鋼橋面澆筑式瀝青混凝土施工方法與質量控制技術

羅益俊

中交芯谷（成都）建設發(fā)展有限公司，四川成都，610000

0 引言

鋼箱梁具有結構質量輕、工廠化預制能較好保證質量、施工工期短等特點，在市政工程跨線橋中應用較為廣泛。因鋼橋面面板柔度較大，在重荷載且較大縱坡時橋面承受較大的剪應力，為避免路面出現(xiàn)開裂、脫落、位移和推擁等病害，對橋面鋪裝材料抵抗變形的能力、與鋼橋面之間的黏結性提出了較高的要求[1]。而普通性能瀝青混凝土鋪裝由于孔隙率大、防水性能差、邊緣部位壓實困難及與鋼橋面黏結僅靠粘層油無法形成有效整體等問題，材料性能很難滿足上述要求。因此，鋼橋面鋪裝多選用具有較強的抗?jié)B性能、高溫穩(wěn)定性能以及能承受荷載反復變形而不破壞性能的澆筑式瀝青混凝土，這較好地解決了鋪裝層與鋼橋面間剪應力造成鋪裝層破壞的現(xiàn)象，提高了橋面鋪裝的使用年限。

1 工程概況

天保大道西延線一期工程位于成都市雙流區(qū)內。天保大道與其延長線聯(lián)結雙興大道，最終與天府新區(qū)直管區(qū)相連，形成雙流區(qū)東西向主要干道，天保大道全長約11.7km?？缭酱蠹凡捎?×30（混凝土小箱梁）+（34.5+40+24.5）（鋼箱梁）+3×30（混凝土小箱梁）的跨線橋構成，橋長313.28m，橋寬2×12.85m，最大坡度為4%。鋼箱梁橋面鋪裝由上至下分別采用35mm高彈改性瀝青SMA-10+35mm澆筑式瀝青混凝土GA-10+防水粘結層。其中澆筑式瀝青混凝土設計工程量為89.05m3。

2 施工方法及質量控制

2.1 材料性能要求

澆筑式瀝青混凝土中碎石、砂、礦粉及改性瀝青等原材料性能指標應滿足現(xiàn)行規(guī)范和設計圖紙相關要求。攪拌站礦粉應采用密閉儲罐存放，避免受潮結團；使用的改性瀝青采用由SBS改性瀝青與天然湖瀝青TLA的混合瀝青，其針入度、10℃延度、軟化點、彈性恢復度及密度等性能均滿足規(guī)范要求。

2.2 澆筑式瀝青混凝土施工準備

（1）在澆筑式瀝青混凝土施工前，應密切關注氣象預報信息，掌握天氣、溫度和濕度情況，防水層表面應保持干燥、潔凈，無油污、雜物等，嚴禁雨天作業(yè)；施工前應仔細檢查橋面施工區(qū)域防水層是否完好，如有破損，應及時進行修補處理，修補及施工儀具清潔等按防水層材料施工要求執(zhí)行。

（2）施工前應根據拌合站至現(xiàn)場的距離、氣溫等綜合選定瀝青混凝土運輸車（Cooker運輸車），并在Cooker運輸車上橋前，對其輪胎、車輛外側進行檢查和清潔，避免運輸車污染橋面防水層，導致澆筑式瀝青混凝土鋪裝層與鋼橋面板間黏結不牢出現(xiàn)質量隱患。

（3）對電子測溫計、Cooker運輸車相關溫顯設備進行檢查和校驗，避免由于測溫設備故障，導致瀝青混凝土實際溫度達不到要求而造成質量隱患。按照澆筑式瀝青混凝土攤鋪機性能配備充足的瀝青混凝土運輸車，確保正式施工后，能連續(xù)施工，避免由于設備故障出現(xiàn)施工薄弱環(huán)節(jié)。

（4）組織具有豐富施工經驗的專業(yè)化施工隊伍，并根據項目特征對作業(yè)人員進行技術交底，主要包括施工工藝、施工步驟和安全質量控制要點等。在施工中安排技術人員跟蹤交底內容執(zhí)行情況，確保達到施工工藝水平，并滿足設計和規(guī)范要求。

