jié)構(gòu)形式。然而，復(fù)合式橋面鋪裝在使用過程中，容易產(chǎn)生水泥混凝土反射裂縫問題。水泥混凝土反射裂縫不但影響行車的舒適性，還對(duì)橋梁的主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生極大的破壞，進(jìn)而縮短橋梁的使用壽命。因此，如何預(yù)防復(fù)合式路面反射裂縫，就成了公路工程建設(shè)需要重點(diǎn)考慮的問題。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層整體結(jié)構(gòu)是一種柔性體系，由于其優(yōu)良的應(yīng)力、應(yīng)變消減和吸收能力，從而能夠大大減緩瀝青混凝土面層反射裂縫的產(chǎn)生。此外，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層還具有防水作用、粘結(jié)作用、施工速度

2、快、質(zhì)量易于控制的諸多優(yōu)點(diǎn)。本文在分析橡膠應(yīng)力吸收層的工作機(jī)理基礎(chǔ)之上，介紹橡膠瀝青應(yīng)力吸收層在潮白河大橋橋面鋪裝工程中的應(yīng)用，對(duì)復(fù)合式橋面鋪裝預(yù)防反射裂縫的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理都具有一定的參考價(jià)值。一、工程概況（一）工程概述順平路潮白河大橋位于順平公路K9+774.60處，為順平公路上的一座特大型橋梁，其橋位于北京順義縣城東南，跨越潮白河。大橋分主橋及引橋兩部分，橋全長(zhǎng)640.22米，其中主橋長(zhǎng)180.0米，引橋長(zhǎng)460.22米。主橋上部結(jié)構(gòu)采用鋼管混凝土系桿拱，主孔跨徑108米，兩邊孔跨徑均為36米，全長(zhǎng)180米。該橋經(jīng)過多年的運(yùn)營(yíng)，至2006年，已出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的病害，而且病害仍在發(fā)展，其病

3、害主要表現(xiàn)為如下方面：主橋橋面產(chǎn)生縱向裂縫、橋面板鉸縫漏水，部分露出箍筋及主筋，橋面板底縱向裂縫。橋面吊桿防水蓋脫空；墩身裂縫、鋼板銹蝕。引橋T梁外觀局部現(xiàn)澆段有漏水及堿集料反應(yīng)現(xiàn)象，橋頭路基沉陷、橋頭跳車，墩蓋梁支點(diǎn)上緣及跨中下緣有豎向裂縫。 （二）主要維修加固工程項(xiàng)目經(jīng)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)與設(shè)計(jì)單位評(píng)估，需要對(duì)該橋進(jìn)行維修加固。全橋維修加固主要工作內(nèi)容為：吊桿更換，系桿更換、橋面板和橋面鋪裝翻新、主橋和引橋裂縫封閉等。1吊桿：設(shè)計(jì)更換吊桿，吊桿索體為雙層PE的PES（FD）7-127拉索，配套錨具上、下端皆為OVMDS（K）7-127張拉端錨具。成品吊桿采用全封閉結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐。索體鋼絲內(nèi)注防腐油脂

4、，雙層HDPE之間設(shè)一隔離層。墩頭延伸至蓋板上方與防水罩相連，防水罩采用雙層罩體，多重防護(hù)，應(yīng)用多種高性能隔水材料，有效防護(hù)入侵。2系桿：修補(bǔ)橋面時(shí)更換系桿。系桿采用FSMXGKB15-27索體，錨具采用FSM.XGKB15-27可換索式系桿索錨具。3橋面板：更換全部機(jī)動(dòng)車道橋面板，新結(jié)構(gòu)采用變截面簡(jiǎn)支T梁，全橋共中梁200片，邊梁80片。4橋面鋪裝：更換主橋全橋鋪裝為“10厘米厚防水混凝土橋面+5厘米SMA-16瀝青混凝土”。5主橋和引橋裂縫封閉：（1）橋墩墩身：橋墩表面裂縫采用真空灌漿封閉、橋墩表面整體涂刷阻銹劑及防水涂料。（2）橋墩蓋梁表面：橋墩表面脫皮部分清楚干凈后用修補(bǔ)砂漿修復(fù)，蓋梁

5、表面整體涂刷防水涂料，內(nèi)摻阻銹劑。（3）縱梁：封閉裂縫、表面整體涂刷阻銹劑及防水涂料，定期觀察并維護(hù)表面。（4）主梁：梁體表面破損部位及橫梁破損部位用修補(bǔ)砂漿修補(bǔ)，裂縫用真空灌漿封閉，邊梁外側(cè)及破損部位表面涂刷阻銹劑防水涂料。（5）蓋梁修補(bǔ)：裂縫用真空灌漿封閉，表面涂刷阻銹劑防水涂料。（6）蓋梁加固：蓋梁頂面粘貼鋼板，提高蓋梁承載能力10%。（7）橋頭沉陷：路面增補(bǔ)部分瀝青混凝土找平。（三）項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)實(shí)施單位經(jīng)過招標(biāo)，業(yè)主選擇了項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施單位，各相關(guān)單位如下：1建設(shè)單位：北京市交通委員會(huì)路政局順義公路分局。2. 設(shè)計(jì)單位：北京國(guó)道通公路設(shè)計(jì)研究院。3. 監(jiān)測(cè)單位：清華大學(xué)結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)中心。

