鋼箱梁橋面高彈高粘瀝青面層施工技術(shù)

韓娟HAN Juan

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司，石家莊 050081）

0 引言

新建高速公路橫跨施工時(shí)為減少干擾，保證既有道路的通行，上跨高速公路的橋跨應(yīng)用鋼箱梁施工工藝既安全又快速。永瀘高速公路雙鳳互通匝道為減少施工時(shí)對(duì)九永高速通車的影響，采用鋼箱梁施工。為保證鋼箱梁段路面質(zhì)量，施工采用結(jié)構(gòu)為KD-HYP進(jìn)口環(huán)氧防水粘結(jié)油+6cm厚高黏高彈SBS改性瀝青混凝土AC-16+KD-HYP進(jìn)口環(huán)氧防水粘結(jié)油+4cm厚高黏高彈SBS改性瀝青混凝土AC-10。鋼箱梁橋面上每隔20cm設(shè)置鋼筋條給橋面瀝青施工增加難度，特別是平整度的控制。且由于混合料油石比較大，細(xì)集料多，在碾壓時(shí)易出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，為了能夠更好的解決此類問(wèn)題的出現(xiàn)，提高路面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、行車舒適度和路面使用壽命。

1 施工工藝流程

配合比設(shè)計(jì)與優(yōu)化→混合料上料→拌和→運(yùn)輸→攤鋪→碾壓→檢測(cè)→開(kāi)放交通。

2 施工準(zhǔn)備

①進(jìn)場(chǎng)合格的原材料，對(duì)原材料進(jìn)行檢測(cè)，合格后用于配合比設(shè)計(jì)及施工生產(chǎn)；②對(duì)已安裝的拌和設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，在正式施工混合料前進(jìn)行試拌，以確保成品混合料質(zhì)量；③做好工地試驗(yàn)室臨時(shí)資質(zhì)申報(bào)和試驗(yàn)儀器標(biāo)定工作后對(duì)高彈高粘瀝青路面的目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作；④確定高彈高粘瀝青路面的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓方案和施工調(diào)度準(zhǔn)備，做好施工交底工作；⑤運(yùn)輸設(shè)備、攤鋪碾壓設(shè)備、清掃設(shè)備等維修保養(yǎng)完成后就位；⑥對(duì)下承層進(jìn)行清掃，撒布好鋼箱梁橋面防水粘結(jié)層；⑦完成測(cè)量放樣、高程計(jì)算和樁號(hào)標(biāo)記工作。

3 配合比設(shè)計(jì)優(yōu)化

為能夠在保證質(zhì)量的前提下，節(jié)約成本，針對(duì)高彈高粘瀝青路面的配合比采用馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行分析設(shè)計(jì)及優(yōu)化，從瀝青用量等方面設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化配合比的目的。AC-10、AC-16瀝青混合料瀝青用量通過(guò)對(duì)毛體積密度、空隙率、礦料間隙率、有效瀝青飽和度、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)進(jìn)行關(guān)系圖對(duì)比，采取性能最佳的油石比，最終確定為5.6%、4.9%。

4 鋼箱梁橋面施工控制方案

鋼箱梁橋面施工時(shí)精準(zhǔn)計(jì)算橋面鋪筑量，控制好鋪筑長(zhǎng)度。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸車倒車、卸料；攤鋪機(jī)鋪筑、碾壓設(shè)備碾壓，計(jì)算各個(gè)工序時(shí)間，關(guān)鍵是縮短倒車時(shí)間，保證攤鋪機(jī)料斗材料充足，攤鋪連續(xù)。研究熨平板振搗頻率、檔位、攤鋪速度的關(guān)系，確?；旌狭系某跏?jí)簩?shí)度≥90；以此縮小鋼筋位置的壓實(shí)差。碾壓時(shí)控制碾壓速度，確保壓路機(jī)緊跟、慢壓，為避免膠輪的揉搓、泵吸產(chǎn)生作用，出現(xiàn)泛油和影響平整度，施工設(shè)備不使用膠輪壓路機(jī)?？刂颇雺簻囟群退俣?，確保溫度范圍內(nèi)完成碾壓。鋼箱梁橋面施工時(shí)下面層目的在于進(jìn)行找平及銜接，下面層施工完成后對(duì)其平整度檢測(cè)，大于或超過(guò)規(guī)范的部位，在面層施工時(shí)，采取在紅外線探頭下補(bǔ)填料進(jìn)行調(diào)整控制以保證鋼箱梁橋面結(jié)構(gòu)層的平整度。

