澆筑式瀝青混凝土應(yīng)用于鋼橋面鋪裝的施工工藝

徐 宇 霞

(太原市市政公共設(shè)施管理處，山西 太原 030002)

澆筑式瀝青混凝土應(yīng)用于鋼橋面鋪裝的施工工藝

徐 宇 霞

(太原市市政公共設(shè)施管理處，山西 太原 030002)

以“特殊的涂膜類粘結(jié)劑+GA+SMA”鋪裝結(jié)構(gòu)為例，介紹了澆筑式瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝的施工工藝，指出使用澆筑式瀝青混凝土作為鋼橋橋面鋪裝下面層，可有效確保鋪裝層與橋面板的粘結(jié)，適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)變形的同時(shí)保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)不受腐蝕，可有效延長(zhǎng)路面的使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

鋼橋面，澆筑，鋪裝，施工

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的公路鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了巨大成就。隨著大跨徑橋梁的增加，為減小靜載在主要構(gòu)件應(yīng)力中所占的比例，節(jié)省工程成本，越來(lái)越多的采用縱橫加勁梁的正交異性鋼板體系作為橋面系結(jié)構(gòu)。與混凝土等材料相比，鋼材自重小，且具有很強(qiáng)的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度高的特性，具有很大的跨越能力，工期較短，被廣泛的應(yīng)用于各項(xiàng)工程中。

在我市(太原)北中環(huán)建設(shè)中，北中環(huán)橋主橋采用的結(jié)構(gòu)形式為非對(duì)稱五拱索面斜拉橋，使用鋼箱梁結(jié)構(gòu)作為橋面。在橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)上，選擇采用了“澆筑式瀝青混凝土下面層+高彈改性SMA-16面層”，可有效確保鋼橋結(jié)構(gòu)的柔韌性和橋面的防水性，這是澆筑式瀝青混凝土在我市的首次應(yīng)用。

相比傳統(tǒng)瀝青混凝土，澆筑式瀝青混凝土采用聚合物改性瀝青作為結(jié)合料，其混合料拌合溫度高，拌合時(shí)間長(zhǎng)，瀝青粘性大、瀝青含量高，具有耐久性好，自流成型，降噪和耐磨等特點(diǎn)。將其應(yīng)用于鋼橋面鋪裝，可有效確保橋面鋪裝層具有良好的延展性，在重載交通條件下不會(huì)產(chǎn)生車轍，在橋梁變形和車輛荷載條件下不開裂，明顯提高橋面使用年限。

1 概述

鋼橋面鋪裝與公路路面及鋼筋混凝土橋面鋪裝不同。鋼橋面鋪裝指在鋼橋面板上鋪設(shè)的不足10 cm的瀝青混合料層。在鋼橋面板上，由于車轍荷載引起的變形較大，容易產(chǎn)生流動(dòng)性車轍。同時(shí)，受嚴(yán)酷氣候條件的影響，鋼橋面板容易出現(xiàn)開裂等情況，如圖1，圖2所示。因此，鋼橋面板鋪裝材料必須能夠承受這種變形的反復(fù)出現(xiàn)，與鋼板變形保持一致，提供一個(gè)穩(wěn)定、耐久、抗滑的路面。

澆筑式瀝青混凝土起源于20世紀(jì)50年代的德國(guó)，在歐洲、美國(guó)和日本應(yīng)用十分廣泛。澆筑式瀝青混凝土，英文名：Guss Asphalt，簡(jiǎn)稱GA，指在高溫下進(jìn)行拌和，依靠混合料自身的流動(dòng)性攤鋪成型，無(wú)需進(jìn)行碾壓的一種高瀝青含量與高礦粉含量、空隙率小于1%的瀝青混合物。

澆筑式瀝青混凝土具有對(duì)鋼橋面板優(yōu)良的追從性和粘結(jié)性能，在國(guó)外廣泛的應(yīng)用于鋼橋面鋪裝，還可用于城市街道人行道的鋪面。澆筑式瀝青混合料中的細(xì)集料、礦粉和瀝青含量比一般的混凝土要高，成型后的空隙率小且內(nèi)部不連續(xù)。在220 ℃～250 ℃的施工溫度下，具有良好的流動(dòng)性和和易性，使用攤鋪機(jī)整平，無(wú)需碾壓即可能達(dá)到要求的密實(shí)度和平整度。用于鋼橋面鋪裝具有良好的抗低溫和抗疲勞開裂性能，特別是耐低溫效果比普通瀝青混合料好很多，溫度越低效果越好。

