钢箱梁桥浇筑式沥青混凝土铺装技术研究

黄慧生

摘要 钢箱梁桥面铺装对铺装材料与钢桥面的黏结性和质量状态要求较高，处理不当会产生相应病害。某桥梁在钢箱梁桥面铺装中采取下层浇筑GA10沥青混凝土、上层铺装SMA10沥青复合料、中间铺设高分子防水黏结层的施工措施，并结合结构层技术要求，在多个铺装环节严格控制施工质量，较好地完成了建设任务，保证了钢桥面铺装层质量满足规范及设计标准。梳理介绍相关技术要点，以为同类钢箱梁桥铺装应用提供技术参考。

关键词 钢箱梁桥；桥面铺装；浇筑式沥青混凝土；施工技术；工艺研究

中图分类号 U443.33文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0144-03

0 引言

钢箱梁桥是指桥墩上将钢箱梁作为承重结构的桥梁。钢箱梁桥具有结构简单、承重能力大、牢固稳定、抗风抗震能力强、施工周期短等特点，因此在现代桥梁工程中得到了广泛应用。钢箱梁桥不仅可以用于公路、铁路等交通领域，也可以用于城市道路建设、水利工程等方面。

钢箱梁桥面通常采用沥青或混凝土铺装。如果钢箱梁桥面铺装处理不好，施工质量存在缺陷，会导致龟裂、掉块、坑槽、漏斗、翘边等一系列工程病害。龟裂病害表现为钢箱梁桥长度方向发生细长龟裂，会严重影响道路表面结构的稳定性。掉块病害表现为铺装层内部出现断裂和开裂，一部分铺装层会脱离原位或者整块掉落，对车辆通行安全造成危害。坑槽病害表现为道路表面出现沿车辙方向或者钢箱梁桥长度方向的坑槽。随着车流量的增加，坑槽的发展会越来越严重，对道路结构的整体稳定性产生负面影响。漏斗病害表现为道路表面出现溶洞或凸出部分，形成明显的水蚀痕迹，建议及时处理，以免加剧病害程度。翘边病害表现为道路表面铺装边缘部分向上翘起，对车辆和行人安全的威胁较大。

浇筑式沥青混凝土具有材料黏附性好和持久性强的优势，在钢板轻微变形时具有比普通沥青混凝土材料更好的适应性。该文将重点结合具体工程分析浇筑式沥青混凝土在钢箱梁桥中的运用，以供参考。

1 工程背景

某大桥为华东某干线公路网组成部分，是一座双塔双索面五跨半浮式连续钢箱梁斜索桥。该桥的南汊桥、北汊桥分别包括南引桥、主桥和北引桥3个部分，全长12.90 km，跨径设计为（95+230+780+230+95）m，钢箱梁采用了扁平流线型设计，时速设计100 km/h，桥面铺装采用SMA10高弹性浇筑式沥青混凝土。工程建设条件复杂，区域内花岗石层状风化严重、海水盐含量高、地震频发、多台风等等，导致施工难度大。钢桥面铺装采用上部SMA沥青混凝土，下部采用浇筑沥青混凝土，具体见表1[1]。

2 结构层技术要求

2.1 车道防水黏结层

在车道防水黏结层施工前，施工人员应先对钢桥面进行喷砂除锈处理，待钢桥面满足设计要求的标准后，再对其喷涂防水材料。

2.2 车道沥青复合料铺装层

车道路面采用浇筑式沥青混凝土。该混凝土为改性沥青，是由天然沥青、SBS及其他改性剂复合而成。面层SMA10改性沥青为弹塑性改性沥青，其指标符合规范要求。钢桥面铺装使用的骨料为玄武岩，通过添加纤维可以提高SMA沥青复合料的抗疲劳效果。铺装面层采用SMA10浇筑沥青复合料，其级配应符合表2要求，其中纤维含量应为复合料质量的0.20%～0.40%，SMA10复合料的油石比取5.80%～7.00%，GA10复合料的油石比取7.00%～10.00%。