5 高彈高粘瀝青路面施工

5.1 拌和

①高彈高粘瀝青路面混合料采用間接式瀝青混凝土拌合站集中拌和，拌和過(guò)程中嚴(yán)格控制油石比，并按照優(yōu)化好的施工生產(chǎn)配合比進(jìn)行生產(chǎn)，除試驗(yàn)人員外，任何人不得隨意調(diào)整各種材料的摻入比例；②拌和時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制拌和時(shí)間，混合料的拌和時(shí)間直接影響著混和料的均勻性和質(zhì)量，拌和不均勻會(huì)導(dǎo)致高彈高粘瀝青路面結(jié)團(tuán)、花白料、離析情況出現(xiàn)，高彈高粘瀝青路面混合料的拌和時(shí)間一般控制在55s（干拌時(shí)間不小于5s）；③拌和溫度的控制對(duì)混合料質(zhì)量起著決定作用，過(guò)高的溫度會(huì)使瀝青老化失去粘性，會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料易剝落、松散影響使用壽命，過(guò)低的溫度不僅會(huì)導(dǎo)致混合料孔隙率過(guò)大，馬歇爾穩(wěn)定度低，還會(huì)影響后續(xù)施工溫度不宜控制，影響施工，高彈高粘瀝青路面混合料采用SBS瀝青，故高彈高粘瀝青路面的拌和溫度一般控制在瀝青加熱溫度為160-165℃，集料加熱溫度190-220℃。瀝青混合料拌和溫度控制在170-185℃（大風(fēng)或雨后氣溫較低時(shí)可適當(dāng)提高5℃），混合料超過(guò)195℃后應(yīng)予以廢棄。

5.2 運(yùn)輸

①高彈高粘瀝青路面運(yùn)輸車采用大噸位自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸車內(nèi)必須確保車廂干凈清潔，運(yùn)輸車裝料運(yùn)輸前必須對(duì)底板和側(cè)板進(jìn)行涂抹隔離劑，防止有瀝青混合料余料粘黏，另外隔離劑涂抹完成后，車底不得有余液積聚。②運(yùn)輸車在裝料前應(yīng)在兩側(cè)板進(jìn)行保溫措施，一般采用鐵皮包裹棉被進(jìn)行處理，在車箱中部底板以上30-40cm處預(yù)留直徑1cm的溫度檢查圓孔，用以檢測(cè)到場(chǎng)溫度。③運(yùn)輸車在裝料過(guò)程中應(yīng)該分不少于3次移動(dòng)車位，確保裝料順序?yàn)檐噹安?后部-中部三次裝料。④混合料運(yùn)輸途中必須覆蓋篷布，減少運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失和環(huán)境污染，混合料出廠溫度控制在170-185℃，到場(chǎng)溫度為不小于165℃，運(yùn)輸車到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)逐車進(jìn)行溫度檢查并進(jìn)行記錄。