澆筑式瀝青混凝土常用作橋面鋪裝的下層，在重交通條件下，還可以作為基層，上面加鋪改性瀝青混凝土面層。使用澆筑式瀝青混凝土進(jìn)行橋面鋪裝，整體性能和防水性能優(yōu)良，服務(wù)期內(nèi)的維修量很小，使用壽命在20年以上，具有良好的性價(jià)比。在本文中，以常用的“特殊的涂膜類粘結(jié)劑+GA+SMA”鋪裝結(jié)構(gòu)為例，介紹了澆筑式瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝的施工工藝，以期借鑒。

2 施工工藝

澆筑式瀝青混凝土屬于密級(jí)配瀝青混凝土，最大優(yōu)點(diǎn)在于與鋼板連接成一體，與橋面變形具有良好的隨從性，不會(huì)出現(xiàn)其他形式鋪裝的裂紋。適用于大中型橋梁，尤其是大跨度的斜拉橋和懸索橋及拱橋鋼橋面鋪裝。

澆筑式瀝青混凝土在橋面鋪裝的應(yīng)用上，施工工藝與普通瀝青混凝土鋪裝大相徑庭，區(qū)別在于澆筑式瀝青混凝土需使用專用攤鋪機(jī)和運(yùn)輸車。

“特殊的涂膜類粘結(jié)劑+GA+SMA”是日本常用的鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)的一種。該鋪裝結(jié)構(gòu)充分利用GA的防水性、整體性特點(diǎn)，在對(duì)鋼橋面板噴砂除銹后，縱橫向涂布一遍粘結(jié)劑對(duì)橋面進(jìn)行封閉，而無(wú)需進(jìn)行任何的防腐層施工。在太原北中環(huán)橋施工中，鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)采用了：噴砂除銹+英國(guó)進(jìn)口甲基丙烯酸樹脂(MMA)防水粘結(jié)體系+3.5 cm澆筑式GA10+3.5 cm高彈改性瀝青SMA10。

1)施工準(zhǔn)備。在正式施工前，可使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)粘結(jié)層進(jìn)行吹風(fēng)和干燥，以確保其干燥整潔。對(duì)污染的油跡應(yīng)及時(shí)擦洗。精確測(cè)量，準(zhǔn)確定位側(cè)限擋板的高度，以確保攤鋪厚度。對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行檢查，開展人員培訓(xùn)和調(diào)配，做好安全防護(hù)工作等。澆筑式瀝青混凝土鋪裝工藝和攤鋪設(shè)備完美結(jié)合是施工質(zhì)量的可靠保證，必須使用專用的Cooker車和鋪攤機(jī)等。

2)混合料生產(chǎn)(見圖3)。將集料加熱后稱量，按照配合比加入適量礦粉進(jìn)行干拌，可使得礦粉溫度提高將其中水分排除掉，將干拌時(shí)間控制在10 s～20 s為宜。再將瀝青噴入后濕拌60 s～90 s后即可完成混合料的生產(chǎn)。

當(dāng)混合料拌和使用的是未加熱的礦粉時(shí)，則石料應(yīng)按290 ℃～330 ℃的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加熱。混合料生產(chǎn)完畢后，將出料溫度控制在220 ℃～250 ℃為宜。

在混合料生產(chǎn)過(guò)程中，拌合溫度高且時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)溫度控制的要求較高，這就要求拌和樓具有較高的拌和及耐高溫能力。

生產(chǎn)完成后的混合料粘性較大，在每次生產(chǎn)完畢后，應(yīng)及時(shí)徹底清除粘附在設(shè)備上的混合料。為減少粘附，可在生產(chǎn)前將隔離劑涂刷在運(yùn)料車、儲(chǔ)罐或卸料斗等內(nèi)壁上。

3)混合料運(yùn)輸(見圖4)。澆筑式瀝青混合料運(yùn)輸必須使用專門的設(shè)備Cooker，該設(shè)備主要包括攪拌、加熱和攪拌罐儲(chǔ)存三部分。

在裝料前，應(yīng)先將Cooker溫度預(yù)熱至160 ℃左右。混合料裝車后，應(yīng)不停的進(jìn)行攪拌，將混合料在運(yùn)輸途中的溫度控制在220 ℃～250 ℃之間。

在施工中，要求進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸車輛不得對(duì)橋面產(chǎn)生污染，同時(shí)要求混合料的卸車溫度不得低于220 ℃。因此，應(yīng)安排專人在其進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前對(duì)混合料進(jìn)行溫度測(cè)定及對(duì)運(yùn)輸車輪胎及底板進(jìn)行清洗。否則，應(yīng)立即駛離。

混合料在Cooker車中應(yīng)盡量避免長(zhǎng)時(shí)間的停留。在施工中，按照1 h～3 h進(jìn)行控制，攪拌時(shí)間不得少于40 min，總的等待時(shí)間不得超過(guò)5 h。

4)混合料攤鋪。這是澆筑式瀝青混凝土施工的關(guān)鍵。由于混合料自流成型無(wú)需碾壓，進(jìn)行鋪攤作業(yè)須使用專用攤鋪機(jī)。專用攤鋪機(jī)主要包括自行牽引、攤鋪和前置布料三部分。