2.3 排水管道与填缝材料

对路面渗入水分的排放，案例采用在路面边缘设计螺旋管道的方式。螺旋排水管的外径10～12 mm不等，采用防锈材料制成。填缝材料主要采用沥青热灌类填缝料。

3 桥面铺装施工技术要点

3.1 施工器材和材料準备

根据设计方案及技术要求，该桥面铺装使用的机械装备数量及功能具体见表3。

除了表3提到的机械设计外，该次桥面铺装施工还须配备一些小型施工设备，如防水黏结层作业专用的搅拌喷播设备、灌注机、装载机、手持夯锤等。为确保复合料剂量的准确性，需对拌和楼的计量系统进行检测[2-4]。

桥面铺装涉及的原料一定要有供应商出具的质检报告，所用沥青、矿石粉、骨料的质量应经过现场试验室检验，并形成和提供相关检验报告。

3.2 试验段铺装

选择500 m试验段进行试铺，通过试铺检验材料和铺筑工艺是否满足工程质量要求。通过试铺路面，积累桥面铺装的质量控制相关技术要点。试铺流程按照钢桥面的铺装工艺进行，具体流程见图1。

3.3 喷砂除锈与防腐

桥面铺装施工前，施工人员应对桥面进行喷砂和防锈处理，并对钢桥面进行外观检查，确保桥面铺装质量。桥面的油污要用清洗剂处理，桥面表面的油污和污垢要用高压水枪冲洗掉。

3.4 边缘排防水处理

路表面的雨水通过设置在路面上的横坡和竖坡排出。进入路面的水通过路面边缘的螺旋排水管排出。

3.5 改性沥青的加工储存

桥面铺装采用的改性沥青需按照设计标准和规范进行加工，并在改性沥青的功效检测合格后方可用于施工，处理后的改性沥青储存在有具有保温和调拌功能的改性沥青储罐中。储存温度须低于190 ℃，储存量应大于30 t。改性沥青加工后，每个施工日都要检测针入度、延度、软化点等关键指标，以验证是否符合设计标准[5-8]。

3.6 浇筑式沥青复合料施工

（1）施工准备。沥青复合料摊铺前，确保防水黏结层的表面无油渍污染，如有积水或者过度潮湿，要做干燥处理，可用鼓风机等机械设备将防水黏结层吹干。为了保证沥青路面的平整度，需要准确测量挡板的高度。对施工车辆进行清洁处理，避免携带污染物，影响铺装质量。为保证桥面铺装质量，对机械应用、材料供应、作业人员调配等方面提出要求，防止桥面铺装发生人为冷接缝。

（2）复合料的拌和。浇筑采用的沥青复合料的拌和条件不同于其他沥青复合料，其搅拌时间长，拌和需要温度高，因此对拌和楼的要求较高。由于浇筑式沥青复合料使用的沥青黏度和用量均较高，为避免浇筑式沥青复合料黏在装备表面，在装备冷却前要及时处理，运输装备的表面刷涂隔离剂。在浇筑沥青复合料的搅拌过程中，如发生异常情况，立即停止搅拌。

（3）沥青复合料的运输。沥青复合料在运输过程中需要不断进行搅拌加热，并安排专用运输车辆。运输车辆第一次投料时，提前预热以免影响沥青复合料的质量。运输过程中的车内停留时间不可过长，确保在运输车辆内搅拌40 min左右。沥青复合料运输到作业现场时，为了防止复合料硬化，严格控制加热温度以外，需尽可能地避免氧气进入，造成沥青复合料老化。

（4）复合料的摊铺。由于浇筑式沥青复合料需要自流成型，不需要碾压，所以要用专门的摊铺机，并在摊铺前进行流动El试验检测。具体摊铺过程分为以下3部分：

①侧限：通过在摊铺层侧面配置木制或钢制挡板，限制沥青摊铺过程中的流动。所用挡板厚约30 mm，宽约300 mm，为保证路面的平整度，要配置不同厚度的铁片。②厚度控制：在摊铺浇筑式沥青复合料之前，要根据钢板的表面状况确定摊铺厚度。在实际施工过程中，摊铺厚度通过调节侧限位板和导轨进行确定。摊铺机的水平板也可以控制摊铺厚度。③铺筑车道：根据桥面宽度和摊铺机的性能确定铺设宽度，防止接缝处于车道内。运输到铺筑现场的复合料，通过卸料槽直接卸到桥面上。摊铺机将沥青复合料摊铺到桥面后，及时安排人工修整接缝，保证摊铺质量。浇筑式沥青复合料摊铺过程中发生气泡，要安排人工及时处理，以保证路面的密实度。

