植石技术在混凝土桥面沥青铺装结构中的应用

植石技术在混凝土桥面沥青铺装结构中的应用

王爱民

黑龙江省鸿铭路桥工程有限公司

【摘要】在建设现代桥梁的桥面部位时，需运用沥青与混凝土等多种材料，以此确保桥面部位可具有较高的强度与抗剪性能。随着新型桥面施工技术被研发出来，植石技术的发挥出的提升桥面的抗剪性能的作用更加明显。运用植石技术时，必须控制应用的石料的粒径、种类以及压入深度等。本文根据对现有桥面铺装结构的认识，探讨应用植石技术的情况。

【关键词】植石技术；混凝土桥面；沥青铺装结构；应用方法

在现代桥梁工程中，需将桥面部位当做重点处理部位，应用水泥混凝土与沥青材料来完成铺装施工任务，在优化桥面系统时，需要对比较脆弱的部位进行有效处理，铺装结构就属于比较容易受到影响的部位，其会出现拥抱以及推移等病害问题，所以需要应用特殊的处理手段来有效处理层间摩阻力问题，本文研究新型植石技术在桥面铺装活动中的应用情况

1植石技术概述

面对现代桥面的沥青铺装层结构体系存有的问题，需运用可靠的工艺技术手段来将层间结构具有的稳定性有效提升，除了可以精选优质的防水材料与沥青材料之外，还可以运用层间界面纹理技术，使混凝土材质的桥面板与沥青铺装层间的摩阻力有效提升。当前可用的截面纹理处理技术包括露石处理技术、酸蚀法、抛丸处理技术以及喷砂处理技术等，这些技术在国外比较常见，国内的桥梁施工团队在处理桥面层时，主要会借助刻槽、拉毛以及凿毛等施工手段，这些方法难以有效改进桥面面层的问题，同时需要消耗的处理时间也比较多。

在引入国外的先进的桥面处理技术时，对几种稳定性比较强的技术进行了实践，应用抛丸处理技术时，桥面不会出现受损的情况，但是混凝土桥面的露骨率与摩擦系数会是受到影响；露石处理技术不会过多地受到温度的影响，但是在施工环节中，需运用露石剂，在提升桥面处理成本的同时还会给桥梁施工环境带去污染。

运用植石技术可以有效解决桥面问题，该技术同样可以帮助处理水泥混凝土构件的表面纹理。运用植石技术时，首先需要在已经完全处理完毕的新浇混凝土材料表面铺洒一层石料，注意保持石料的均匀性，同时使用的石料需可满足基础的级配要求，而后将石料压到一定的深度，这种方法可帮助对混凝土的纹理加以改善，将其应用到桥面铺装系统中之后，铺装层间具有的抗剪性能可被提升。在运用该技术时，需有效把握石料相关参数。

2研究试验设计情况

桥面铺装结构剪切试验采用直径１０ｃｍ，高１０ｃｍ的圆柱体试件，制备流程为：首先成型尺寸为３０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｃｍ的水泥混凝土面板试件，然后使用车辙轮碾仪成型“５ｃｍ水泥混凝土面板＋黏层油＋５ｃｍ沥青铺装”复合板，再通过钻芯取样而得到。参考相关层间剪切试验文献，剪切试验设备采用ＨＳ－ＳＳＩ型直剪仪．植石技术对水泥混凝土桥面沥青铺装层层间抗剪性能的影响主要体现在石料种类、石料粒径、石料撒布面积及石料压入深度比等植石参数方面，因此本文采用４因素４水平正交试验来设计试验方案，其中，ｍ９．５∶ｍ１３．２表示粒径为９．５～１３．２ｍｍ的单粒级石料质量与粒径为１３．２～１６．０ｍｍ的单粒级石料质量之比；石料撒布面积定义为石料层的投影面积与试件截面面积的百分比；石料压入深度比定义为石料层压入部分高度与石料层初始高度之比值。

