高黏高彈瀝青混凝土在大跨度斜拉橋鋼箱梁橋面鋪裝中的技術(shù)應(yīng)用

趙竟成

（中交一公局廈門工程有限公司，福建廈門361000）

1 引言

由于鋼箱橋梁具有鋪裝便捷、跨度大等優(yōu)點，因此，被廣泛應(yīng)用到國內(nèi)外的橋梁工程中。然而，鋼箱橋梁的缺點是橋面瀝青混凝土鋪裝層之間的黏合程度較低，這樣不僅會影響鋼箱橋梁的應(yīng)用質(zhì)量，還容易出現(xiàn)橋面裂縫，從而無法長期對來往車輛提供安全保障。此外，傳統(tǒng)的瀝青混凝土在季節(jié)溫度變化性較大時還會產(chǎn)生明顯的脹縮反應(yīng)，橋面層開裂時，雨水會滲透其中，逐漸對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成腐蝕，因此，本文針對高黏高彈瀝青混凝土材料進行研究，并將其應(yīng)用到實際工程案例中，根據(jù)應(yīng)用效果總結(jié)高黏高彈瀝青混凝土的鋪裝效果，為道橋建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供助力。

2 高黏高彈瀝青混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢

根據(jù)高黏高彈瀝青混凝土在鋼梁橋路面中的鋪裝效果能夠了解到，這種高黏度瀝青混凝土不僅能強化鋪裝層的黏結(jié)力，而且可以提升橋面整體強度。由于材料特性與傳統(tǒng)混凝土不同，高黏高彈瀝青混凝土在攪拌過程中對原材料的質(zhì)量有較高的要求，同時還需要不同材料根據(jù)比例進行拌制，這樣才能保證混凝土材料的黏度[1]。此外，對鋼梁橋面使用高黏高彈瀝青混凝土時，還可以將其分為不同的鋪裝層，這樣能夠提升鋪裝層的應(yīng)力效應(yīng)，無論是在施工過程中還是通車后，都具備成型密實、黏結(jié)性強以及防腐蝕性強的優(yōu)勢，同時還具備良好的自愈能力，在橋面破損程度較小時可以自行愈合，從而有效阻隔雨水對內(nèi)部結(jié)構(gòu)的侵蝕[2]。

3 工程概況

3.1 橋面鋪裝層結(jié)構(gòu)信息

某高速公路斜拉橋鋼箱梁橋的建筑總長為567m，鋼箱梁橋面的長度為326m，混凝土橋梁長度為241m，寬度為32.3m。通過對其整體結(jié)構(gòu)進行分析能夠看出，可以在鋼梁橋機動車道使用高黏高彈瀝青混凝土材料進行鋪裝，如圖1 所示。

圖1 高粘高彈瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)

3.2 高黏高彈瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)方案

鑒于高黏高彈瀝青混凝土材料的高黏合性與耐高溫優(yōu)勢，可以在橋面底部鋪設(shè)玄武巖顆粒，首先需要進行粗糙化施工；其次使用高黏高彈瀝青混凝土材料對路面基層進行鋪裝，具體施工流程為：（1）在基層底部制作厚度為1mm 的防腐層，同時還要在防腐層表面均勻噴灑2mm 厚的HBW 環(huán)氧改性黏合劑；（2）在上述底基層上表面進行防水層鋪裝，在防水層固化后還要在表面均勻撒上高強度的玄武巖，從而大幅度提升路面底基層的抗壓能力；（3）針對玄武巖層進行壓實處理，等到壓實作業(yè)完畢后，使用高黏高強度瀝青混凝土材料進行基層鋪裝，這里將鋪裝厚度控制在35mm；（4）最后在瀝青混凝土基層上再次采用高黏高彈瀝青混凝土材料進行面層鋪裝，這里也將鋪裝厚度控制在35mm，最后針對路面平面進行壓實處理。

3.3 高黏高彈瀝青混凝土鋪裝材料及性能

本次橋梁路面鋪裝過程中選用型號為AH-70 的瀝青材料作為高黏高彈瀝青料的底料，同時還需要添加SBR、SBS、穩(wěn)定劑以及脫氧劑等材料，這樣可以大幅度提升高黏高彈瀝青材料的整體穩(wěn)定性與黏合程度，在瀝青混凝土材料攪拌過程中，還要按照比例添加纖維混合物與木質(zhì)素纖維，以此提升高黏高彈瀝青混凝土的抗腐蝕能力。配比時的石油比例應(yīng)為SMA13（瀝青瑪蹄脂碎石混合料）∶6.1%，SMA10（改性瀝青混凝土）∶6.2%。通過對瀝青混凝土材料的SBS 數(shù)據(jù)情況進行分析（見表1）可知，高黏高彈瀝青混凝土的針入度、延度、軟化點、黏度、彈性恢復(fù)、閃點、黏韌性以及韌性指標均比規(guī)范要求要高，特別是黏度達到了50 000Pa·s，遠遠超過規(guī)范要求的20 000Pa·s。能夠看出，這種調(diào)配方式下的高黏高彈瀝青混凝土的整體質(zhì)量要高于普通SBS 瀝青，而且具備極強的耐高溫能力，能夠滿足鋼梁橋面的鋪裝需求。此外，這種高黏高彈瀝青混凝土材料在高溫下不容易發(fā)生變形，而且鋪裝層之間與鋼板具有較強的黏合性，這樣可以起到良好的阻水效果，可以對瀝青鋪裝層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障。