3.7 改性乳化沥青黏层

桥面铺装层的下层铺好后，配置乳化沥青黏结层，以保证层间的黏结质量。改性乳化沥青黏结层提前一天铺设。改性乳化沥青的施工用量控制在300～500 m2/g，以确保改性乳化沥青黏结层分布均匀。

3.8 SMA复合料施工

（1）SMA复合料生产。拌和SMA复合料前，对拌和楼等生产装备进行检修和维护，避免拌和楼故障发生污染复合料或者影响铺筑进度，检查和校准相关计量装备，保证上料准确性。SMA复合料生产过程中，严格控制拌和温度。石料的加热温度一般控制在200～240 ℃之间，其出料温度控制在170～195 ℃之间。正式拌和前，SMA复合料先进行试拌，包括干拌5～10 s和湿拌30～60 s。拌和过程中要严格控制沥青、矿石粉、纤维的用量和出料温度。检测人员对复合料进行抽样检验，以确保拌和质量符合设计和使用要求。拌和好的复合料及时用于铺筑，避免留存时间太长，影响复合料质量。在拌和过程中，未经技术部门同意，严禁调整拌和工艺。SMA复合料拌和过程中发生异常情况，应停止拌和[9-10]。

（2）SMA复合料运输。施工单位须准备足够的自卸汽车运输SMA复合料，并对运输车辆做好清洁处理。在运输过程中，须注意对复合料进行保温。运输车辆在施工现场要规范行驶，避免行驶不当影响钢桥面铺装质量。

（3）SMA复合料摊铺。在摊铺SMA复合料的过程中，采用摊铺机进行摊铺，施工前注意做好摊铺机的检修，防止摊铺过程中出现摊铺机故障。为防止损坏防水黏结层，不得将摊铺机及其他施工装备停放在防水黏结层上。在摊铺过程中，要注意三方面的事项：一是注意控制摊铺行进速度匹配于拌和楼的拌料速度，防止因复合料供应能力不足而造成摊铺机待工；二是注意控制摊铺温度；三是严禁摊铺机在摊铺过程中调头或脱离铺层。

（4）SMA复合料压实。紧跟摊铺机压实SMA沥青复合料的面层，压实过程包括三个阶段，即初压、复压和终压，大型压路机较难压实的钢桥面边缘，采用小型压路机或者人工进行压实[11]。

3.9 施工缝处理

为保证钢桥面铺装的质量，尽可能采用一次性铺装成型，如果特殊情况下需要配置施工缝，要注意接缝的位置，上下接缝防止位置重叠，不同层位的横缝保持至少错开1.50 m。SMA复合料的横缝涂胶黏剂或者改性乳化沥青处理。浇筑式沥青复合料的横缝和纵缝采用沥青接缝条。浇筑式沥青复合料接缝施工时，先用红外线枪加热接缝处的沥青复合料，保证新旧料之间形成较好的连接。注意观察接缝处的质量状态，如果发现存在质量瑕疵，应及时给予人工处理。路面上层的SMA横缝应碾压成斜面并切割去除斜面部分，然后进行下段作业面施工。

3.10 开放交通

钢桥面铺装施工完成后，2 t以下的轻型交通3 d后才能通车，正式通车至少需要5 d。

4 结论

基于工程案例，开展了钢箱梁桥浇筑式沥青混凝土铺装技术研究：

（1）介绍该工程应用的钢梁桥面铺装结构设计，即下层浇筑GA10沥青混凝土＋中间配置高分子防水黏结层+上层铺装SMA10沥青复合料。

（2）从车道防水黏结层、车道沥青复合料铺装层、排水管道与填缝材料等3个方面，介绍了结构层技术要求。

（3）从施工器材和材料准备、喷砂除锈与防腐、改性沥青的加工储存、浇筑式沥青复合料施工等10个方面，介绍钢箱梁桥面浇筑式沥青复合料施工技术要点。浇筑式沥青混凝土具有材料黏附性好、持久性强的优势，在钢板轻微变形时具有比普通沥青混凝土材料更好的适应性。

参考文献

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[5]许颖. 钢桥面铺装使用情况调查及病害分析[D]. 重庆：重庆交通大学， 2014.

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