彭祝涛 赵国云 牛 欢
(1.重庆市智翔铺道技术工程有限公司，重庆 400060；2.招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067; 3.武警某部交通第二支队，四川 绵阳 621000)
沥青铺装行车舒适性好，维修便利，在大跨径桥梁中得到了广泛应用。然而，大跨径钢桥交通流量大、工作面窄，沥青铺装维修时封闭交通难度大，因此对维修的便捷性和长效性要求高。
谢伟伟等对冷拌环氧沥青冷补料EP308的微观状态、力学机理、路用性能、修复工艺等进行了综合分析和研究，并用于东沙大桥和平胜大桥环氧沥青混凝土铺装的局部修补[1]；徐磊等提出了环氧Ⅰ型胶粘材料，形成新型环氧树脂混凝土，针对胶结料和混合料的力学性能、路用性能和施工工艺等进行了探索，并应用于平胜大桥养护维修工程[2]。林毅、张辉等依托崇启大桥钢桥面铺装养护工程，对多种修复材料进行了试验研究，提出高强树脂快速修复技术，并对工艺性能、修复性能、特殊环境抵抗性能和施工工艺进行研究[3]。胡涛、胡德勇等提出浇注式沥青混凝土在维修养护中优势，对材料性能、施工工艺进行了分析研究，通过拌制后，使用移动式小型烘箱保温将浇注式修复材料应用于重庆鹅公岩大桥的小修工程，取得一定成果[4]。这些养护技术为钢桥面铺装维护提供了思路及解决方案，但是，钢桥面铺装的快速和长效养护技术仍须深入研究。
浇注式沥青混合料沥青胶浆含量多，孔隙率接近于0，如果用于桥面铺装维修，其不透水特性能起到良好的防水效果，而其自流平特性则可避免碾压，从而实现快速养护的目的。但为了保证混合料质量，生产浇注式沥青混合料需要大型拌合设备，对于小批量需求的养护工程显然是不经济合理的。鉴于浇注式混合料具备良好的维修性能，笔者通过提前预制浇注式沥青混合料，使用浇注式混合料专用生产设备，在维修时重熔和摊铺，可实现浇注式沥青混合料在养护工程中良好应用。本文将重点研究重熔浇注式沥青混合料性能和维修施工工艺。
1 原材料及重熔方案
1.1 原材料
浇注式沥青混合料(GA10)胶结料采用聚合物改性沥青，集料为玄武岩碎石，矿粉为石灰岩矿粉，油石比为6.9%。聚合物改性沥青性能测试结果如表1所示，混合料级配如表2所示。
表1 聚合物改性沥青性能指标
表2 浇注式混合料级配设计表
1.2 重熔修补方案
采用浇注式沥青混合料重熔修补方案具体步骤：拌和站集中生产→预制格栅块→转运现场→重熔生产→出料→摊铺修补。
现场小批量生产混合料受影响因素较多，质量往往难以把控，指定大型拌和站批量生产可保证混合料性能、节约大量现场制料时间。按照15 cm×10 cm×5 cm尺寸进行格栅块预制，统一仓库存储，待满足养护项目需求时，直接运输至施工现场。现场维修时采用浇注式专用重熔设备进行格栅块重熔生产，控制温度为220 ℃～240 ℃，重熔时间约为45 min，格栅块可完全融化，出料时刘埃尔流动性宜控制在5 s～20 s，过程中未添加任何材料。
挖补基面应提前清理干净，涂刷二阶反应型防水粘结剂。混合料重熔后，人工摊铺，简单整平即可。
2 重熔前后性能对比分析
2.1 沥青结合料
将重熔后浇注式沥青混合料进行沥青抽提回收，并进行性能试验，结果如表3所示。
由表3试验结果可知，沥青经过高温重熔，各项主要指标均有明显变化，表现为软化点指标升高，低温延度和针入度指标降低。
浇注式沥青混合料在高温和长时间拌合情况下，沥青由于轻质组分挥发[4]和氧化而出现老化，老化后的沥青延展性降低，高温稳定性增加，低温抗裂性能降低[5-7]。
表3 重熔后沥青结合料性能指标
2.2 浇注式沥青混合料
对重熔130 min的浇注式沥青混合料进行路用性能试验，结果见表4。
表4 重熔前、后路用性能的试验结果
