浇筑式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用与技术要求分析

王海军

（中交第二航务工程勘察设计院有限公司四川分公司，湖北 武汉 430000）

一、钢桥面铺装特点

大跨度钢箱梁桥的主要特点为自身质量较轻、工厂预制质量容易满足，且施工工期较短，其在大型桥梁结构中的使用范围非常广。受钢桥面自身施工特点的影响，对钢桥面铺装施工质量提出了较高的要求。

重车通行且纵坡较大时桥面所承受的水平剪力较大，桥面铺装材料应与钢桥面黏结良好（钢桥面抗滑性能较差），防止产生脱落、拥包等。

钢桥面面板的柔度比较大，在桥面铺装施工的过程中，对抵抗变形能力的要求非常高，以解决路面开裂和位移的问题。

为了使桥面钢板不受锈蚀的影响，需要对铺装材料的防渗性能做出严格要求。

桥面铺装施工材料须具有较强的高温稳定性，使其在光热资源丰富区域依然能够获得良好的效果。

原公路工程中通常使用的普通沥青混凝土铺装由于空隙率较大、防水性能较差、边缘部位压实困难、反复变形导致其使用寿命减短、无法与钢板之间形成很好的黏结等问题，性能要求很难得到满足，所以桥面铺装施工与普通公路沥青路面铺设存在着很大差别。

二、铺装方案分析

结合上述各种情况，对沥青路面结构层做出如下分析：

（一）防水黏结层

在混凝土桥梁桥面铺装施工的过程中，应将厚度为10cm的混凝土浇筑在桥梁顶板上，并以此为调平层。若想使其与沥青混凝土铺装层、桥面现浇层之间有足够的剪切强度和黏结强度，就要使用具有较强耐久性、稳定性和柔韧性的防水材料，在日常施工的过程中，经常会使用到的施工材料为聚合物改性沥青PB（Ⅱ）型。而由于钢桥面抗滑性能较差、黏结不良、易锈蚀等因素，易导致桥面铺装出现滑移及脱落，尤其当纵坡较大时，这种情况更加明显。防水层作为铺装层中最靠近钢桥面的结构层，应具备黏结强度高、防水、抗剪切效果好等特性。同时，根据钢桥面柔性大的特点，需要与钢面板变形有较好的追从性，普通混凝土桥梁铺装防水层不能满足其需求[1-2]。

在钢箱梁桥顶面铺装施工的过程中，防水黏结层受到剪切破坏后，会出现失效的情况，给桥面铺装的整体性能造成严重影响。如今，钢桥面防水黏结层的施工材料主要有三种形式，分别为Eliminator防水黏结层、双层环氧树脂防水黏结层和改性沥青碎石防水黏结层。

1.使用最早的防水黏结层为改性沥青碎石防水黏结层，该防水黏结层的缺点表现为黏结能力差、沥青模比较薄及施工材料易于氧化等，很难起到防水效果，因此现已基本淘汰。

2.双层环氧树脂防水黏结层在国内应用较为广泛，使用寿命较长，完全固化后黏结强度高，抗剪切和防水效果比较理想，同时具有较强的稳定性。

3.在英、美等发达国家Eliminator防水黏结层的使用范围较广，该防水黏结效果可保持60年以上，我国目前也已经建成十几座Eliminator防水黏结层的钢箱梁桥。对比Eliminator防水黏结层与双层环氧树脂防水黏结层的具体情况如表1所示。

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表1 对比Eliminator防水黏结层与双层环氧树脂防水黏结层性能的具体情况

该黏结层的施工顺序为：在钢面板喷涂防腐层后，先涂刷环氧黏结剂，同时为确保防腐黏结层与铺装层的黏结性与剪切力，在环氧黏结剂涂抹后固化前应撒布小碎石，而后涂刷反应型防水黏结剂。

与此同时，为缓冲铺装层与钢面板间的作用力，应增设应力吸收层部分吸收车辆货载作用应力，橡胶沥青砂胶及橡胶沥青是应力吸收层的核心材质。

（二）下面层

该结构层应具有优良的防水、防渗性能，由于普通沥青混凝土具有孔隙率较大、边缘部位压实困难等缺点，该结构层应设置具有针对性的铺装材料。目前国内市场的调研结果显示，该结构层可采用较为成熟的浇筑式沥青混凝土。