（5）現(xiàn)場操作工人在攤鋪澆筑式瀝青混凝土時，溫度高、勞動強度大，應提前配備必要的勞保用品，如擦汗的毛巾、勞保鞋和清潔拖把，以保證施工現(xiàn)場清潔。

2.3 澆筑式瀝青混凝土施工

澆筑式瀝青混凝土GA-10施工工藝流程為：拌合站調試→攪拌→Cooker運輸車二次攪拌及升溫→運輸至現(xiàn)場→邊側限制→攤鋪機就位預熱→攤鋪→碎石撒布和碾壓→降溫至常溫→下一道工序。

2.3.1 澆筑式瀝青混凝土拌合

澆筑式瀝青混凝土采用專用的拌合設備進行攪拌生產，本項目選用林泰閣CSD系列攪拌站，該攪拌站的拌合能力和耐高溫性能良好（可輕易實現(xiàn)澆注式瀝青混凝土的220℃以上高溫的生產要求），滿足澆筑式瀝青混凝土拌合時間長、溫度高的要求?；旌狭仙a前徹底清理運料車、儲蓄罐及卸料斗中黏附的雜物，并涂刷隔離劑[2]。同時，澆筑式瀝青混凝土所使用的聚合物改性瀝青用量較大，瀝青黏度高，在拌合過程中容易粘附到攪拌機內壁上，每次攪拌完成后，應在設備未完全冷卻前完成附著混合料的清理工作。

拌合生產前應進行試拌，將粗細集料加熱到不同溫度與礦粉（礦粉可加熱也可不加熱）進行拌合后，再將加熱的改性瀝青投入進行濕拌，從而確定澆筑式瀝青混合料最佳出機溫度，確保出機溫度滿足規(guī)范要求[3]。

拌合過程中應充分注意礦粉摻加、改性瀝青用量及出料溫度的控制，澆筑式瀝青混凝土中所用的改性瀝青的加熱溫度一般為175～185℃。本項目所采用的攪拌站具有礦粉加熱裝置，集料加熱溫度控制在230～260℃范圍可滿足混合料出機溫度。根據澆筑式瀝青混凝土配合比設計及試拌結果，混合料應先對粗集料、細集料和礦粉進行干拌15s，然后加入改性瀝青進行濕拌90s，并在濕拌過程中加入瀝青用量3%～5%的外加劑（改性劑），提高澆筑式瀝青混凝土施工時的流動性能。

2.3.2 澆筑式瀝青混凝土運輸

澆筑式瀝青混凝土施工溫度應控制在220～260℃的范圍內，但拌合機出機溫度一般在190℃左右，無法達到該溫度，因此混合料出機后，需在運輸設備中進行二次攪拌加溫。澆筑式瀝青混凝土出機后進入Cooker運輸車（Cooker運輸車設定溫度一般在240℃），在運輸中或運輸前后進行一定時間的升溫攪拌，從而確保澆筑式瀝青混凝土達到施工要求的溫度[4]。

澆筑式瀝青混凝土升溫攪拌時間與其流動度、高溫穩(wěn)定性密切相關，攪拌時間短易出現(xiàn)施工溫度不足、混合料不均勻甚至出現(xiàn)結塊現(xiàn)象，攪拌時間過長又會使?jié)仓綖r青混凝土短期老化、增加能耗[5]。澆筑式瀝青混凝土在二次升溫攪拌時，攪拌時間對貫入度及動穩(wěn)定度影響較大，相關試驗研究表明，攪拌時間在1.5～3h時，貫入度與動穩(wěn)定度變化不大，而攪拌時間大于3.5h，貫入度與動穩(wěn)定度變化明顯，且低溫彎曲應變開始下降。為確保澆筑式瀝青混凝土優(yōu)良特性，二次升溫攪拌時間應控制在3～3.5h。

澆筑式瀝青混凝土在Cooker運輸車中進行二次攪拌升溫時，應隨時調節(jié)設備加熱溫度，將混合料的溫度限制在220～240℃，確保混合料不出現(xiàn)離析或結塊。同時還需減慢攪拌速度，關閉運輸罐的上蓋，減少空氣中氧氣進入澆筑式瀝青中，以減少結合料的氧化和溫度損失，攤鋪前應確認瀝青混凝土無異常。