5.3 攤鋪

①同一組工作的攤鋪機(jī)要求型號(hào)、性能、品牌必須保持一致；攤鋪機(jī)的檔位、夯錘的振搗頻率以及攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度、坡度保持一致，以確保高彈高粘瀝青路面攤鋪的均勻性和統(tǒng)一性。②高彈高粘瀝青路面攤鋪采用雙機(jī)梯隊(duì)連鋪的方法進(jìn)行，半幅一次性攤鋪，在高彈高粘瀝青路面攤鋪前應(yīng)提前1-1.5h對(duì)攤鋪機(jī)熨平板進(jìn)行加熱，以熨平板溫度在≥110℃為宜，以避免起步攤鋪時(shí)出現(xiàn)的拉毛現(xiàn)象。③高彈高粘瀝青路面攤鋪時(shí)必須由高程低的一側(cè)的攤鋪機(jī)在前，高的一側(cè)在后，兩臺(tái)攤鋪機(jī)前后距離控制在4-6m，兩臺(tái)攤鋪機(jī)搭接寬度為5-10cm，攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度應(yīng)保證均勻、連續(xù)不間斷，同時(shí)布料螺旋應(yīng)確保兩側(cè)混合料高度不得小于2/3的布料器高度，攤鋪機(jī)的行駛速度宜控制在3-5m。④攤鋪溫度應(yīng)不低于160℃，攤鋪過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)攤鋪的混合料進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)露白、泛黃及油包應(yīng)及時(shí)處理。⑤攤鋪過(guò)程中攤鋪機(jī)嚴(yán)格控制行進(jìn)速度，不宜大于2m，同時(shí)熨平板振搗頻率的檔位控制在5擋，鋪筑初始?jí)簩?shí)度≥90?；旌狭蠑備佂旰蟊砻婷軐?shí)，骨料均勻。

5.4 碾壓

高彈高粘瀝青路面碾壓宜采用全部雙鋼輪組合方法進(jìn)行，為防止高彈高粘瀝青路面粘輪，對(duì)雙鋼輪采用水箱霧狀噴水處理，但為防止溫度損失過(guò)快，應(yīng)控制噴水量，以不粘輪為宜；壓路機(jī)碾壓遵循：勻速、緊跟慢壓、高頻低幅、先低后高、先慢后快的原則；碾壓成階梯狀，每隔20-30m，用雙鋼輪沿臺(tái)階按圓弧碾壓，用以消除碾壓距離過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的擁包；碾壓過(guò)程中壓路機(jī)行駛方向一致、不得對(duì)向行駛，壓路機(jī)之間保持安全距離。

壓路機(jī)不得在未碾壓成型未冷卻的路段上急轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、停車等候，加水加油時(shí)必須在冷料上進(jìn)行；碾壓溫度盡量控制在140℃-150℃，終了溫度控制在120℃以上；

碾壓來(lái)回為一遍，從低側(cè)向高側(cè)碾壓。碾壓時(shí)驅(qū)動(dòng)輪在前（面向攤鋪機(jī)），由外側(cè)和中心呈階梯狀碾壓（超高段從低側(cè)向高側(cè)碾壓），緊跟攤鋪機(jī)。避免在熱料上打死方向而引起路面搓動(dòng)。相鄰鋼輪壓路機(jī)碾壓帶重疊寬度為1/3碾壓輪寬。

攤鋪后溫度下降更快，下降空間小，所以留給壓路機(jī)碾壓的有效時(shí)間更短，這就對(duì)壓路機(jī)的要求更高，如何更好的配置壓路機(jī)組合、控制碾壓遍數(shù)、速度、數(shù)量是控制高彈高粘瀝青路面混合料施工溫度的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)對(duì)高彈高粘瀝青路面施工制成品時(shí)間和溫度損失時(shí)間的時(shí)間把控發(fā)現(xiàn)，高彈高粘瀝青路面混合料攤鋪后20-25分鐘左右溫度就會(huì)降到110℃以下，經(jīng)過(guò)實(shí)際確定3臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)組合的碾壓方式的效率最高，每一段碾壓時(shí)間經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量在16-19分鐘之間，完全滿足施工碾壓需要。

