澆筑式瀝青混合料在鋼橋面鋪裝中的應用分析

陳本建

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 550001）

0 引言

公路橋梁項目建設過程中，基于科技進步和發展，鋼橋面鋪裝技術雖逐漸完善，但橋面系結構在原材料選擇、鋪裝結構組合、施工工藝等諸多工序環節，仍然存在許多技術難點需要解決。針對鋼橋面鋪裝技術的現狀，以工程實踐為依托，對該技術進行系統分析，具有十分重要的工程實踐意義。

1 工程概況

太洪長江大橋為重慶南川至兩江新區高速公路上的關鍵控制性工程，大橋起點（南岸）位于巴南區雙河口鎮五臺村，終點（北岸）位于渝北區洛磧鎮太洪場村。橋型方案為主庫808m 的單跨簡支鋼箱梁懸索橋，橋梁全長1436m，橋面寬度36m，雙向6 車道，鋪裝寬度：檢修道1.7m+車行道14.75m+中分帶0.5m+車行道14.75m+檢修道1.7m。橋面鋪裝層原設計為5.50cm 厚環氧瀝青混凝土，因與其他標段穿插施工造成進度滯后，原鋪裝方案所需養護周期較長，施工質量不容易控制。為了縮短工期，提升質量可靠性，最終選用了“TOPEVER 防水系統+35mm 澆筑漿瀝青混合料GA10+35mm 高彈性改性瀝青SMA10”鋪裝結構層方案。通過鋼橋面鋪裝工序環節，對瀝青混凝土澆筑工藝進行實踐分析，驗證了該方案可以有效解決常見低溫開裂、疲勞開裂和層間黏結性差的質量問題，從而簡化鋪裝工序，縮短施工周期。

2 工藝原理

澆筑式瀝青混凝土是一種具有礦粉、細集料和瀝青含量高的連續級配的瀝青聚合物。因含有大量的細集料和瀝青，在適宜的施工溫度（220～250℃）下，混合料會呈現流動狀態，其整體孔隙率低，內部孔隙也不會連通，質量穩定性高，滿足密實性和平整性指標要求。施工過程無需使用壓路機碾壓，僅使用簡易的攤鋪平整機械即可滿足施作要求，具有無需養護工序的外部優勢[1]。

采用SMA-10 高彈性改性瀝青優化鋪裝層混合料，可以提升橋梁的抗滑、低溫抗裂、抗疲勞性能。將改性的乳化瀝青噴灑到GA-10 和SMA-10 的鋪裝層之間，可以提高路面的黏附力。采用孔隙率低于1.0%的澆筑瀝青混凝土（GA-10），可充分發揮混合料的不滲透特性，提高橋梁的整體抗疲勞強度和耐久性。通過應用Eliminator 防水系統可防止鋼材腐蝕，具有優良的耐刺破和防腐蝕性能，適合于溫差大、夏季溫度高、含水量大的大跨度鋼橋面鋪裝[2]。

3 澆筑式瀝青混合料設計流程

結合澆筑式瀝青混合料的特性，參考以往的工程實踐經驗，確定該橋面系結構澆筑式瀝青混合料的設計方案，具體設計流程如圖1 所示。

圖1 鋼橋面澆筑式瀝青混合料設計流程

3.1 混合料的原材料選擇

瀝青混合料的成本造價一般占該工序總造價60%以上，因此需權衡原材料采購單價，以經過市場調查、綜合考慮原材料的性能、質量達標準為前提，從而確定最優化成本及推薦原材料供應商。因橋面鋪裝層的后期使用性能、使用壽命與原材料的特性密切相關，需從原材料的抽樣、試驗、論證等方面，找出既符合國家標準又適用于實際工況的材料。

3.2 混合料的集料級配確定

目前，公路鋼箱梁橋面鋪裝設計規范，規定了澆筑式瀝青混合料的使用條件，基于混合料骨料進行詳細分析、深入論證，得出澆筑瀝青混凝土的級配組成，如表1 和圖2 所示。

圖2 澆筑式瀝青混凝土合成級配設計圖

表1 澆筑式瀝青混凝土合成級配

3.3 最佳油石比的測定

根據工程中常用的油石比，對配制的油石比范圍進行相應的測試，并根據試驗結果尋找出最優的油石比。對國內30#直餾瀝青進行了油石比為8.90%、9.20% 和9.50% 的試驗。其結果表明，當油石比為9.20%時，該混合料能滿足設計指標的規定。在此基礎上采用9.20%的油石比進行了試驗，其貫入度、增量試驗結論數據分析，見表2 和圖3。

圖3 不同油石比下的貫入度及增量試驗結果

表2 貫入度及增量試驗結論數據

4 澆筑式瀝青混凝土施工技術

4.1 施工前準備

鋪筑澆筑瀝青混凝土之前，應對鋼橋表面的防水層進行全面的清潔，并采用鼓風機進行烘干操作。

油漬需清理，澆筑瀝青路面階段要注意防止油污。鋪裝層的厚度、平整度控制，應按墊塊和側限邊擋的高度來決定，在鋪筑前需精確地確定側限邊擋結構的頂面高度，保證測量的精度[3]。

4.2 澆筑式瀝青混合料的攪拌

澆筑式瀝青混合料的加熱拌和溫度區間為175～185℃之間，因攪拌溫度高，攪拌時間長，對攪拌樓的攪拌性能、耐高溫性能要求很高。同時，澆筑式瀝青混合料具有較高的黏性、較高的瀝青含量，易附著于設備，每一次拌和結束應在機器還未完全冷卻前，采取措施對運輸車、儲罐或卸料倉進行徹底清洗，并涂刷隔離液。

