GA-10浇筑式沥青混凝土在石湾互通匝道桥的应用研究

陈海荣，卢红亮，伍贞蒸

(广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路分公司，广西 南宁 535009)

0 引言

随着我国交通基础设施的发展，大跨径桥梁数量不断增多，特别是《交通强国建设纲要》实施以来，大跨径桥梁不断应用于铁路、公路和市政建设当中。钢结构由于结构轻便、寿命长、施工快速等特点，在大跨径桥梁中的应用已十分普遍。大跨径桥梁的桥面铺装分为水泥混凝土结构和沥青混凝土结构。沥青混凝土结构行车舒适性良好、养护施工简便，而普通沥青混凝土在行车运营一段时间后，由于钢结构自身的振动、伸缩变形、腐蚀等影响，混凝土会出现不同程度的裂缝、车辙、推移、泛油以及铺装层与钢桥面脱层等病害[1]。因此，提高铺装层的施工质量，对延长桥面铺装层的使用年限、保护钢结构安全具有极其重要的作用。

1 工程概况

兰海高速公路石湾互通是G75兰海高速公路与G7212柳北高速公路之间的立体交叉枢纽型互通，为外转弯半定向形枢纽互通。石湾互通枢纽匝道分别设A、C、G共3座匝道桥，其中A匝道桥第四联长82.5 m(上跨G75)，C匝道桥第四联长80 m(上跨G75)、第七联长80 m(上跨G7212)，G匝道桥第二联长80 m(上跨G75)均采用单箱多室式全焊钢箱梁结构，梁高1.8 m，宽13.6 m，梁段顶板厚18 mm，钢箱梁桥面面积为4 386 m2。

钢桥面铺装采用沥青混凝土结构，总厚度为10 cm，由三层结构组成：丙烯酸防腐漆(防腐层)+丙烯酸树脂粘结剂和两层甲基丙烯酸甲酯树脂(防水粘结层)+3 cm GA-10浇筑式沥青混凝土(保护层)+3 cm SMA-10高黏改性沥青混凝土(下面层)+4 cm ARSMA-13橡胶复合改性沥青混凝土(上面层)。

一般的钢桥面铺装层采用两层结构，总厚度为7 cm。考虑到广西沿海地区气温较高，钢结构伸缩变形量大，本项目增加3 cm SMA-10高黏改性沥青混凝土作为应变补偿吸收层，以充分吸收钢桥面的伸缩变形，延长铺装层整体寿命。

2 配合比设计

浇筑式沥青混凝土是一种采用高温(220 ℃～240 ℃)拌和而成，具有良好的流动性，可以直接浇筑摊铺，不需碾压成型的高密度、空隙率几乎为0、均匀的沥青混凝土[2]。混合料为连续密级配，含大量细料和沥青，骨料之间没有形成骨架结构，属于典型的密实悬浮结构。按浇筑式沥青混凝土技术性能要求，结合沥青主材及碎石的调查，设计文件推荐混合料目标配合比设计为0～5 mm∶5～10 mm∶矿粉=36%∶44%∶26%，油石比为7.8%。根据目标配合比报告及原材料的供应情况，最终本项目生产配合比为6～11 mm∶3～6 mm∶0～3 mm∶矿粉=20%∶20%∶31%∶29%；油石比为7.8%。粗(细)集料为田东鑫盛石场的辉绿岩，矿粉由玉林市银隆建材有限责任公司供应。

3 施工工艺

根据设计文件和《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(JTG/T3364-02-2019)要求，本项目浇筑式沥青混凝土施工工艺如图1所示。

图1 浇筑式沥青混凝土施工工艺流程图

3.1 喷砂除锈

钢桥面在焊接完成后，受露天气候影响，表面容易产生氧化锈蚀，如不进行全面清除，将影响防腐层的效果。本项目采用自动无尘喷砂机进行表面除锈，边缘和喷砂机无法施工的区域可采用手提式打砂机施工。

喷砂除锈前，采用人工全面检查钢桥面板的外观，发现表面存在锐边、焊瘤、飞溅物和明显不平整焊缝等缺陷问题，应进行彻底清理；施工残留机油和其他污染物，要清洗干净。喷砂除锈后面板表面的清洁度和粗糙度应达到《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(JTG/T 3364-2-2019)的质量要求[3]。

3.2 防腐层

根据《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》(JTG/T 3364-2-2019)和《钢结构施工质量验收规范》的技术要求，喷砂除锈检验合格后，应在4 h内实施防腐底漆施工。当湿度较大、降雨等原因造成表面返锈或间隔较大时应再次进行喷砂或打磨处理至相应标准，再进行防腐底漆施工[4]。本项目采用人工滚筒滚涂丙烯酸防腐漆对桥面进行防腐处理，用量≥200 g/m2。

3.3 防水粘结层

为了预防钢桥面被雨水渗透腐蚀，最直接有效的方法就是设置防水层，隔断渗透水接触钢板。本项目防水粘结层为喷涂两层甲基丙烯酸甲酯树脂，在防腐漆施工固化后进行，干膜总厚度应≥2 mm，总用量为2 500～3 500 g/m2。