在施工过程中，浇筑式沥青混凝土的温度应保持在220℃～250℃之间，呈现出流淌的状态。不需要采取措施压实，为避免边缘部位压实不到位的问题，使用浇筑式专用摊铺机完成摊铺整平施工即可，基本不会出现空隙。在摊铺施工冷却以后，整体性非常好，具有较强的抗疲劳、抗开裂特性。

与此同时，由于该项目所在区域光照较强，夏季温度较高，建议在浇筑式沥青混凝土内加入改性剂以提高沥青混凝土的热稳定性，将天然沥青与聚合物改性沥青混合后作为主要改性剂，其含量要控制在沥青总量的1/3以内。

（三）上面层

该项目的重载比较多，要科学地控制桥面铺装层厚度，注重提升铺装层综合性，该结构使用的沥青具有较强的弹性，其抗疲劳性、平整度、低温抗裂性、抗滑性能、高温稳定性较强，同时其空隙率较少，水稳定性较高。

从整个工程的实际情况出发，该工程最终选择使用的铺装结构形式为高弹SMA结合浇筑式沥青混凝土（GA10）形式，桥面防水体系与完整铺装层结构的具体情况如图1所示。

1.使用喷砂除锈的方式处理钢箱梁表面，使其满足Sa2.5级的要求，防腐层使用环氧富锌漆处理。

2.环氧树脂防水层包括两层，上层的用量为600g/m2左右，碎石的铺设厚度为2mm左右；下层的用量为300g/m2左右，碎石的铺设厚度为0.5mm左右。

3.缓冲层的主要材质为橡胶沥青砂胶，厚度设置为4mm左右。底涂层使用反应型防水黏结剂，用量为300g/m2左右，使防水层与缓冲层紧紧地连接在一起。

4.高弹改性沥青SMA-10是铺装上层的主要施工材料，厚度设置为3cm，浇筑式沥青混凝土GA-10是铺装下层的主要施工材料，厚度设置为3cm，将粒径为1cm的预拌沥青碎石撒在其表面。

图1 高弹沥青SMA完整铺装层结构及桥面防水体系

（四）其他结构类型

如今，国内外使用的铺装结构还有双层环氧沥青混凝土及双层改性SMA。铺装上层、铺装下层、缓冲层、防水黏结层是双层改性SMA的主要组成内容，其优势体现为抗滑性、随从变形性、高温抗车辙性能均比较强，但由于结构特性及摊铺工艺的影响，其具有空隙率较浇筑式沥青混凝土大、边缘部位压实困难无法有效改善水坏等缺点，目前在国内已被逐步淘汰；双层环氧沥青混凝土的主要组成部分为双层环氧沥青，其综合性能比较强，同时具有车辙动稳定度较强，耐腐蚀性能较好等特点，但其成本较高，且对施工环境及工艺要求较高，目前在国内使用较少。

三、浇筑式沥青混凝土施工标准

（一）拌和

在浇筑式沥青混凝土摊铺施工的过程中，沥青混合料的主要状态为流淌式，其温度需要控制在220℃～250℃，所以在拌和沥青混合料时，应事先加热石料使其达到300℃，再将矿粉加入经过称量和加热后的集料，干拌时间为20s，接着将改性沥青加入其中，干拌1分钟左右。

（二）运输

在浇筑式沥青混凝土运输时，其温度要保持在220℃～250℃左右。对于普通沥青混凝土来说，运输设备没有做出特殊要求，因此在运输过程中，应做好加热和搅拌施工及温度检测工作，还应采取措施控制好混凝土的离析问题，在摊铺前应确认混合料有无异常[6-8]。

（三）摊铺

浇筑式沥青混凝土的状态为流淌式，在摊铺施工时不需再次碾压施工，使用专用的摊铺机摊平即可，所以施工过程比较简便，工期不长。摊铺施工的注意事项包括：

1.在摊铺施工以前，缓冲层要确保干净、整洁，不能存在水渍或污染的情况。

2.浇筑式沥青混凝土呈现出流淌的形式，需要将模板设置在施工区域两侧。

3.从车道宽度和摊铺机的型号出发，科学设置摊铺施工宽度。

4.科学管控摊铺施工时间，从摊铺到结束，总时长不得超过6个小时，同时，沥青混合冷却后不得再进行加热拌和施工。

四、结语

目前国内外通常采用的三种钢桥面沥青铺装方案仍存在成本高、使用寿命短、施工工艺要求高等问题，所以研究钢桥面沥青铺装施工技术非常必要，在以后的工程设计与施工时，应尽量发现并挖掘各类材料的优缺点，开发并研究新型材料，进一步控制成本、改善施工质量。