浇筑式沥青混凝土在我国钢桥面铺装中的应用研究

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一、引言

浇筑式沥青混凝土最早起源于欧洲，欧洲是世界上浇筑式沥青混凝土摊铺技术研究和应用最早、最为成熟的地区。其中，德国首先将浇筑式沥青混凝土应用于钢桥面摊铺。浇筑式沥青混凝土德文为Guβasphalt，英文为Gussasphalt，其中Guβ原是“河流”之意，引申为“浇注流淌”，其含义是浇筑式沥青混凝土具有流动性，摊铺时不需要碾压，只需要简单的摊铺整平即可完成施工，达到规定的密实度和平整度，它的整体性好、防水性能优良，随后传入美国、日本等其他国家，得到广泛的应用。

20世纪90年代，浇筑式沥青混凝土在引入我国后，经历了不断改进和完善，已有大量的工程应用，如东海大桥、重庆朝天门大桥、菜园坝大桥、南京长江四桥等。目前，国内外大多数国家对钢桥桥面摊铺设计(包括摊铺材料与厚度设计)主要采用基于材料试验的经验设计法。从减轻桥梁自重，提高行车舒适性及适应钢桥面板的大变形等方面考虑，大多数国家倾向于采用薄层沥青混合料作为钢桥面摊铺层。随着我国钢桥面摊铺技术的持续改进和完善，浇筑式沥青混凝土的性能得到了很大提高，其所具有的性能优势是其他类型混凝土无法媲美的，在道路或其他工程特别是桥面摊铺工程中，具有很强的适用性。

二、浇筑式沥青混凝土在我国钢桥面铺装中存在的问题

(一)配合比设计问题。浇筑式沥青混凝土的配合比设计过程相对简单，设计过程主要考虑混合料流动性与高温稳定性之间的兼容，配合比设计所得的浇筑式混合料配方，能否适合搅拌站大规模生产，还依赖于试验室诸多试验参数的选取，而试验参数的确定，较大程度地来源于试验室检测结果与施工现场混合料实际状况之间的关联性。

配合比设计结果是否合理，直接影响浇筑式沥青混凝土的施工质量，如果混合料配合比设计不当，则浇筑式沥青混凝土的施工从源头上就是错误的，必导致浇筑式沥青混凝土生产出现混合料干燥或离析现象。

(二)生产过程中存在的问题。浇注式沥青混合料半成品料性状不正确：级配不正确，搅拌站计量偏差、筛网破损；温度不合适，温度传感器故障、热料仓集料温度不准。浇注式沥青混合料出料温度不正确：温度传感器故障、热料仓集料温度不准确。Cooker运输车搅拌压力不正常：Cooker液压系统参数设置不正确、混合料流动性过大或过小。搅拌站高温报警：尾气保护温度设置过低，干燥筒点火时，参数设置不正确。

(三)施工过程中存在的问题。浇筑式沥青混凝土施工时需根据工程的具体情况设置施工缝，尽量设置纵向施工缝，分别为行车道间以及行车道与边带之间的界面。不设置横向施工缝，若遇特殊情况，需设置施工横缝时，横缝设置于顶梁间隔约1/4处。纵横缝设置方式均按照浇筑式沥青混凝土边带摊铺所列的粘贴沥青类贴缝条的方式处治。浇筑式沥青混凝土接缝处所用沥青贴缝条的主要材质为改性沥青，其强度远远低于浇注式沥青混合料，因此贴缝条厚度越大，结构中形成的薄弱层就越宽；加之贴缝条厚度过厚会导致其融化不彻底，影响封水效果。在后期车辆行驶的过程中，在受力薄弱部位的接缝位置会出现严重的开裂病害。

三、浇筑式沥青混凝土病害防治措施

(一)配合比设计。浇注式沥青混合料的配合比设计是质量保证的源头，配合比设计过程中严格控制改性沥青指标、集料和矿粉性能，避免沥青用量过高引起离析，或过低从而未能充分包裹集料和矿粉；同时温度是生产混合料的关键性指标，避免因加热温度过高引起沥青老化，从而降低混合料路用性能。

在原材料的选择上，改性沥青性能达到设计要求，并满足浇注式混合料实际需要；集料性能满足设计，强度在300℃高温作用后不衰减；矿粉必须纯净，杂质含量不超过5%，0.075mm通过率要求大于80%，且品质稳定。生产配合比设计所用级配按照目标配合比最佳级配拟合，按照目标配合比设计和生产配合比设计所确定的生产参数对搅拌站进行设置，生产至少20t混合料，在Cooker中继续升温和搅拌，测试不同搅拌时间(40min、2h、4h、6h)的浇注式沥青混合料性能，包括流动性和贯入度。

(二)浇筑式沥青混凝土生产。混合料生产是质量保证的关键，浇筑式沥青混凝土中，石灰石矿粉用量高达25%左右，矿粉必须纯净，杂质含量不超过5%，同时，0.075mm通过率应大于80%，且品质要保持稳定。如果采用不达标的矿粉生产的浇筑式沥青混凝土将会产生严重离析，因此，需采用双控模式控制矿粉质量：一方面派专人到矿粉加工厂监控矿粉生产过程；另一方面，矿粉进场时试验检测人员必须对入场的每一罐矿粉分上、中、下三个部位进行抽样检测。

混合料生产时，Cooker提前预热至160℃，并随时监控Cooker温控系统和搅拌系统的工作状态，Cooker温控标准设置为240℃。浇注式沥青混合料在Cooker内的升温搅拌时间不低于40min：当混合料温度为220-250℃时，搅拌时间不超过6h，当温度>260℃时，搅拌时间不超过4h。

(三)浇筑式沥青混凝土施工。浇筑式沥青混凝土与接缝处应使用独有的含加筋网的超薄贴缝条，此种贴缝条在生产时以玻纤网为骨架，起到加筋作用，可以显著提升接缝处粘结强度，并且由于玻纤网的加入，可以大大降低贴缝条厚度，有效降低了接缝处薄弱层宽度。

四、结束语

浇筑式沥青混合料具有良好的致密性和耐久性，和钢桥面共同组成受力体，提高桥梁使用寿命。随着浇筑式沥青混凝土在国内钢桥面摊铺中不断完善和改性优化，整体使用情况表现良好。浇筑式沥青混凝土已经构成国内目前应用数量最多、面积最大的主流摊铺体系。但浇筑式沥青混凝土施工规范、标准还不不健全，尚未形成完整的施工体系，仍需要进一步研究。