攪拌溫度控制：混合料應按照220～250℃的溫度，對出料溫度進行控制?；旌狭现械V粉含量高，攪拌時間需延長，干混應達15s，濕混達90s。采用濕拌工藝時，可適當添加增流劑以改善流動性。以上工序須在現場進行試驗后方能決定是否采用。若不加熱礦粉，其他骨料加熱溫度應達330℃左右；若對礦石粉進行加熱，其他骨料加熱溫度約為230～260℃。

4.3 澆筑式瀝青混合料的運輸

瀝青混凝土澆筑施工環節，應使用專用的運輸設備，以保證可以連續攪拌并輸送瀝青混凝土。在將澆筑用瀝青拌和料放入運輸設備前，應先將設備儲料倉溫度調至160℃，混合料的出料溫度應達220～250℃。

瀝青混凝土澆筑施工階段，應確保拌和料溫度處于220～250℃，等待澆筑的時間不能超過4h；應盡量避免使用高熱的瀝青混凝土，當混合料溫度達250℃以上時，等待澆筑的時間不能超過1h?；旌狭线\輸環節可通過調整加熱溫度防止膠結物的凝固；為減少瀝青混合料的氧化，應降低攪拌速率，以避免氧氣滲入[4]。

全面放開船長尺度，船舶調頭勢必十分困難，必然影響其他船舶正常航行，引起航道堵塞。航道標準尚未完全到位，并由于拆遷、資金等原因，沿線仍有少數橋梁未達標，局部水域水下存在一些淺點。諸多航道碼頭按照45 m設計，岸線資源有限，靠泊困難，影響通航效率，甚至堵航。

4.4 澆筑式瀝青混合料的攤鋪

澆筑瀝青混凝土的特性是可不經過碾壓而成型，鋪設工藝要求有專門的瀝青混凝土澆筑攤鋪機。

第一，施工環節，應按橋面寬度及攤鋪機可施工寬度，適當調整一次攤鋪的路幅寬，避免在行車道的輪跡區范圍內布設鋪裝層接縫。

第二，攤鋪過程中，運輸設備必須在鋪路機前方停車，然后由后方的卸料槽將混合料直接卸到鋼橋表面。將攤鋪機左右擺動，前方布料板拉緊，攤鋪機不斷向前推進，使澆筑的瀝青混凝土達到預定的厚度。

第三，為了將澆筑瀝青混凝土與新鋪瀝青層結合成整體，可采用紅外線加熱裝置，對先前鋪設的瀝青路面進行加熱，使接縫的接合更加可靠。澆筑層鋪路完工后，用噴槍加熱設備的噴嘴對接縫進行加熱，使新老混合料均變軟，再用木鏟將其修復，以確保接縫鋪筑得更緊密，從而達到消除接縫的作用。

第四，鋪筑瀝青混凝土過程中會出現局部的氣泡，可充分利用尖頭工具將泡沫擊穿，達到排氣的目的。

第五，澆筑式瀝青混凝土剛攤鋪完畢，其結構層還在合適的溫度區間時，需再攤鋪5.0～10.0mm 厚的預拌0.5%～1.0%的瀝青碎石，再由人工或壓路機將瀝青碎石碾壓到澆筑的瀝青混凝土中。

4.5 改性SMA 瀝青混凝土的鋪裝

在澆筑式瀝青混凝土鋪裝完工后，再進行改性乳化瀝青黏結層的施工。黏合層施工的乳化瀝青黏結料噴射，應達到均勻、飽滿的效果。

黏合層改性乳化瀝青的用量在300～500g/m2之間。改性SMA 瀝青混凝土于黏結層施工完畢后實施，類似于傳統的瀝青混凝土施工工藝。

4.6 環境保護措施

第二，選用低污染的設備，設置空氣污染防治體系，加強對大氣污染物的處理與監控，保證達到排放標準。

第三，運輸瀝青、砂石等，如有滲漏應立即進行清理，保證路面清潔。

第四，嚴格遵守當地環境保護管理法規，加強噪聲的控制與隔離，不得安排有噪聲的加工工作，不得有噪聲干擾居民。

第五，項目完成后，應將臨時用地內的建筑垃圾、生活垃圾清理干凈，并將垃圾運往指定地點進行處置。

第六，工程完成后，經當地政府批準且申請的相關環保措施得以落實后，可由相關部門進行環保驗收，保證無環境問題的發生。

第七，保證作業場地、作業面、周圍環境的清潔衛生，并對場地的廢棄物料、污染物等進行及時回收和處置。

第八，根據該工程的具體情況，設計出一套合理的環境保護措施，并對其進行靈活調整。建筑企業應主動學習有關環境保護的最新法律、法規，并在施工管理中樹立良好的綠色環境管理理念。

5 施工效果

鋼箱梁橋橋面鋪裝過程，包括澆筑式瀝青混凝土、高彈改性瀝青SMA-10 面層施工階段，未對周圍的建筑結構、居民的生活環境造成任何影響，施工階段安全、環境、工程質量都得到了保障，均為受控狀態，且該項目完成后的各項質量性能指標，都符合設計要求，未發生任何病害[5]。

6 結語

綜上所述，基于某項目的鋼橋面鋪裝實踐，采用了澆筑式瀝青混合料方案，對該類鋪裝工藝、關鍵施工技術展開探討。通過現場試驗檢測，確定了施工工藝流程和主要技術參數，明確了施工操作要點，該技術方案工藝先進、工期短、社會綜合效益顯著，可為以后同類項目的建設提供參考價值。