攤鋪前，攤鋪機(jī)應(yīng)提前半小時(shí)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在160 ℃～200 ℃為宜。將允許卸料的Cooker車倒行至攤鋪機(jī)前方，混合料通過(guò)卸料槽直接卸在鋼橋面上，見圖5。攤鋪機(jī)按設(shè)計(jì)要求勻速前進(jìn)，布料板左右移動(dòng)，將混合料鋪開整平至設(shè)計(jì)厚度即可，見圖6。

在施工中，混合料的流動(dòng)性容易使部分空氣封閉，且溫度較高，封閉的空氣膨脹形成氣泡。應(yīng)安排專人緊隨攤鋪機(jī)將氣泡及時(shí)戳破，確?；旌狭吓c下層之間形成有效粘結(jié)。

攤鋪機(jī)后緊隨碎石撒布機(jī)，當(dāng)鋪攤后的混合料溫度降至設(shè)計(jì)要求時(shí)，立即進(jìn)行預(yù)拌瀝青碎石撒布作業(yè)，見圖7。為確保碎石的嵌入效果，安排專人緊隨撒布機(jī)進(jìn)行滾筒碾壓，見圖8。

在施工過(guò)程中，應(yīng)盡可能的減少橫向施工接縫。必須停工時(shí)，先在接縫處放置與攤鋪寬度相同長(zhǎng)度和高度的擋板，混合料緊貼固定后的擋板并人工抹平，通過(guò)敲打?qū)⒒旌狭蠐魧?shí)，待冷卻后將其拆除。在接縫處繼續(xù)施工前，先對(duì)接縫處混凝土加熱，待其軟化后，開動(dòng)攤鋪機(jī)進(jìn)行正常攤鋪。對(duì)接縫處出現(xiàn)松散麻面情況，應(yīng)人工進(jìn)行處治。

混合料具有流動(dòng)性，為防止混合料的側(cè)向流動(dòng)，需設(shè)置邊側(cè)限制，待鋪裝層冷卻后拆除。

在施工過(guò)程中，為避免混合料流動(dòng)導(dǎo)致的皺皮現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度變化及時(shí)對(duì)攤鋪溫度進(jìn)行調(diào)控。為避免混合料的污染，凡是進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員均應(yīng)穿戴鞋套。

5)SMA上面層施工。噴灑改性乳化瀝青粘結(jié)層后，進(jìn)行SMA上面層施工。

3 結(jié)語(yǔ)

澆筑式瀝青混凝土具有整體性好及變形能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于鋼橋面鋪裝，可有效確保鋪裝層與橋面板的粘結(jié)，較好的適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)變形，良好的防水滲透性能利于保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)不受腐蝕，延長(zhǎng)路面的使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)、維修和管理費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，澆筑式瀝青混凝土可用于高速公路路面、大跨徑橋梁橋面鋪裝、隧道內(nèi)鋪裝，水工壩體心墻、人行道等，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域十分廣泛。澆筑式瀝青混凝土自20世紀(jì)90年代后期進(jìn)入我國(guó)鋪裝市場(chǎng)以來(lái)，雖然越來(lái)越多的橋梁使用作為鋪裝下面層，且都有相當(dāng)不錯(cuò)的使用效果，但在我國(guó)還處于初期發(fā)展階段，大力進(jìn)行推廣，具有極大發(fā)展和應(yīng)用前景。

[1] 王 民，張 華.澆筑式瀝青混凝土鋪裝技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].公路交通技術(shù)，2009(10)：58-59.

[2] 薛 昕，王 民，張 華，等.澆筑式瀝青混凝土在橋面鋪裝中的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀[J].公路交通技術(shù)，2011(5)：77-79.

[3] 歐陽(yáng)孝所.澆筑式瀝青混凝土在橋面鋪裝工程中的應(yīng)用[J].低碳世界，2014(03X)：111-115.

On construction craft of applying pouring asphalt concrete in steel bridge deck pavement

Xu Yuxia

(TaiyuanMunicipalPublicFacilitiesAdministrativeOffice,Taiyuan030002,China)

Taking the pavement structure of “special membrane binder+GA+SMA” as the example, the paper introduces the construction craft for the pouring asphalt concrete in the steel bridge deck pavement, and points out the concrete can be used as the lower layer of the steel bridge deck, so as to ensure the biding between the pavement layer and the bridge deck by adhering to the deformation of the bridge structure and prevent the main structure of bridges from being corroded, and prolong the life span of the roadbed with evident economic and social benefits.

steel bridge deck, pouring, pavement, construction

2015-03-29

徐宇霞(1977- )，女，工程師

1009-6825(2015)16-0189-02

U445

A