6、4. 承包單位：中國(guó)路橋工程責(zé)任有限公司。5. 監(jiān)理單位：北京建工京精大房工程建設(shè)監(jiān)理公司。（四）項(xiàng)目建設(shè)過程潮白河大橋加固工程于2007年4月1號(hào)開工，2007年7月25日交工。缺陷責(zé)任期至2009年7月25日。該橋2007年7月25日交工后，經(jīng)過一年多的使用，西側(cè)（進(jìn)京方向）瀝青混凝土橋面出現(xiàn)了局部車轍、裂縫、擁包現(xiàn)象。經(jīng)相關(guān)的專家組、監(jiān)測(cè)單位、設(shè)計(jì)單位評(píng)估，認(rèn)定為：由于西側(cè)（進(jìn)京方向）車流量大，且橋梁在進(jìn)京方向經(jīng)常處于承受超重載（北京現(xiàn)代汽車廠車輛運(yùn)輸車、進(jìn)京建筑材料貨運(yùn)車）狀態(tài)所致。經(jīng)過專家組、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位研究，確定潮白河大橋西側(cè)（進(jìn)京方向）瀝青混凝土橋面處理

7、方案為：將破損的瀝青混凝土路面銑刨，重做防水層，加鋪橡膠瀝青SAMI應(yīng)力吸收層，4cm改性瀝青SMA-16瀝青混凝土罩面，并對(duì)交通工程標(biāo)線重新施劃。由于該橋西側(cè)橋面鋪裝在缺陷責(zé)任期出現(xiàn)使用問題，為確保行車安全及橋梁主體結(jié)構(gòu)不受破壞，綜合考慮天氣、交通影響，2010年7月13日至2010年7月15日，由中國(guó)路橋工程責(zé)任有限公司對(duì)西側(cè)橋面瀝青混凝土進(jìn)行了處理。二、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的作用機(jī)理橡膠瀝青吸收層是在水泥混凝土面板上灑布一層橡膠瀝青（23kg/m2），然后撒布等粒徑的預(yù)拌瀝青碎石（9.5mm左右，1522 kg/m2），最后通過輪胎壓路機(jī)適度碾壓使橡膠瀝青上翻（達(dá)到碎石高度的5070%左右

8、）并穩(wěn)定碎石而形成的一個(gè)界面功能層。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層除了能夠大大減緩瀝青混凝土面層反射裂縫的產(chǎn)生，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 防水作用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層能形成1cm左右厚度的瀝青膜，同時(shí),其膠結(jié)材料橡膠瀝青對(duì)半剛性基層的各種空隙和縫隙的封閉作用，能有效防止水分浸入基層橋面鋪裝，起到保護(hù)基層橋面鋪裝的作用。2.粘結(jié)作用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層具有優(yōu)良的粘結(jié)作用，與下面層和上鋪裝層的粘結(jié)力強(qiáng)，能有效將路面鋪裝層與基層粘結(jié)成一個(gè)整體，有利于結(jié)構(gòu)整體受力，提高路面的使用壽命。3.施工速度快橡膠瀝青應(yīng)力吸收層采用一臺(tái)橡膠瀝青灑布車和一臺(tái)碎石撒布車即可，施工完畢后即可施工瀝青混凝土面層，施工速度快。4.質(zhì)量易于控制

9、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工時(shí)，只需嚴(yán)格控制膠結(jié)料（橡膠瀝青）質(zhì)量與撒布量、碎石的撒布量、保證撒布均勻，即可保證施工質(zhì)量，受人為因素影響小。用于橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的結(jié)合料和集料，必須具備以下重要特點(diǎn)：（一）碎石1.采用等粒徑碎石。等粒徑碎石能夠確保其上瀝青層具有良好的支承，使瀝青面層保持較為有利的受力狀態(tài)。2. 碎石顆粒本身具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，可以削減傳到瀝青層底面上的應(yīng)力。（二）橡膠瀝青1.橡膠瀝青在水泥混凝土橋面鋪裝表面形成一個(gè)連續(xù)的瀝青膜，可以有效地阻止水分下滲。2.在水泥混凝土鋪裝上灑布的橡膠瀝青具有一定的厚度，橡膠瀝青彈性恢復(fù)率大，保證了其上鋪裝的瀝青面層與水泥混凝土板之間存在一定的水平相

