澆筑式瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用與技術(shù)要求分析

王海軍

（中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司四川分公司，湖北 武漢 430000）

一、鋼橋面鋪裝特點(diǎn)

大跨度鋼箱梁橋的主要特點(diǎn)為自身質(zhì)量較輕、工廠預(yù)制質(zhì)量容易滿足，且施工工期較短，其在大型橋梁結(jié)構(gòu)中的使用范圍非常廣。受鋼橋面自身施工特點(diǎn)的影響，對(duì)鋼橋面鋪裝施工質(zhì)量提出了較高的要求。

重車通行且縱坡較大時(shí)橋面所承受的水平剪力較大，橋面鋪裝材料應(yīng)與鋼橋面黏結(jié)良好（鋼橋面抗滑性能較差），防止產(chǎn)生脫落、擁包等。

鋼橋面面板的柔度比較大，在橋面鋪裝施工的過程中，對(duì)抵抗變形能力的要求非常高，以解決路面開裂和位移的問題。

為了使橋面鋼板不受銹蝕的影響，需要對(duì)鋪裝材料的防滲性能做出嚴(yán)格要求。

橋面鋪裝施工材料須具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性，使其在光熱資源豐富區(qū)域依然能夠獲得良好的效果。

原公路工程中通常使用的普通瀝青混凝土鋪裝由于空隙率較大、防水性能較差、邊緣部位壓實(shí)困難、反復(fù)變形導(dǎo)致其使用壽命減短、無法與鋼板之間形成很好的黏結(jié)等問題，性能要求很難得到滿足，所以橋面鋪裝施工與普通公路瀝青路面鋪設(shè)存在著很大差別。

二、鋪裝方案分析

結(jié)合上述各種情況，對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)層做出如下分析：

（一）防水黏結(jié)層

在混凝土橋梁橋面鋪裝施工的過程中，應(yīng)將厚度為10cm的混凝土澆筑在橋梁頂板上，并以此為調(diào)平層。若想使其與瀝青混凝土鋪裝層、橋面現(xiàn)澆層之間有足夠的剪切強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度，就要使用具有較強(qiáng)耐久性、穩(wěn)定性和柔韌性的防水材料，在日常施工的過程中，經(jīng)常會(huì)使用到的施工材料為聚合物改性瀝青PB（Ⅱ）型。而由于鋼橋面抗滑性能較差、黏結(jié)不良、易銹蝕等因素，易導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)滑移及脫落，尤其當(dāng)縱坡較大時(shí)，這種情況更加明顯。防水層作為鋪裝層中最靠近鋼橋面的結(jié)構(gòu)層，應(yīng)具備黏結(jié)強(qiáng)度高、防水、抗剪切效果好等特性。同時(shí)，根據(jù)鋼橋面柔性大的特點(diǎn)，需要與鋼面板變形有較好的追從性，普通混凝土橋梁鋪裝防水層不能滿足其需求[1-2]。

在鋼箱梁橋頂面鋪裝施工的過程中，防水黏結(jié)層受到剪切破壞后，會(huì)出現(xiàn)失效的情況，給橋面鋪裝的整體性能造成嚴(yán)重影響。如今，鋼橋面防水黏結(jié)層的施工材料主要有三種形式，分別為Eliminator防水黏結(jié)層、雙層環(huán)氧樹脂防水黏結(jié)層和改性瀝青碎石防水黏結(jié)層。

1.使用最早的防水黏結(jié)層為改性瀝青碎石防水黏結(jié)層，該防水黏結(jié)層的缺點(diǎn)表現(xiàn)為黏結(jié)能力差、瀝青模比較薄及施工材料易于氧化等，很難起到防水效果，因此現(xiàn)已基本淘汰。

2.雙層環(huán)氧樹脂防水黏結(jié)層在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，使用壽命較長，完全固化后黏結(jié)強(qiáng)度高，抗剪切和防水效果比較理想，同時(shí)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

