浇筑式沥青混合料在钢桥面铺装中的应用分析

陈本建

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001）

0 引言

公路桥梁项目建设过程中，基于科技进步和发展，钢桥面铺装技术虽逐渐完善，但桥面系结构在原材料选择、铺装结构组合、施工工艺等诸多工序环节，仍然存在许多技术难点需要解决。针对钢桥面铺装技术的现状，以工程实践为依托，对该技术进行系统分析，具有十分重要的工程实践意义。

1 工程概况

太洪长江大桥为重庆南川至两江新区高速公路上的关键控制性工程，大桥起点（南岸）位于巴南区双河口镇五台村，终点（北岸）位于渝北区洛碛镇太洪场村。桥型方案为主库808m 的单跨简支钢箱梁悬索桥，桥梁全长1436m，桥面宽度36m，双向6 车道，铺装宽度：检修道1.7m+车行道14.75m+中分带0.5m+车行道14.75m+检修道1.7m。桥面铺装层原设计为5.50cm 厚环氧沥青混凝土，因与其他标段穿插施工造成进度滞后，原铺装方案所需养护周期较长，施工质量不容易控制。为了缩短工期，提升质量可靠性，最终选用了“TOPEVER 防水系统+35mm 浇筑浆沥青混合料GA10+35mm 高弹性改性沥青SMA10”铺装结构层方案。通过钢桥面铺装工序环节，对沥青混凝土浇筑工艺进行实践分析，验证了该方案可以有效解决常见低温开裂、疲劳开裂和层间黏结性差的质量问题，从而简化铺装工序，缩短施工周期。

2 工艺原理

浇筑式沥青混凝土是一种具有矿粉、细集料和沥青含量高的连续级配的沥青聚合物。因含有大量的细集料和沥青，在适宜的施工温度（220～250℃）下，混合料会呈现流动状态，其整体孔隙率低，内部孔隙也不会连通，质量稳定性高，满足密实性和平整性指标要求。施工过程无需使用压路机碾压，仅使用简易的摊铺平整机械即可满足施作要求，具有无需养护工序的外部优势[1]。

采用SMA-10 高弹性改性沥青优化铺装层混合料，可以提升桥梁的抗滑、低温抗裂、抗疲劳性能。将改性的乳化沥青喷洒到GA-10 和SMA-10 的铺装层之间，可以提高路面的黏附力。采用孔隙率低于1.0%的浇筑沥青混凝土（GA-10），可充分发挥混合料的不渗透特性，提高桥梁的整体抗疲劳强度和耐久性。通过应用Eliminator 防水系统可防止钢材腐蚀，具有优良的耐刺破和防腐蚀性能，适合于温差大、夏季温度高、含水量大的大跨度钢桥面铺装[2]。

3 浇筑式沥青混合料设计流程

结合浇筑式沥青混合料的特性，参考以往的工程实践经验，确定该桥面系结构浇筑式沥青混合料的设计方案，具体设计流程如图1 所示。

图1 钢桥面浇筑式沥青混合料设计流程

3.1 混合料的原材料选择

沥青混合料的成本造价一般占该工序总造价60%以上，因此需权衡原材料采购单价，以经过市场调查、综合考虑原材料的性能、质量达标准为前提，从而确定最优化成本及推荐原材料供应商。因桥面铺装层的后期使用性能、使用寿命与原材料的特性密切相关，需从原材料的抽样、试验、论证等方面，找出既符合国家标准又适用于实际工况的材料。

3.2 混合料的集料级配确定

目前，公路钢箱梁桥面铺装设计规范，规定了浇筑式沥青混合料的使用条件，基于混合料骨料进行详细分析、深入论证，得出浇筑沥青混凝土的级配组成，如表1 和图2 所示。

图2 浇筑式沥青混凝土合成级配设计图

表1 浇筑式沥青混凝土合成级配

3.3 最佳油石比的测定

根据工程中常用的油石比，对配制的油石比范围进行相应的测试，并根据试验结果寻找出最优的油石比。对国内30#直馏沥青进行了油石比为8.90%、9.20% 和9.50% 的试验。其结果表明，当油石比为9.20%时，该混合料能满足设计指标的规定。在此基础上采用9.20%的油石比进行了试验，其贯入度、增量试验结论数据分析，见表2 和图3。

图3 不同油石比下的贯入度及增量试验结果

表2 贯入度及增量试验结论数据

4 浇筑式沥青混凝土施工技术

4.1 施工前准备

铺筑浇筑沥青混凝土之前，应对钢桥表面的防水层进行全面的清洁，并采用鼓风机进行烘干操作。

油渍需清理，浇筑沥青路面阶段要注意防止油污。铺装层的厚度、平整度控制，应按垫块和侧限边挡的高度来决定，在铺筑前需精确地确定侧限边挡结构的顶面高度，保证测量的精度[3]。

4.2 浇筑式沥青混合料的搅拌

浇筑式沥青混合料的加热拌和温度区间为175～185℃之间，因搅拌温度高，搅拌时间长，对搅拌楼的搅拌性能、耐高温性能要求很高。同时，浇筑式沥青混合料具有较高的黏性、较高的沥青含量，易附着于设备，每一次拌和结束应在机器还未完全冷却前，采取措施对运输车、储罐或卸料仓进行彻底清洗，并涂刷隔离液。