由试验结果可知，浇注式沥青混合料重熔后，刘埃尔流动度稍有升高，贯入度及增量有较大幅度降低，而弯曲破坏应变降低幅度也较大，但均能满足技术指标要求。说明混合料重熔后，施工和易性稍微降低，但高温稳定性增强，低温抗裂性有所下降。
采用室内四点弯曲疲劳试验对重熔浇注式沥青混合料进行研究，结果见表5。
表5 重熔前、后混合料疲劳试验结果
由试验结果可知，浇注式混合料重熔后，疲劳性能有所降低约6%，但仍能保持较理想的疲劳寿命。说明混合料经重熔后，随从变形能力有一定的降低。
在专用生产设备中，浇注式沥青在高温、低氧的环境中实现重熔工艺，出现了轻微的超热老化现象[8]，但老化后的重熔浇注式混合料仍能保持良好的路用性能，能够满足现场施工需求。
3 防水粘结层性能
钢桥面浇注式沥青混凝土铺装常常采用MMA防水体系，但是沥青铺装维修面积小，采用MMA防水体系时施工不便，且与周边的旧防水粘结层难以有效衔接。为此，专门研发了二阶反应型环氧树脂粘结剂，试验结果如表6所示。
表6 二阶反应型防水粘结剂性能
由试验结果可知，二阶反应型环氧树脂粘结剂的各项指标均能满足技术要求。高温下，上述防水粘结材料的组合强度均有不同程度的衰减，但也能够满足技术要求。
4 实施案例
宁波某桥为钢箱梁斜拉桥，处于港口码头交通要道，日均车流量约13 500辆，最大车流量约18 000辆，其中重载货车比例高达78%。在长期重载交通作用下，出现了大面积坑槽、网裂等病害。
在实桥案例中应用了重熔修补技术，具体实施细节如下所示。
4.1 集中预制
在沥青拌合站集中批量生产合格的浇注式混合料，利用加工的格栅将材料按照固定的尺寸进行预制成型；批量生产的浇注式块统一库存备用，当钢桥面出现病害需要修补时，将预制块运输现场使用(见图1)。
4.2 重熔生产
采用浇注式专用的移动式搅拌设备，拌和温度宜控制在220 ℃～260 ℃之间，且重熔后的混合料具有良好的流动性。刘埃尔流动性指标处于5 s～20 s之间的较为理想，但实际以满足施工和易性为准。重熔拌和时间与块料破碎大小、加热功率、气候环境等因素有关，理想的拌和时间应保证块料全部熔化，且以达到设计的拌和温度、流动度的最低时间为准。
本案例采用转速为15 r/s～30 r/s的简易Cooker拌和设备，拌和时间为1.5 h，出料温度为230 ℃，出料流动度为18 s(见图2)。
4.3 摊铺
浇注式混合料具有自流平特性，且孔隙率几乎为0，只需要人工摊铺即可[9]。原结构层较厚的情况下，可以采取分层摊铺方式以保证良好的路用性能。分层界面和摊铺表面须撒布粒径为10 mm～15 mm碎石，提高层间抗剪能力与表面抗滑能力。在桥面纵、横坡较大的部位，应控制好混合料流动性，避免流淌(见图3)。
4.4 养护
浇注式沥青混合料摊铺温度在200 ℃以上，待混合料冷却至环境温度后，由于材料热胀冷缩的特性，与周边界面可能存在裂缝，须采用沥青类材料进行灌缝(见图4)。
4.5 应用效果
采取重熔浇注式修补技术处治，运营半年后，情况较为良好，原病害得到了有效遏制(见图5)。
5 结语
通过对浇注式沥青混合料重熔前后的沥青及混合料性能、防水粘结材料性能进行试验，并对重熔修补工艺进行研究，得出以下结论：
1)受二次老化影响，浇注式沥青混合料沥青的软化点指标、贯入度指标均上升，延度、针入度、低温弯拉应变及疲劳指标下降，说明老化后混合料高温稳定性提高，低温抗裂性，疲劳性能有所减弱，但能够满足技术要求。
2)采用二阶反应型环氧树脂粘结剂作为修补用防水粘结层，拉拔和剪切性能均能满足相关技术要求。
3)拌和温度宜控制在220 ℃～260 ℃之间，刘埃尔流动性指标处于5 s～20 s之间，保证良好的施工性能。
4)在修补过程中，由于混合料热胀冷缩作用导致周边新旧界面会出现裂缝，采用贴缝条和灌缝工艺综合处理，能够较好的解决裂缝渗水问题。
5)修补过程中两层混合料之间和修补后的表面均须撒布碎石，前者能够增加层间粘结力，后者能够增加表面摩擦力，保证行车安全性。