碾壓時(shí)嚴(yán)格控制瀝青混合料厚度，觀察是否存在推移，由于存在抗滑鋼筋且在鋼箱梁結(jié)構(gòu)上碾壓，鋼筋部位溆浦厚度5.5cm,碾壓時(shí)不宜開(kāi)強(qiáng)振碾壓，以確保鋼筋附近壓實(shí)度。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段驗(yàn)證分析確定最佳壓路機(jī)組合為控制壓路機(jī)速度初壓速度≤1.5km/h，復(fù)壓速度≤2km/h，終壓速度≤3km/h。碾壓時(shí)不采用膠輪壓路機(jī)碾壓，可避免泛油現(xiàn)象。

5.5 施工接縫處理

鋼箱梁橋面施工時(shí)不留縱向冷接縫，采用熱接縫施工且跨縫碾壓。攤鋪時(shí)采用梯隊(duì)作業(yè)的縱縫應(yīng)采用熱接縫，將已鋪部分留下l00-200mm寬暫不碾壓，作為后續(xù)部分的基準(zhǔn)面，然后作跨縫碾壓以消除縫跡。橫向接縫留在伸縮縫位置，不得留在橋面上。

5.6 檢測(cè)對(duì)比

通過(guò)對(duì)成品高彈高粘瀝青路面路段平整度情況，高彈高粘瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)中面層平整度為1.3mm、上面層平整度為1.0mm，施工成品檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1施工成品檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)對(duì)高彈高粘瀝青面層施工工法的研究及應(yīng)用，對(duì)鋼箱梁橋面路面平整度檢測(cè)后取得的指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

6 材料控制

6.1 原材料指標(biāo)控制

①粗集料針片狀顆粒含量≤15%，洛杉磯磨耗損失應(yīng)≤26%，粗骨料磨光值PSV≥42（BPN）；瀝青與粗骨料粘附性上面層≥5級(jí)，中面層粘附等級(jí)≥4級(jí)。集料規(guī)格：1）4.75～9.5mm：大于9.5mm含量小于15%，小于4.75mm集料含量≤10%。2）2.36～4.75mm：2.36～4.75mm粒徑含量≥80%。3）0～2.36mm：大于2.36mm粒徑含量≤15%。

②施工中應(yīng)保持礦粉干燥無(wú)結(jié)團(tuán)，結(jié)團(tuán)礦粉不得直接使用，不使用天然砂。

6.2 混合料指標(biāo)控制（表2、表3）

表2 AC-10高黏高彈改性瀝青混合料技術(shù)要求

表3 AC-16高黏高彈改性瀝青混合料技術(shù)要求

6.3 熱拌瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

施工時(shí)，從拌合站和攤鋪現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行抽提和篩分試驗(yàn)，另外還需要對(duì)拌合站進(jìn)行逐盤(pán)與總量檢驗(yàn)，具體檢驗(yàn)要求見(jiàn)表4。

6.4 高彈高粘瀝青路面成品檢測(cè)（表5）

7 結(jié)論

該工藝應(yīng)用應(yīng)用于永瀘高速公路雙鳳互通匝道，取得了良好應(yīng)用效果，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，在工藝應(yīng)用過(guò)程中總結(jié)提出以下建議：

①改性瀝青混凝土配合比優(yōu)化直接關(guān)系施工成本控制，施工過(guò)程中，應(yīng)從成本管控的角度，應(yīng)通過(guò)配合比優(yōu)化和工藝控制兩個(gè)方面對(duì)瀝青混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化。

②溫度的控制對(duì)瀝青混合料質(zhì)量起著決定作用，施工中應(yīng)該嚴(yán)格控制拌和、運(yùn)輸及碾壓溫度。

③由于瀝青混凝土攤鋪后溫度下降快，為確保施工質(zhì)量，在工藝設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮壓路機(jī)性能指標(biāo)。

表4熱拌瀝青混合料質(zhì)量控制

表5高彈高粘瀝青路面實(shí)測(cè)項(xiàng)目