搅拌温度控制：混合料应按照220～250℃的温度，对出料温度进行控制。混合料中矿粉含量高，搅拌时间需延长，干混应达15s，湿混达90s。采用湿拌工艺时，可适当添加增流剂以改善流动性。以上工序须在现场进行试验后方能决定是否采用。若不加热矿粉，其他骨料加热温度应达330℃左右；若对矿石粉进行加热，其他骨料加热温度约为230～260℃。

4.3 浇筑式沥青混合料的运输

沥青混凝土浇筑施工环节，应使用专用的运输设备，以保证可以连续搅拌并输送沥青混凝土。在将浇筑用沥青拌和料放入运输设备前，应先将设备储料仓温度调至160℃，混合料的出料温度应达220～250℃。

沥青混凝土浇筑施工阶段，应确保拌和料温度处于220～250℃，等待浇筑的时间不能超过4h；应尽量避免使用高热的沥青混凝土，当混合料温度达250℃以上时，等待浇筑的时间不能超过1h。混合料运输环节可通过调整加热温度防止胶结物的凝固；为减少沥青混合料的氧化，应降低搅拌速率，以避免氧气渗入[4]。

全面放开船长尺度，船舶调头势必十分困难，必然影响其他船舶正常航行，引起航道堵塞。航道标准尚未完全到位，并由于拆迁、资金等原因，沿线仍有少数桥梁未达标，局部水域水下存在一些浅点。诸多航道码头按照45 m设计，岸线资源有限，靠泊困难，影响通航效率，甚至堵航。

4.4 浇筑式沥青混合料的摊铺

浇筑沥青混凝土的特性是可不经过碾压而成型，铺设工艺要求有专门的沥青混凝土浇筑摊铺机。

第一，施工环节，应按桥面宽度及摊铺机可施工宽度，适当调整一次摊铺的路幅宽，避免在行车道的轮迹区范围内布设铺装层接缝。

第二，摊铺过程中，运输设备必须在铺路机前方停车，然后由后方的卸料槽将混合料直接卸到钢桥表面。将摊铺机左右摆动，前方布料板拉紧，摊铺机不断向前推进，使浇筑的沥青混凝土达到预定的厚度。

第三，为了将浇筑沥青混凝土与新铺沥青层结合成整体，可采用红外线加热装置，对先前铺设的沥青路面进行加热，使接缝的接合更加可靠。浇筑层铺路完工后，用喷枪加热设备的喷嘴对接缝进行加热，使新老混合料均变软，再用木铲将其修复，以确保接缝铺筑得更紧密，从而达到消除接缝的作用。

第四，铺筑沥青混凝土过程中会出现局部的气泡，可充分利用尖头工具将泡沫击穿，达到排气的目的。

第五，浇筑式沥青混凝土刚摊铺完毕，其结构层还在合适的温度区间时，需再摊铺5.0～10.0mm 厚的预拌0.5%～1.0%的沥青碎石，再由人工或压路机将沥青碎石碾压到浇筑的沥青混凝土中。

4.5 改性SMA 沥青混凝土的铺装

在浇筑式沥青混凝土铺装完工后，再进行改性乳化沥青黏结层的施工。黏合层施工的乳化沥青黏结料喷射，应达到均匀、饱满的效果。

黏合层改性乳化沥青的用量在300～500g/m2之间。改性SMA 沥青混凝土于黏结层施工完毕后实施，类似于传统的沥青混凝土施工工艺。

4.6 环境保护措施

第二，选用低污染的设备，设置空气污染防治体系，加强对大气污染物的处理与监控，保证达到排放标准。

第三，运输沥青、砂石等，如有渗漏应立即进行清理，保证路面清洁。

第四，严格遵守当地环境保护管理法规，加强噪声的控制与隔离，不得安排有噪声的加工工作，不得有噪声干扰居民。

第五，项目完成后，应将临时用地内的建筑垃圾、生活垃圾清理干净，并将垃圾运往指定地点进行处置。

第六，工程完成后，经当地政府批准且申请的相关环保措施得以落实后，可由相关部门进行环保验收，保证无环境问题的发生。

第七，保证作业场地、作业面、周围环境的清洁卫生，并对场地的废弃物料、污染物等进行及时回收和处置。

第八，根据该工程的具体情况，设计出一套合理的环境保护措施，并对其进行灵活调整。建筑企业应主动学习有关环境保护的最新法律、法规，并在施工管理中树立良好的绿色环境管理理念。

5 施工效果

钢箱梁桥桥面铺装过程，包括浇筑式沥青混凝土、高弹改性沥青SMA-10 面层施工阶段，未对周围的建筑结构、居民的生活环境造成任何影响，施工阶段安全、环境、工程质量都得到了保障，均为受控状态，且该项目完成后的各项质量性能指标，都符合设计要求，未发生任何病害[5]。

6 结语

综上所述，基于某项目的钢桥面铺装实践，采用了浇筑式沥青混合料方案，对该类铺装工艺、关键施工技术展开探讨。通过现场试验检测，确定了施工工艺流程和主要技术参数，明确了施工操作要点，该技术方案工艺先进、工期短、社会综合效益显著，可为以后同类项目的建设提供参考价值。