用于鋼橋面鋪裝的澆注式瀝青混凝土研究現(xiàn)狀

盧雨

摘要：近年來，越來越多的大跨徑橋梁相繼建成，在已有的鋼橋面體系中，用于鋼橋面鋪裝的澆注式瀝青混凝土得到了廣泛使用，文章從澆注式瀝青混凝土的特點(diǎn)及澆注式瀝青混凝土的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，最后指出了澆注式瀝青混凝土的發(fā)展趨勢及展望，可為澆注式瀝青混凝土的研究方向提供思路。

Abstract： In recent years， more and more long-span bridges have been built one after another. In the existing steel deck system， the cast-in-place asphalt concrete used for steel deck pavement has been widely used. In this paper， the research status of the cast-in-place asphalt concrete at home and abroad and the significance and characteristics of the cast-in-place asphalt concrete are described. Finally， the development trend and Prospect of the cast-in-place asphalt concrete are pointed out. It can provide ideas for the research direction of cast asphalt concrete.

關(guān)鍵詞：鋼橋面;鋪裝;澆注式瀝青混凝土

Key words： steel deck;pavement;cast in asphalt concrete

中圖分類號：U443.33? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）34-0132-02

0? 引言

澆注式瀝青混凝土（Gussasphalt，簡稱GA）來自于德國，發(fā)展于日本[1]。二十世紀(jì)初，德國開始研究澆注式瀝青混凝土，并應(yīng)用于大型停車場、鋼橋面鋪裝和城市人行道等市政工程中。我國澆注式瀝青混凝土起步較晚，20世紀(jì)末才從國外引進(jìn)過來[2]，目前我國尚沒有澆注式瀝青混凝土的技術(shù)規(guī)范，相應(yīng)規(guī)范有關(guān)部門正在編寫中，現(xiàn)在主要參考國外相關(guān)技術(shù)，一些研究院結(jié)合工程國內(nèi)和國外實(shí)際工程，結(jié)合實(shí)體工程經(jīng)驗(yàn)，編寫了澆注式瀝青混凝土施工技術(shù)指南為我國澆注式瀝青混凝土提供技術(shù)理論支持，提出適合本國的原材料技術(shù)要求及性能控制指標(biāo)。

1? 澆注式瀝青混凝土研究意義

1.1 澆注式瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)

鋼橋面板具有適應(yīng)力強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。鋼橋面鋪裝體系中，澆注式瀝青混凝土憑借混凝土其良好的抗?jié)B水性、抗老化性及與鋼橋面的追隨性得到了廣泛應(yīng)用。澆注式瀝青混凝土不用壓路機(jī)碾壓，自密實(shí)成型，省去了大量的人力和機(jī)械成本，深得一些施工單位的青睞。從施工質(zhì)量方面來看，由于澆注式瀝青混凝土細(xì)集料用量較多，孔隙率非常小，因此道路的抗?jié)B水性非常好，耐磨性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般也高于普通瀝青混凝土路面。已有的工程結(jié)構(gòu)表明，例如近期已建成的鄭州市農(nóng)業(yè)路大橋、楊泗港長江大橋、港珠澳大橋均采用正交異性鋼橋面板。

1.2 澆注式瀝青混凝土的技術(shù)特性

我國目前還沒有澆注式瀝青混凝土的材料技術(shù)規(guī)范，總結(jié)國外的研究成果，參考國內(nèi)的具體情況，編寫了我國的澆注式瀝青混凝土施工技術(shù)指南，具體的規(guī)范正在編寫中。澆注式瀝青混凝土具有瀝青含量高，一般為6.5%-9.5%，礦粉含量高，一般為25%左右，攪拌溫度高，一般為220℃-250℃，而且攪拌時間長達(dá)45min。澆注式瀝青混凝土的攪拌溫度一般為是在220℃至250℃，澆注式瀝青混合料本身具有較好的流動性，瀝青混合料直接倒入模具，只需輕輕刮平表面即可成型，由于澆注式瀝青混凝土的細(xì)集料和瀝青較多，孔隙率非常小，導(dǎo)致其具有良好的防水性能、低溫性能、抗疲勞性能以及防水性能的同時也產(chǎn)生高溫性能不夠好的問題。