2.3.3 澆筑式瀝青混凝土攤鋪

澆筑式瀝青混凝土采用專用攤鋪機進行施工作業(yè)，具體施工工藝如下。

（1）邊側限制。澆筑式瀝青混凝土具有一定的流動性，攤鋪時需像水泥混凝土施工一樣，設置邊側限位模板，確?；旌狭系匿佒穸?。邊側限制采用約30mm厚、100mm寬的鋼制或木制擋板，設置在行車道外側邊緣處，并采取可靠措施進行固定。根據鋼箱梁橋面板表面平整度的情況，用不同厚度的鋼板或木楔調節(jié)限位模板高度，以達到保證鋪裝表面平整和厚度滿足設計要求的目的。

（2）厚度控制。在攤鋪之前，根據鋼橋面板表面情況進行測量放樣，橫向按單幅攤鋪寬度、縱向按5m一個斷面確定攤鋪厚度，考慮到鋼橋面板高溫時會產生翹曲變形，應將攤鋪機的熨平板中部調高2mm左右，保持與鋼橋面板翹曲變形一致，從而保證攤鋪后同一斷面厚度符合設計要求。攤鋪機的燙平板具有智能化水平控制裝置，實際攤鋪厚度通過對邊側限制模板高度及攤鋪機導軌高度進行測量調整實現(xiàn)。

（3）行車道攤鋪。根據橋面設計寬度，結合攤鋪機性能合理確定單幅攤鋪寬度，嚴禁縱向接縫設置在行車道內車輛輪跡帶上。本項目車行道單幅寬度為12.85m，攤鋪機的攤鋪最大寬度為5m，故行車道單幅攤鋪寬度設定為4.3m，分3幅進行施工。

攤鋪機攤鋪前應預熱熨平板，預熱后熨平板溫度滿足規(guī)范要求，并不低于100℃，為避免攤鋪過程中出現(xiàn)停機待料的情形，攤鋪機前至少達到3臺Cooker運輸車后，方可進行攤鋪作業(yè)。攤鋪時緩慢進行，行走速度盡量控制在2～3m/min。

澆筑式瀝青混凝土攤鋪時，Cooker運輸車應倒退至攤鋪機前方，并確保運輸車輪胎清潔，避免污染橋面防水層。Cooker運輸車邊向前緩慢行駛邊將混合料直接卸在鋼橋面板上，運輸車行駛速度應保證卸料后堆放高度在60cm左右。通過攤鋪機布料板左右移動，將混合料在攤鋪機寬度方向上攤鋪開來。攤鋪機在向前行走時，通過邊側限制模板高度及攤鋪機導軌高度將混合料整平至控制厚度。

攤鋪機應采用自帶的紅外加熱設備，對已鋪筑混合料進行預熱，確保新鋪瀝青混凝土后接縫處能可靠連接，緊跟攤鋪機后，再次使用紅外加熱槍對接縫進行加熱軟化，使用木刀或木刮板人工搓揉，使新舊混合料良好結合，進一步增加鋪裝層整體性能。

2.3.4 預裹瀝青碎石壓入

為提高橋面鋪裝層的動穩(wěn)定性，待攤鋪的澆筑式瀝青混凝土降到合適的溫度，需壓入一定數量和粒徑的預裹瀝青碎石。預裹瀝青碎石的粒徑取4.75～9.5mm范圍，預拌1.0%～1.5%瀝青使其包裹碎石；撒布量為每平方米12～15kg預裹瀝青碎石。當澆筑式瀝青混凝土攤鋪后表面溫度降至160℃左右時，內部溫度控制在180℃左右，人工或機械撒布預拌瀝青碎石，并用滾筒將碎石壓入澆筑式瀝青混凝土鋪裝層中。對未能嵌入到澆筑式瀝青混凝土中的碎石，應采用人工或清掃機及時清除。

2.3.5 鼓包、氣泡處理

因施工期間空氣濕度大，防水層表面不可避免地存在未清除干凈的水汽及油份等影響，澆筑式瀝青混凝土攤鋪時可能會產生鼓包、氣泡等，這不僅會影響路面的平整和使用功能，還可能會引起鋪裝層開裂、脫層，從而削弱鋪裝層與橋面的黏結，降低橋面鋪裝層使用年限。

