以无锡金匮桥为例介绍钢桥面沥青铺装

臧华伟

1 工程概况

金匮桥建于1988年，宽仅30m。2002年太湖大道改拓建时，对金匮桥作了加固处理，但未进行桥面拓宽。多年以来，金匮桥除了承担太湖大道东西方向的车流量，还承载着转向运河东路、运河西路的交通功能，双向四车道已不适应快速发展的交通需求，成为太湖大道的一个交通瓶颈。此外，金匮桥的净空高度已不能满足京杭运河三级航道通航标准，亟需拆除重建。

新金匮桥全长290m，宽46m，原先的双向四车道此次拓宽至双向八车道。主桥长216.4m，主桥为三跨两片钢桁架结构，其中主跨105m，跨越京杭运河;两边跨各55.7m，跨越运河东路及运河西路。桥梁中央设0.5m宽防撞栏，两侧分设15m宽机动车道、2.25m宽桁杆、3.5m宽非机动车道和2m宽人行道。

2 铺装结构

金匮桥钢桥面行车道铺装层厚度考虑功能要求的不同，分多层设计，铺装结构见表1。桥面铺装设计总厚度77mm，结构自上而下为:40mm高弹改性沥青玛脂碎石(SMA13)+(300～500)g/m2改性乳化沥青粘结层+35mm聚合物改性浇筑式沥青混凝土(GA10)+2.0mm Eliminator防水粘结体系，见表1。

表1 机动车道钢桥面铺装结构

沥青混凝土铺装面层应具备良好的高温抗车辙性、抗滑性及抗水损害性，因此，选用SMA13作为铺装面层;此外，为解决SMA存在抗裂性不足的缺陷，对铺装层的SMA进行了改进，改进后的高弹改性沥青SMA具有良好的变形能力，抗疲劳开裂性优良，从近几年的工程使用情况来看，高弹改性沥青SMA的抗裂性未得到较成功的解决。

在面层SMA13与下层GA10之间增设改性乳化沥青作为防水粘结层主要原因是:在交通荷载作用下，要求沥青混凝土铺装层具有良好的抗剪切能力，防止因层间剪应力过大造成的推移和波浪等病害。

桥面铺装的最主要作用之一即是保护桥面板及桥梁结构，除了重视沥青铺装层的密水性外，还应加强防水粘结层材料的选择。考虑到本项目桥梁的重要性以及桥位区的气候条件，防水粘结层采用了英国进口的Eliminator防水粘结体系，该体系已成功在国外应用四五十年，在国内的20余座钢桥的应用效果良好，E-liminator防水粘结体系在中国最早的应用是1997年的中国香港青马大桥，至今已使用14年，桥面仍然完好;自2006年进入中国大陆后，相继使用在20余座钢桥上，比如近年的重庆朝天门大桥、上海闵浦二桥及山西太原祥云桥等;浇筑式沥青混凝土与E-liminator防水粘结体系结合使用的桥梁无论是在国外还是国内至今无一破坏。Eliminator防水粘结体系是由防腐底漆Zed S94，双层的甲基丙烯酸类树脂防水膜以及粘结层Tack Coat No.2共同组成，具有防腐、防水、粘结性;钢桥面铺装要求防水粘结层具有优良的变形协调性，该防水体系的防水膜具有优良的韧性，能随钢板的变形而变形，耐久性良好。

钢桥面板在施工、营运过程中一般会发生锈蚀，为保护桥梁结构的耐久性，在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理。同时，为保证防腐层与钢桥面的附着力，要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50μm～100μm。

该铺装结构共设置了三道防水屏障，第一道防水屏障由SMA铺装层和防水粘结层高强水性防水粘结剂共同承担，第二道防水屏障由铺装下层GA承担，第三道防水屏障则由Eliminator防水粘结体系来承担，三道防水屏障确保对桥梁结构的保护。最后，本项目施工时在2011年2月底，平均气温低，为确保改性沥青SMA的压实度和浇筑式沥青混合料的流动性，可在沥青混合料拌合过程中添加一定量的Sasobit，具有良好的温拌效果和降粘作用。

3 内场沥青混合料生产

3.1 浇筑式沥青混合料

浇筑式沥青混合料所用的聚合物改性沥青的加热温度是175℃～185℃。由于浇筑式沥青混合料拌和温度高，搅拌时间长，因此对拌和楼的拌和能力和耐高温能力有很高的要求。同时，浇筑式沥青混合料所用的沥青粘度大，而且沥青含量比较高，混合料容易粘附在设备上，每次生产完毕后，待设备还没完全冷却时，应对粘附的混合料进行彻底清理，在生产前应对运料小车、储罐或卸料斗清理并涂刷隔离剂。