1.3 澆注式瀝青混凝土的配合比設(shè)計特點(diǎn)

GA配合比設(shè)計不同于普通瀝青混凝土的配合比設(shè)計方法，澆注式瀝青混凝土配合比一般采用劉埃爾流動性試驗(yàn)測試瀝青混凝土粘度，流動性試驗(yàn)可以作為檢驗(yàn)和控制施工和易性的重要指標(biāo)，用貫入度及貫入度增量作為評價澆注式瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性指標(biāo)[3]，整個配合比設(shè)計過程中，以貫入度試驗(yàn)為主，流動性試驗(yàn)為輔，并用低溫彎曲試驗(yàn)檢驗(yàn)其低溫抗裂能力[4]，GA配合比設(shè)計步驟如圖1所示。

2? 澆注式瀝青混凝土國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1 國外研究現(xiàn)狀

在國外，德國最先研究澆注式瀝青混凝土，形成了較為系統(tǒng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且廣泛應(yīng)用于鋼橋面和屋面防水工程中，實(shí)際應(yīng)用工程發(fā)現(xiàn)，GA具有很好的防水性和優(yōu)良的結(jié)合性。所以澆注式瀝青混凝土逐漸廣泛應(yīng)用于德國鋼橋面鋪裝的下層。德國采用貫入量試驗(yàn)及其貫入度增量作為澆注式瀝青混凝土配合比的控制指標(biāo);我國一般澆注式瀝青混合料配合比設(shè)計采用劉埃爾流動度、貫入量與低溫彎曲應(yīng)變項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行。后期，日本把澆注式瀝青混凝土技術(shù)引進(jìn)過來，在日本得到較好發(fā)展[5]。日本專家結(jié)合自己本國的情況，研發(fā)了雙層結(jié)構(gòu)鋪裝體系，并且深化了材料組成，從結(jié)構(gòu)體系、材料組成以及對澆注式瀝青混凝土的質(zhì)量評價，形成了一套完整的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國引入澆注式瀝青混凝土較晚，主要借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)體工程經(jīng)驗(yàn)，提出適合本國的原材料技術(shù)要求及性能控制指標(biāo)。

1997年臺灣高屏溪大橋和新東大橋引進(jìn)日本下層GA上層改性瀝青混合料鋪裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，使用效果良好。

東南大學(xué)把江陰大橋澆注式瀝青混合料中瀝青結(jié)合料由70%的TLA與30%的SHELL-70#普通石油瀝青組成，膠凝材料用量8.25%，粗細(xì)集料的比例為46.8：45。從江陰大橋橋面鋪裝的整體使用情況看，澆注式瀝青應(yīng)用于我國的大跨徑鋼箱梁橋上是可取的。

2003年揚(yáng)子公司對江陰大橋鋼橋面鋪進(jìn)行修復(fù)，翻修后改性澆注式瀝青混凝土試驗(yàn)段使用效果良好，說明改性澆注式瀝青混凝土適合用于我國大跨徑鋼橋的橋面鋪裝。

2004年安慶長江大橋采用下層GA+上層 SMA 橋面鋪裝方案，通車半年后檢測結(jié)果表明該橋面鋪裝使用效果良好，未見任何病害發(fā)生。

2006年重慶石板坡長江大橋采用35mmGA-10+35mmSMA-10橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，GA10采用改性硬瀝青作為結(jié)合料，至2007年橋面使用性能良好，橋面鋪裝質(zhì)量得到建設(shè)業(yè)主、監(jiān)理和社會各界的高度評價。

2007年建成的重慶菜園壩長江大橋采用35mmGA10+35mmSMA-10橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，其瀝青為改性硬質(zhì)瀝青，通車至今鋼橋面使用效果較好。