10、對(duì)位移余量。從上述特點(diǎn)可以看出，橡膠應(yīng)力吸收層的作用機(jī)理就是：通過界面橡膠瀝青水平剪切變形和碎石的轉(zhuǎn)動(dòng)，削減和吸收由水泥混凝橋面鋪裝在裂縫處的相對(duì)位移引起的瀝青層的應(yīng)力或應(yīng)變，達(dá)到預(yù)防或延緩反射裂縫發(fā)生的作用。三、橡膠瀝青的生產(chǎn)（一）橡膠瀝青的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量控制在橡膠瀝青使用前，必須對(duì)橡膠瀝青的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，橡膠瀝青的質(zhì)量尤其是粘度必須符合表1的要求才能使用，否則應(yīng)不予使用。表1 橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法粘度，177，(Pa.s)1.54.0T 0625針入度 (25,100g,5s)，（0.1mm） 不小于25T 0604軟化點(diǎn)，不小于（）54T 0606彈性恢復(fù)，25，不小

11、于（%）50T 0662（二）石料石質(zhì)應(yīng)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒，本次橋面鋪裝處理使用了接近立方體顆粒的玄武巖碎石。所使用的石料滿足表2的技術(shù)要求。表2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層石料技術(shù)要求項(xiàng) 目技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法堅(jiān)固性12%T 0314壓碎值10%T 0316針片狀顆粒含量10%T 0312（三）橡膠瀝青的生產(chǎn)橡膠瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵因素是溫度的控制。生產(chǎn)前，基質(zhì)瀝青需加熱到204226的高溫，橡膠瀝青膠結(jié)料必須在攪動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)至少應(yīng)達(dá)到45分鐘，反應(yīng)溫度應(yīng)保持在規(guī)定的190218。其間，要不斷監(jiān)測(cè)橡膠瀝青的品質(zhì)（主要是粘度指標(biāo)），待反應(yīng)結(jié)束后，檢驗(yàn)橡膠瀝青是否滿足有關(guān)的技術(shù)要求，如合格則可用于生產(chǎn)或施工

12、，否則，需要重新調(diào)整橡膠瀝青的配比，進(jìn)一步加工。橡膠瀝青生產(chǎn)完成后，應(yīng)將橡膠瀝青保溫儲(chǔ)存，用于儲(chǔ)存橡膠瀝青和基質(zhì)瀝青的儲(chǔ)存罐須有加熱和保溫裝置，以使儲(chǔ)存罐能保持在規(guī)定的溫度，溫度范圍一般為190218。儲(chǔ)存灌還應(yīng)有攪動(dòng)裝置攪動(dòng)橡膠瀝青以保持膠粉顆粒良好地分散，否則顆粒就會(huì)下沉到罐底或者上浮到表面。（四）橡膠瀝青膠結(jié)料的延遲使用和再加熱橡膠瀝青在45分鐘的反應(yīng)之后，如果4小時(shí)內(nèi)不使用，應(yīng)停止加熱。保溫罐里的橡膠瀝青的降溫速度是不一樣的，但是如果在使用前溫度低于190就需要再加熱。橡膠瀝青冷卻后再加熱到190218稱為一個(gè)加熱循環(huán)。橡膠瀝青再加熱的循環(huán)次數(shù)不能超過兩次，但是橡膠瀝青的質(zhì)量必須一直能

13、夠滿足表1的要求，尤其是最低粘度要求。當(dāng)橡膠瀝青延遲時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，只要橡膠瀝青處于液態(tài)，橡膠和瀝青就會(huì)反應(yīng)，在這個(gè)過程中橡膠就會(huì)降解。為了使粘度恢復(fù)到規(guī)定的水平，一般需要再添加膠粉（添加量一般不超過瀝青的10%），在190218混合再反應(yīng)至少45分鐘以生成滿足要求的橡膠瀝青。四、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工（一）施工前準(zhǔn)備施工前，基面的處理必須滿足規(guī)定要求，同時(shí)應(yīng)徹底清除基面上的泥土、雜物，并確?；娴拇植?、干凈、干燥。需用的設(shè)備應(yīng)進(jìn)入待命狀態(tài)，包括橡膠瀝青灑布車、碎石撒布機(jī)、膠輪壓路機(jī)。對(duì)舊有瀝青混凝土面層銑刨作業(yè) 防水層施工（二） 施工工藝流程1.預(yù)拌碎石為保證撒布的石料與橡膠瀝青的充分粘結(jié),石