甲基丙烯酸树脂防水材料含两种树脂组分(A和B)和一种催化剂，施工前先将催化剂加入B组分充分搅拌均匀后，再和A组分搅拌喷涂。第一层涂膜固化后立即喷涂第二层，每层湿膜厚度应≥1.2 mm，间隔时间取决于现场施工温度和天气情况。

3.4 摊铺浇筑

3.4.1 沥青混合料生产

浇筑式沥青混合料生产与普通混合料基本相同，只是将集料加热温度和出厂温度提高。拌和前，将集料加热到260 ℃～280 ℃，按配合比称量后并加入矿粉，进行干拌，干拌时间为30 s，然后将加热至170 ℃的沥青和直投母料加入至混合料中进行湿拌，湿拌时间为60～90 s，拌和后出厂温度宜为220 ℃～240 ℃。

3.4.2 沥青混合料运输

浇筑式沥青混合料采用专用的拌和运输车(Cooker)运输，其具有拌和、升温、运输等功能。Cooker运输过程中，应关闭运输罐上盖，减少空气与混合料接触，预防氧化作用。Cooker中混合料拌和温度控制在220 ℃～240 ℃(最高宜≤250 ℃)，搅拌速度固定至7转/min(慢速)。

3.4.3 浇筑式沥青混合料摊铺

浇筑式沥青混凝土摊铺分为机械摊铺和人工摊铺。钢桥面平整、边界整齐清晰，采用机械摊铺；机械摊铺无法到达的边缘位置采用人工摊铺。

浇筑式沥青混凝土使用专用摊铺机，具备牵引、摊铺、布料和整平等功能。摊铺前，应提前进行预热，预热温度应达到160 ℃～200 ℃。浇筑式沥青混合料是自流成型无须碾压的，在现场施工过程中，主要控制混合料摊铺宽度、各工序施工温度、摊铺速度和厚度等技术指标。

3.5 撒布碎石

浇筑式沥青混凝土是一种密实悬浮结构，可以较好地应对高温下钢桥面的伸缩变形，但抗车辙性能不如骨架结构。经研究，在摊铺好的浇筑式沥青混凝土上撒布一定量的沥青预拌碎石，其抗车辙性能可以提高15%～33%(与碎石的粒径、撒布量等有直接关系)[5]。本项目结合配合比、摊铺厚度以及交通量和气候环境等因素，采用机械撒布预拌0.2%～0.5%的沥青碎石(4.75～9.5 mm玄武岩)，撒布量为5～6 kg/m2，覆盖率控制在70%～80%。

3.6 接缝处理

本项目桥面宽13.6 m，摊铺机宽5 m，现场采用设置钢模侧挡板实行分幅摊铺，中间行车道为机械摊铺，两侧路缘采用人工摊铺。施工前在钢模挡板上涂刷隔离剂，方便在混合料冷却后拆除。除桥梁伸缩缝处外，其他部位不设置横向施工缝。

4 管理控制

浇筑式沥青混凝土施工的每一个环节都会对质量和使用寿命产生不同程度的影响，现结合施工过程的管理，梳理和分析质量控制的关键点。

设计配合比时，在满足各项技术指标基础上，应充分考虑混合料的和易性、高温稳定性。生产过程中，要随时监控拌和楼振动筛、温度传感器和称量设备的工作情况，预防计量偏差和筛网破损影响配合比；严格控制矿粉、改性沥青用量，充分考虑加热鼓风过程中粉料损失对配合比的影响。混合料出厂装车前，Cooker运输车要预先加热至160 ℃，减少装车过程温度损失；运输过程中，随时监控温控系统和搅拌系统的工作状态；长时间高温搅拌(>250 ℃)，沥青容易出现氧化老化；短时间低温搅拌(<220 ℃)，混合料和易性较差。摊铺前要准确测量标高，摊铺时随时测量实际厚度，均匀控制卸料速度、位置和摊铺速度。丙烯酸防腐漆滚涂和甲基丙烯酸树脂防水粘结层喷涂均采用人工操作，难以保证施工均匀性和厚度，应设计专用的数控喷涂设备实现自动化施工，保证质量和施工人员安全。浇筑式沥青混凝土生产、运输、摊铺的温度都应>220 ℃，高温下沥青散发出萘、蒽、菲、苯并芘等各种烃类气体，对人体有害；丙烯酸防腐漆和甲基丙烯酸树脂有机合成物也具有毒性，现场需加强职业健康安全防护和安全应急救援准备。丙烯酸树脂施工过程产生的包装垃圾和废料应妥善处理，不得随意丢弃处理。

钢桥面铺装施工应进行交通管制全桥封闭，避免可能污染铺装界面的其他工序交叉施工；铺装施工机械通过桥面时应进行保护，预防机械损坏防水粘结层和防腐层。

5 结语

本文以兰海高速公路石湾互通匝道桥钢桥面浇筑式沥青混凝土铺装的全过程施工为例，简单阐述了浇筑式沥青混凝土铺装的工艺流程和控制要点。浇筑式沥青混凝土是自流成型无须碾压、空隙率几乎为零的沥青混合料，具有良好的塑性、抗渗性以及整体性。随着我国大跨径桥梁和跨公路(铁路)等跨线桥梁以及城市桥梁的建设，浇筑式沥青混凝土将会得到进一步应用推广。