选用改性剂掺量（质量分数）为３．５％的快裂型ＳＢＲ阳离子改性乳化沥青作为防水黏层油。层间防水黏层油用量拟定为０．６Ｌ／ｍ２，并设计铺装层间不洒布防水黏层油作为对比试验。根据正交试验结果，确定ＣＳＣＣ桥面沥青铺装结构最佳植石参数组合，在此基础上分别取ＳＢＲ改性乳化沥青用量为０．６，０．９，１．２，１．５Ｌ／ｍ２，以确定ＣＳＣＣ桥面沥青铺装结构层层间防水黏层油的最佳用量．

3试验结果

3.1石料种类与抗剪性能间的关系

首先对石料种类这一重点参数展开了考察，在相同的铺装条件下，对不同类型的石料的应用效果展开了研究。在试验条件一致的前提下，种类不同的石料使铺装层呈现出了差异比较大的抗剪性能。运用辉绿岩当做主要石料时，层间的抗剪性能最强，石灰岩石料相对逊色，而玄武岩与角闪岩的应用效果不佳，在层间结构系统处应用黏层油可使层间具备更好的粘结效果，抗剪性能也随之被改善。

3.2石料粒径与抗剪能力间的关系

不同粒径组成的石料通过影响其与沥青铺装层之间的黏附、嵌锁作用而对层间抗剪性能产生了不同的改善效果．ｍ９．５∶ｍ１３．２＝０∶１时，沥青铺装层层间抗剪性能最好，ｍ９．５∶ｍ１３．２＝１∶０时，沥青铺装层层间抗剪性能最差，ｍ９．５∶ｍ１３．２为１∶１和２∶１的沥青铺装层层间抗剪性能介于上述两者之间．表明作为一种层间处理技术，将植石技术用于铺装层结构时，单粒级１３．２～１６．０ｍｍ石料对于改善层间抗剪性能效果较好。

3.3撒布石料面积与抗剪能力间的关系

除了石料的粒径以及种类之外，撒布石料时的覆盖面积也是需重要考察关键参数。根据试验可以发现，层间的抗剪性能受到撒布面积的影响也是比较明显的。如果撒布面积比较大，层间结构的极限抗剪强度就相对较高，如果混凝土构件表面的石料撒布面积相对比较大，就会有更多的石料与沥青铺装层形成更强的嵌挤作用，最终的植石技术应用效果也会因此而受到影响，因此比较推荐将散布面积定位80%。

3.4石料压入深度与抗剪能力间的关系

石料压入深度比越小，桥面铺装结构层层间抗剪性能越好。原因主要在于当石料压入过深时，ＣＳＣＣ表面纹理深度将大大减小，这样一方面黏层油用量相比其他压入深度比时会明显偏大，而过多的黏层油破乳后所形成的沥青膜会起到润滑作用，减小层间极限抗剪强度；另一方面又会使外露的石料高度过小，形成过浅的纹理深度，由石料提供的层间摩阻力明显减小，造成层间极限抗剪强度降低。

3.5其他实验结果分析

除了几种典型参数的影响外，本次植石研究实验还获取了以下研究成果：

随着防水黏层油用量的增加，ＣＳＣＣ桥面沥青铺装层层间极限抗剪强度和类剪切模量均先增大后减小，在防水黏层油用量为０。９Ｌ／ｍ２时达到极值。因此本文推荐ＣＳＣＣ桥面沥青铺装层层间防水黏层油最佳用量为０。９Ｌ／ｍ２。

4结束语

本文首先对新型植石技术进行了简要分析，而后展开的应用研究实验，重点分析了实验研究结果，通过分析可知，植石技术在桥面铺装环节中发挥了极大的作用，在实验之中，提出了剪切模量的应用需求，同时对桥面部位的极限抗剪强度数值进行了参考。在实验中主要对石料撒布面积、粒径以及种类进行了研究，这些因素均会影响铺装结构的抗剪性能，在实际的植石技术应用中，应选用合适的参数组合。

参考文献

[1]任万艳,韩森,李俊,&刘亚敏.(2018).植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪性能研究.建筑材料学报(1).

[2]孙延伟.(2017).水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装的综合技术研究.中国新技术新产品(5),89-91.

[3]石剑.(2017).静碾工艺在高架桥面沥青混凝土铺装中的应用研究.上海建设科技(5).