14、料需預(yù)先采用油石比為0.400.60%的普通熱瀝青進(jìn)行預(yù)裹，拌和溫度在150170。2.彈性活化橡膠瀝青的灑布在處理好的基面上噴灑橡膠瀝青。橡膠瀝青用量23kg/ ，灑布必須均勻，瀝青灑布量要嚴(yán)格控制，不宜多也不宜少，噴灑最大偏差量不應(yīng)超過規(guī)定的±0.2kg/。瀝青縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊10cm左右。橡膠瀝青的灑布車3.撒布碎石噴灑橡膠瀝青后應(yīng)立即滿鋪碎石，本次橋面鋪裝處理，碎石撒鋪量控制為1522kg/，使用碎石撒布車撒布。以滿鋪、不散失為度，對(duì)于局部碎石撒鋪量不足的地方，采用人工補(bǔ)足。最低撒布溫度不低于120。碎石撒布車4.碾壓采用輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。碎石撒鋪后，立即進(jìn)行了碾

15、壓作業(yè)。施工中為了確保碾壓的溫度，要求膠輪緊隨碎石撒布車后面碾壓，距離不能超過5米,碾壓遍數(shù)23遍為宜。表3 碾壓時(shí)間要求溫度完成碾壓時(shí)間40以上20分鐘18 至40之間10分鐘5.清掃碾壓完畢后，清除多余的沒有粘結(jié)的松散碎石，以避免影響與上層的粘結(jié)性能。6.開放交通要求橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工應(yīng)與上面層瀝青混凝土緊湊進(jìn)行，中間不開放交通。待碾壓施工完成3小時(shí)后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。瀝青混凝土施工 重新施劃標(biāo)線（三）注意事項(xiàng)1.施工時(shí)，氣溫和路面溫度不易低于18。2.路面應(yīng)潔凈、干燥。3.應(yīng)注意風(fēng)速，風(fēng)速應(yīng)不能影響到工程的施工。4.雨天和即將下雨的天氣不能進(jìn)行橡膠瀝青應(yīng)力吸

16、收層的施工。五、監(jiān)理對(duì)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工質(zhì)量控制項(xiàng)目監(jiān)理部在橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工監(jiān)理工作中，制訂了明確的目標(biāo)、要求和保證措施，在實(shí)際工作中，嚴(yán)格人、料、機(jī)、法、環(huán)以及安全管理，順利地完成了監(jiān)理工作，保證了工程質(zhì)量。（一）質(zhì)量控制要點(diǎn)1.重視施工方案的審批，在審批中提出了建設(shè)性的意見和要求。2.認(rèn)真編制監(jiān)理實(shí)施細(xì)則。3.認(rèn)真審批材料廠家，嚴(yán)格把住了材料生產(chǎn)、進(jìn)貨關(guān)。嚴(yán)格要求承包單位執(zhí)行有關(guān)材料、施工試驗(yàn)制度和設(shè)備檢驗(yàn)制度。4.針對(duì)“施工準(zhǔn)備舊路面洗銑刨防水層的施工橡膠瀝青應(yīng)力吸收層瀝青混凝土成品驗(yàn)收”的施工流程，堅(jiān)持本道工序質(zhì)量不合格或未進(jìn)行驗(yàn)收不予簽認(rèn)，下一道工序不得施工。5.在現(xiàn)場(chǎng)管

17、理方面，堅(jiān)持每天巡視工地，提出了嚴(yán)格、細(xì)致的管理要求。（二）質(zhì)量控制的措施項(xiàng)目監(jiān)理部采取了適當(dāng)?shù)慕M織措施、技術(shù)措施，在施工的全過程，對(duì)影響質(zhì)量的五大因素實(shí)施了全面有效的控制。1.組織措施（1）建立健全了監(jiān)理組織機(jī)構(gòu)，專業(yè)人員配備齊全、層次分明；完善了職責(zé)分工及有關(guān)監(jiān)理制度，落實(shí)了質(zhì)量控制責(zé)任。根據(jù)監(jiān)理工作需要，按照保證對(duì)工程實(shí)施有效監(jiān)理的原則，我們配備了監(jiān)理人員。監(jiān)理機(jī)構(gòu)設(shè)置情況如下：總監(jiān)理工程師：段銀茂專業(yè)監(jiān)理工程師：關(guān)立新試驗(yàn)監(jiān)理工程師：汪萬權(quán)（2）按質(zhì)量控制程序?qū)|(zhì)量進(jìn)行控制。2.技術(shù)措施（1）施工前，根據(jù)批準(zhǔn)的施工方案、監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，監(jiān)理人員熟悉和掌握有關(guān)質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及施工和驗(yàn)收規(guī)范，為做好監(jiān)理工作提供了有效的監(jiān)理依據(jù)。（2）審查承包單位質(zhì)量保證體系及現(xiàn)場(chǎng)施工管理制度；（3）審查承包單位重要崗位人員的上崗證書。（三）工程質(zhì)量評(píng)定情況本次缺陷責(zé)任期施工的工程內(nèi)