在澆筑式瀝青混凝土攤鋪時，應及時觀察是否出現(xiàn)鼓包、氣泡，若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)鼓包、氣泡時，采用木錐刺破，采用木刀緩慢拍打四周混合料，排出內部空氣后修整表面，使其內部致密。對于鋪裝完成后仍出現(xiàn)的鼓包，應對鼓包部位的混合料進行清除，再次涂抹改性瀝青粘層，重新采用澆筑式瀝青混凝土回補找平。

2.3.6 施工接縫與邊界處理

（1）橫向施工接縫。澆筑式瀝青混凝土攤鋪施工時，原則上橫向施工接縫應設置在橋梁伸縮縫位置處。如遇設備故障及天氣變化等不可控因素，確需在其他部位設置橫向施工縫時，應按如下方法進行設置。

采用與邊側限制模板同樣的鋼制或木制擋板，根據澆筑式瀝青混凝土的攤鋪厚度及鋼橋面板受熱后翹曲變形量，合理確定擋板寬度，置于需要設置橫向施工接縫的位置，并采用有效措施進行固定；待攤鋪機行走至擋板處時，將攤鋪機燙平板抬起一定高度，從橫向施工接縫處限位擋板上移出，采用木制抹板將混合料抹平，并輕輕敲擊，使該區(qū)域混合料密實。橫向限位擋板的拆除，需在鋪裝層混凝土溫度降至常溫后進行。

在接縫處鋪筑澆筑式混凝土之前，應沿接縫貼一條瀝青橡膠貼縫條，并采用紅外槍對接縫處已鋪設混合料進行預熱；后將攤鋪機燙平板調至與已鋪設混合料齊平，待布料板左右移動鋪勻混合料后，緩慢開動攤鋪機行走，進行后續(xù)攤鋪作業(yè)。在該過程中，應注意觀察新鋪筑澆筑式瀝青混凝土后，接縫處有無松散或漏鋪情況，如有，應及時進行人工處理。

（2）縱向接縫。由于橋面單向分3幅進行施工，施工中將產生2條縱向接縫。為確保澆筑式瀝青混凝土冷卻并拆除邊側限位擋板后，接縫界面光滑垂直，應在攤鋪前對邊側限制模板內側涂刷防粘接劑。在縱向接縫區(qū)域施工前，首先應檢查已攤鋪瀝青混凝土接縫界面，對接縫界面存在的質量問題（如麻面、松散物等），采取有效的措施進行修補或處理，并將其他雜物一并清理干凈。清理完成后，為提高縱向接縫處的黏結強度，應粘貼瀝青橡膠貼縫條，并對接縫處采用紅外槍進行加熱處理，從而確保鋪裝層的整體性和密實性。在縱向接縫區(qū)域澆筑式瀝青混凝土攤鋪時，應人工對縱向接縫出現(xiàn)的松散、漏鋪等問題采取措施、有效處理。

（3）邊界處理。在澆筑式瀝青混凝土攤鋪過程中，為保證結構層兩側始終處于平行狀態(tài)，在攤鋪機施工時，作業(yè)人員應緊密配合，對邊界處的攤鋪機未整平到位的瀝青混凝土及時刮平處理，并采用木刀、木耙等工具反復敲打，確保邊界區(qū)域鋪裝密實，從而提高橋面防水性能。

3 結論

相對于普通瀝青混凝土的施工，澆筑式瀝青混凝土在攤鋪后不需要進行碾壓，為提高橋面鋪裝層的不透水性、整體穩(wěn)定性及抗疲勞性能，應從原材料選擇、生產（拌合）、運輸、攤鋪及薄弱環(huán)節(jié)處理等方面進行嚴格控制。特別是應重點在混合料的拌合溫度、二次拌合時間、鋪裝層厚度、界面處理及施工中質量問題的處理等方面進行嚴格把控，各個環(huán)節(jié)做到萬無一失，保證鋪裝層與鋼橋面能有效黏結，消除縱向剪切應力，從而保證澆筑式瀝青混凝土鋪裝層的耐久性和密實性，進一步實現(xiàn)整個橋梁結構使用安全，降低運營維護成本。