2010年上海閔浦二橋施工完成，粘結(jié)料為聚合物改性瀝青，試驗(yàn)檢測結(jié)果表明，鋪裝結(jié)構(gòu)各項(xiàng)性能均滿足規(guī)范要求。

2012年建成的南京長江四橋[6]采用35mm改性瀝青混合料+40mm GA，2016年檢測表明，橋面防水、耐疲勞、高溫穩(wěn)定性均保持較好狀態(tài)，達(dá)到了設(shè)計的理想狀態(tài)。2012年建成的上海江寧路橋采用35mmGA+35mmSMA-13（采用雙層環(huán)氧樹脂+澆注式瀝青混凝土防水體系）的橋面鋪裝結(jié)構(gòu)，通車至2016年發(fā)現(xiàn)，橋面完整，且沒有發(fā)現(xiàn)鋼橋面滲水現(xiàn)象及車轍現(xiàn)象。

2014年建成的馬鞍山長江公路大橋中左汊主橋粘結(jié)料采用國產(chǎn)聚合物改性瀝青（JHW-1），拌合溫度為210℃，低于一般硬質(zhì)瀝青拌合溫度，后期使用效果良好。

2015年廈漳跨海大橋采用下面層GA+上面層普通瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，至今未出現(xiàn)任何病害，使用效果較好。2015年烏魯木齊修建高鐵的配套的交通工程[7]，橋面鋪裝結(jié)構(gòu)均采用澆筑式瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)，采用40mm GA 10+40mm SMA13，工程使用克拉瑪依巖瀝青改性瀝青，是新疆首次采用澆注式瀝青混凝土技術(shù)工藝，使用效果良好。

2019年武漢楊泗長江大橋鋼橋面鋪裝層采用35mm SMA10+澆注式瀝青混合料30mm GA10 ，現(xiàn)場施工嚴(yán)格控制集料、瀝青、礦粉的溫度，保證澆筑式瀝青混凝土的不過于老化和在良好的流動性下進(jìn)行攤鋪，通車過程中鋼橋面使用效果較好。

綜上所述，國內(nèi)外針對鋼橋面鋪裝材料——澆注式瀝青混凝土技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的探索，澆注式瀝青混凝土主要集中于鋪裝材料的實(shí)體工程應(yīng)用效果研究。澆注式瀝青混凝土憑借其良好的抗?jié)B水性、抗老化性、低溫抗裂性能及變形追從性得到了大量的使用。

3? 存在問題及展望

由于澆注式瀝青混凝土的油石比大大高于普通瀝青混凝土的油石比，因此，澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性較差，可以選擇摻入一些高溫改性劑，可以適當(dāng)減少油石比，還能達(dá)到施工和易性要求，同時改善其高溫穩(wěn)定性。

許多已建成的工程實(shí)例表明，鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)對溫度影響較大，可以選擇摻入一些降低溫度的影響的材料，進(jìn)入冬季鋼橋面積雪也較為嚴(yán)重，路上經(jīng)常發(fā)生交通堵塞，車輛拋錨現(xiàn)象，給我們的出行帶來不便，因此，后期我們可以研發(fā)澆注式導(dǎo)電瀝青混凝土技術(shù)，來解決路面積雪問題因此，可以選擇有效降低溫度敏感和解決橋面積冰雪嚴(yán)重問題的技術(shù)，我可以從材料角度入手，可以加一些既可以增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還可以融冰雪的纖維材料，這樣從經(jīng)濟(jì)效益看，可以有效抑制路面或橋面積冰雪現(xiàn)象，保證行人通車安全。其次還可以建立一套完善的澆注式瀝青混凝土評價體系，嚴(yán)格控制澆注式瀝青混凝土的材料，施工技術(shù)和后期養(yǎng)護(hù)，每一個環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格控制，從而用于鋼橋面鋪裝的澆注式瀝青混凝土技術(shù)才能得到發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[7]鄭育新，李春燕.澆注式瀝青混凝土鋪裝在干旱地區(qū)鋼箱梁橋面施工中的應(yīng)用[J].中國水運(yùn)（下半月），2019，19（09）：196-197.