3.在英、美等發(fā)達(dá)國家Eliminator防水黏結(jié)層的使用范圍較廣，該防水黏結(jié)效果可保持60年以上，我國目前也已經(jīng)建成十幾座Eliminator防水黏結(jié)層的鋼箱梁橋。對(duì)比Eliminator防水黏結(jié)層與雙層環(huán)氧樹脂防水黏結(jié)層的具體情況如表1所示。

請(qǐng)注意，國務(wù)院的國資委只管第一類，即狹義的央企。換句話說，如果某駐京辦下屬的賓館要裁員，職工找到國務(wù)院國資委，對(duì)不起，這里幫不上你。

表1 對(duì)比Eliminator防水黏結(jié)層與雙層環(huán)氧樹脂防水黏結(jié)層性能的具體情況

該黏結(jié)層的施工順序?yàn)椋涸阡撁姘鍑娡糠栏瘜雍?，先涂刷環(huán)氧黏結(jié)劑，同時(shí)為確保防腐黏結(jié)層與鋪裝層的黏結(jié)性與剪切力，在環(huán)氧黏結(jié)劑涂抹后固化前應(yīng)撒布小碎石，而后涂刷反應(yīng)型防水黏結(jié)劑。

與此同時(shí)，為緩沖鋪裝層與鋼面板間的作用力，應(yīng)增設(shè)應(yīng)力吸收層部分吸收車輛貨載作用應(yīng)力，橡膠瀝青砂膠及橡膠瀝青是應(yīng)力吸收層的核心材質(zhì)。

（二）下面層

該結(jié)構(gòu)層應(yīng)具有優(yōu)良的防水、防滲性能，由于普通瀝青混凝土具有孔隙率較大、邊緣部位壓實(shí)困難等缺點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)層應(yīng)設(shè)置具有針對(duì)性的鋪裝材料。目前國內(nèi)市場的調(diào)研結(jié)果顯示，該結(jié)構(gòu)層可采用較為成熟的澆筑式瀝青混凝土。

在施工過程中，澆筑式瀝青混凝土的溫度應(yīng)保持在220℃～250℃之間，呈現(xiàn)出流淌的狀態(tài)。不需要采取措施壓實(shí)，為避免邊緣部位壓實(shí)不到位的問題，使用澆筑式專用攤鋪機(jī)完成攤鋪整平施工即可，基本不會(huì)出現(xiàn)空隙。在攤鋪施工冷卻以后，整體性非常好，具有較強(qiáng)的抗疲勞、抗開裂特性。

與此同時(shí)，由于該項(xiàng)目所在區(qū)域光照較強(qiáng)，夏季溫度較高，建議在澆筑式瀝青混凝土內(nèi)加入改性劑以提高瀝青混凝土的熱穩(wěn)定性，將天然瀝青與聚合物改性瀝青混合后作為主要改性劑，其含量要控制在瀝青總量的1/3以內(nèi)。

（三）上面層

該項(xiàng)目的重載比較多，要科學(xué)地控制橋面鋪裝層厚度，注重提升鋪裝層綜合性，該結(jié)構(gòu)使用的瀝青具有較強(qiáng)的彈性，其抗疲勞性、平整度、低溫抗裂性、抗滑性能、高溫穩(wěn)定性較強(qiáng)，同時(shí)其空隙率較少，水穩(wěn)定性較高。

從整個(gè)工程的實(shí)際情況出發(fā)，該工程最終選擇使用的鋪裝結(jié)構(gòu)形式為高彈SMA結(jié)合澆筑式瀝青混凝土（GA10）形式，橋面防水體系與完整鋪裝層結(jié)構(gòu)的具體情況如圖1所示。

1.使用噴砂除銹的方式處理鋼箱梁表面，使其滿足Sa2.5級(jí)的要求，防腐層使用環(huán)氧富鋅漆處理。

2.環(huán)氧樹脂防水層包括兩層，上層的用量為600g/m2左右，碎石的鋪設(shè)厚度為2mm左右；下層的用量為300g/m2左右，碎石的鋪設(shè)厚度為0.5mm左右。

3.緩沖層的主要材質(zhì)為橡膠瀝青砂膠，厚度設(shè)置為4mm左右。底涂層使用反應(yīng)型防水黏結(jié)劑，用量為300g/m2左右，使防水層與緩沖層緊緊地連接在一起。