混合料拌合温度控制:由于本工程所用拌和楼的矿粉都没有加热装置，所以石料加热温度应为330℃左右，混合料拌合后出料温度按220℃～250℃目标控制。由于混合料中矿粉含量很大，因此混合料的拌合时间比较长，拌合时间为干拌15 s，湿拌90 s，并在湿拌过程中加入适量的改善流动性的Sasobit，上述工艺均需现场试拌后确定。拌合过程中应充分注意矿粉掺加、改性沥青用量及出料温度的控制。同时，冷料仓上料速度的设置应充分考虑到加热鼓风中细集料的粉料(＜0.3mm材料)损失。

3.2 浇筑式沥青混合料的运输

从拌和楼生产出来的浇筑式沥青混合料还需不断搅拌和加温，因此，浇筑式沥青混合料使用专门的运输设备(国外称为Cooker)。在Cooker初次进料之前，应将其温度预热至160℃左右，装入Cooker中的混合料应保持不停的搅拌，同时应让混合料升温至220℃ ～250℃。

应尽量避免浇筑式沥青混合料在高温的Cooker车中停留太长时间，超过250℃时停留时间不能超过1 h，220℃ ～250℃时停留时间不能超过4 h。但在Cooker中的搅拌时间至少应在40min以上。

在从运输混合料的Cooker车中出料时必须对加热温度进行调节，以避免结合料结硬。同时还须减慢搅拌速度，不让空气中的氧气进入浇筑式沥青中，以减少结合料的氧化。

4 浇筑式沥青混合料的摊铺

4.1 浇筑式沥青摊铺

浇筑式是自流成型无须碾压的沥青混合料，GA10型浇筑式沥青混合料摊铺需要使用浇筑式专用摊铺机。其施工工艺如下:

1)边侧限制。浇筑式沥青混凝土在220℃ ～260℃摊铺时具有流动性，需设置边侧限制，防止混合料侧向流动。边侧限制分别采用约40mm厚和10mm～15mm厚、100mm宽的钢制或木制挡板，设在车道连接处的边缘。根据钢板表面平整度的情况，用不同厚度的铁片或木片调节，以达到保证铺装表面平整的目的。

2)厚度控制。在摊铺之前，根据钢板表面情况进行测量放样，确定一定间隔某一点的摊铺厚度，然后调整导轨的高度及边侧限制板，从而确定摊铺厚度。摊铺机整平板由自动的水平设备控制，按照侧限板高度摊铺规定厚度的路面。

3)行车道摊铺。应根据摊铺机及桥面宽度设定合理的摊铺宽度，尽量避免接缝位于行车道轮迹带内。Cooker倒行至摊铺机前方，把混合料通过其后面的卸料槽直接卸在钢桥面板上。摊铺机的整平板的前方布料板左右移动，把浇筑式沥青混合料铺开。摊铺机向前移动把沥青混合料整平到控制厚度。

紧跟摊铺机后，对接缝进行加热并由工人使用木制的刮板修整。摊铺机应带有红外加热设备，用于对先铺路面的加热，保证与新铺的沥青混凝土形成整体，接缝处连接可靠。在摊铺机行走过后，再采用喷枪进行加热，使新旧混合料变软;同时人工用工具搓揉，使结合部位进一步结合良好，消除接缝。

4.2 接缝及边界处理

由于采用人工摊铺的形式，决定了每幅施工宽度不能太宽，基本保持在1.2m左右，所以说就不可避免的要产生多条纵向接缝和横向接缝。

对于横向接缝可以采用喷火枪加热的方式软化已施工接头，然后再继续施工。对于纵向接缝应尽量减少，采用梯队前进的方式能够有效解决这一问题。

5 结语

整个施工过程中存在以下问题。

5.1 浇筑式混凝土麻面

整体上，机械摊铺的浇筑式沥青混凝土外观均匀一致，局部范围有轻微麻面现象;边带人工摊铺麻面较为严重，外观非常难看。

造成浇筑式表面麻面的原因是浇筑式混合料不稳定，浇筑式沥青混合料生产一轮共6车～7车，40t～50t，拌和楼出料温度情况为:前两车225℃左右、中间3车230℃左右、后两车215℃左右。通常，最后两车料的温度无法保证，到场后混合料的流动性不好，机械摊铺时，局部出现麻面，人工摊铺时，麻面更严重。

5.2 浇筑式表面碎石脱落

浇筑式沥青混凝土铺装成型后，由于金匮桥其他项目部交叉作业，未能严格限制施工车辆通行，导致浇筑式沥青混凝土表面撒布的沥青预拌碎石大量脱落，尤其是主线桥北半幅最为严重。所以在以后的施工过程中要严格限制交通，做好成品保护。

5.3 施工过程质量控制及混合料性能检测工作不力

浇筑式沥青混合料和SMA施工过程缺乏有效的质量控制措施，浇筑式混合料的施工和易性、温度情况、Cooker的运行状况未能在卸料之前及时掌握，浇筑式沥青混合料的贯入度试验未能及时完成，未能掌握浇筑式混合料的高温稳定性，SMA摊铺施工过程中未能及时对施工缺陷进行处治。