表1 高黏高彈瀝青混凝土技術(shù)指標

橋面瀝青混凝土鋪裝過程中需要使用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、玄武巖顆粒進行粗糙化施工，同時利用高黏瀝青的SMA 材料開展路面基層的鋪裝，這樣能提升各應(yīng)力層之間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，此外，還能大幅度提升瀝青混凝土鋪裝層的防水能力。為合理提升橋面鋪裝層的耐久性能，通常情況下采用SBS 瀝青或者改性乳化瀝青對路面表層進行噴灑，這樣能夠在表面形成保護層，也能夠起到一定的阻水作用。然而由于瀝青的彈性恢復(fù)能力、黏彈性以及韌性較低，無法長期為橋梁路面起到良好的保護作用，因此，需要采用全新的高黏高彈瀝青混凝土進行鋪裝，在瀝青中摻入耐候組分SBS、增容增塑組分、交聯(lián)組分進行高溫溶脹，改變?yōu)r青的結(jié)構(gòu)，這樣可以顯著提升高溫狀態(tài)下的低溫延度、高溫黏度以及彈性恢復(fù)等性能。

由于高黏高彈瀝青材料在特性與材質(zhì)方面都與傳統(tǒng)瀝青混凝土存在差異，因此，應(yīng)力吸收黏結(jié)層的高黏高彈瀝青需要表現(xiàn)出更加良好的抗剪能力與防裂縫能力。

4 高黏高彈瀝青混凝土在鋼箱梁橋面鋪裝中應(yīng)用的工藝要點

4.1 材料準備

瀝青材料在存放過程中應(yīng)保持低溫狀態(tài)，使用前需要提前將其升溫，隨后將其注入瀝青灑鋪車的瀝青罐中，在調(diào)制骨料時需要保證均勻性，鋪裝之前還要按照合理的級配比例進行加溫攪拌，再對高黏高彈改性瀝青進行攪拌，再將攪拌完畢的瀝青碎石材料注入灑鋪車的存料倉中，為保證材料時刻處于高溫狀態(tài)，還要在存料倉中設(shè)置保溫措施，這樣能夠合理避免骨料溫度迅速下降。選用設(shè)備時，采用瀝青碎石同步封層車，該車不僅具備單獨的石料出口與瀝青噴嘴，同時還具備高強的攪拌能力，能夠保證作業(yè)過程中高黏高彈瀝青混凝土材料的黏稠度與均勻性。

4.2 界面處理工藝要點

應(yīng)用高黏高彈瀝青混凝土材料進行橋梁鋪裝時，應(yīng)針對界面問題進行合理處理，具體分為噴砂除銹、涂裝防銹、抗水處理等。首先，使用高壓水槍對鋼板表面進行清潔處理，之后對表面殘留的殘渣與油漬等再次進行清除，同時還要對鋼板進行除銹，盡量將鋼板表面控制在Sa2.5 級別范圍內(nèi)，還要符合粗糙程度Ry（輪廓最大高度）為70～100μm 的要求；其次，針對鋼板進行除銹作業(yè)，完成后4h 內(nèi)在其表面涂抹厚度不低于1.5mm 厚的HBW 環(huán)氧改性劑，但是需要注意的是，應(yīng)將黏合層的厚度控制在0.5～1.0mm，以避免影響鋼板與高黏高彈瀝青混凝土的黏合程度，同時還能起到良好的防水與防滑效果。完成上述工作后，均勻撒上直徑為2.5～5.0mm 的高強度玄武巖碎石，以此對鋼板表面進行粗糙化，同時提升鋪裝層整體受力能力。最后，分別鋪設(shè)厚度為3cm 和4cm 的基層（SMA-10）和面層（SMA-13）。

4.3 鋪裝處理工藝要點

鋪裝處理過程中的工藝要點為鋪裝工藝、施工溫度控制以及面層壓實工作，在上述基礎(chǔ)上，使用高黏高彈瀝青混凝土材料進行鋪裝前，還要在鋼板表面噴灑改性乳化瀝青，這里需要將噴灑總量控制在0.5～0.8L/m2，然后進行高黏高彈瀝青混凝土基層鋪裝?；鶎愉佈b完畢后，需要再次使用改性乳化瀝青進行覆蓋作業(yè)，這里也需要將噴灑總量控制在0.5～0.8L/m2，然后進行高黏高彈瀝青混凝土面層鋪裝。其次，在高黏高彈瀝青混凝土鋪裝過程中還要針對混凝土材料的攪拌溫度進行控制，盡量將其控制在160～180℃，這樣可以最大限度地催化瀝青混凝土材料的黏合性。最后，對瀝青混凝土面層進行壓實處理。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著鋼梁橋在道橋建筑中的廣泛應(yīng)用，在保證橋梁應(yīng)用質(zhì)量的同時，還要針對其缺點制定科學(xué)的處理措施，因此，為解決傳統(tǒng)鋼梁橋瀝青混凝土鋪裝層的質(zhì)量問題，要針對瀝青混凝土材料的材質(zhì)進行改性處理?；诖?，本文針對高黏高彈瀝青混凝土的鋪裝技術(shù)進行研究，首先闡述了高黏高彈瀝青混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢；其次針對具體案例進行分析，并且提出瀝青混凝土鋪裝方案；最后指出瀝青混凝土鋪裝過程中的工藝要點，具體為界面處理工藝要點與鋪裝處理工藝要點。通過對橋面應(yīng)用質(zhì)量的大幅度優(yōu)化，進而使鋼梁橋可以為車輛的安全行駛提供穩(wěn)定保障。