4.高彈改性瀝青SMA-10是鋪裝上層的主要施工材料，厚度設(shè)置為3cm，澆筑式瀝青混凝土GA-10是鋪裝下層的主要施工材料，厚度設(shè)置為3cm，將粒徑為1cm的預(yù)拌瀝青碎石撒在其表面。

圖1 高彈瀝青SMA完整鋪裝層結(jié)構(gòu)及橋面防水體系

（四）其他結(jié)構(gòu)類型

如今，國內(nèi)外使用的鋪裝結(jié)構(gòu)還有雙層環(huán)氧瀝青混凝土及雙層改性SMA。鋪裝上層、鋪裝下層、緩沖層、防水黏結(jié)層是雙層改性SMA的主要組成內(nèi)容，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為抗滑性、隨從變形性、高溫抗車轍性能均比較強(qiáng)，但由于結(jié)構(gòu)特性及攤鋪工藝的影響，其具有空隙率較澆筑式瀝青混凝土大、邊緣部位壓實(shí)困難無法有效改善水壞等缺點(diǎn)，目前在國內(nèi)已被逐步淘汰；雙層環(huán)氧瀝青混凝土的主要組成部分為雙層環(huán)氧瀝青，其綜合性能比較強(qiáng)，同時(shí)具有車轍動(dòng)穩(wěn)定度較強(qiáng)，耐腐蝕性能較好等特點(diǎn)，但其成本較高，且對(duì)施工環(huán)境及工藝要求較高，目前在國內(nèi)使用較少。

三、澆筑式瀝青混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)

（一）拌和

在澆筑式瀝青混凝土攤鋪施工的過程中，瀝青混合料的主要狀態(tài)為流淌式，其溫度需要控制在220℃～250℃，所以在拌和瀝青混合料時(shí)，應(yīng)事先加熱石料使其達(dá)到300℃，再將礦粉加入經(jīng)過稱量和加熱后的集料，干拌時(shí)間為20s，接著將改性瀝青加入其中，干拌1分鐘左右。

（二）運(yùn)輸

在澆筑式瀝青混凝土運(yùn)輸時(shí)，其溫度要保持在220℃～250℃左右。對(duì)于普通瀝青混凝土來說，運(yùn)輸設(shè)備沒有做出特殊要求，因此在運(yùn)輸過程中，應(yīng)做好加熱和攪拌施工及溫度檢測工作，還應(yīng)采取措施控制好混凝土的離析問題，在攤鋪前應(yīng)確認(rèn)混合料有無異常[6-8]。

（三）攤鋪

澆筑式瀝青混凝土的狀態(tài)為流淌式，在攤鋪施工時(shí)不需再次碾壓施工，使用專用的攤鋪機(jī)攤平即可，所以施工過程比較簡便，工期不長。攤鋪施工的注意事項(xiàng)包括：

1.在攤鋪施工以前，緩沖層要確保干凈、整潔，不能存在水漬或污染的情況。

2.澆筑式瀝青混凝土呈現(xiàn)出流淌的形式，需要將模板設(shè)置在施工區(qū)域兩側(cè)。

3.從車道寬度和攤鋪機(jī)的型號(hào)出發(fā)，科學(xué)設(shè)置攤鋪施工寬度。

4.科學(xué)管控?cái)備伿┕r(shí)間，從攤鋪到結(jié)束，總時(shí)長不得超過6個(gè)小時(shí)，同時(shí)，瀝青混合冷卻后不得再進(jìn)行加熱拌和施工。

四、結(jié)語

目前國內(nèi)外通常采用的三種鋼橋面瀝青鋪裝方案仍存在成本高、使用壽命短、施工工藝要求高等問題，所以研究鋼橋面瀝青鋪裝施工技術(shù)非常必要，在以后的工程設(shè)計(jì)與施工時(shí)，應(yīng)盡量發(fā)現(xiàn)并挖掘各類材料的優(yōu)缺點(diǎn)，開發(fā)并研究新型材料，進(jìn)一步控制成本、改善施工質(zhì)量。