鋼箱梁橋澆筑式瀝青混凝土鋪裝技術研究

黃慧生

摘要 鋼箱梁橋面鋪裝對鋪裝材料與鋼橋面的黏結性和質量狀態要求較高，處理不當會產生相應病害。某橋梁在鋼箱梁橋面鋪裝中采取下層澆筑GA10瀝青混凝土、上層鋪裝SMA10瀝青復合料、中間鋪設高分子防水黏結層的施工措施，并結合結構層技術要求，在多個鋪裝環節嚴格控制施工質量，較好地完成了建設任務，保證了鋼橋面鋪裝層質量滿足規范及設計標準。梳理介紹相關技術要點，以為同類鋼箱梁橋鋪裝應用提供技術參考。

關鍵詞 鋼箱梁橋；橋面鋪裝；澆筑式瀝青混凝土；施工技術；工藝研究

中圖分類號 U443.33文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0144-03

0 引言

鋼箱梁橋是指橋墩上將鋼箱梁作為承重結構的橋梁。鋼箱梁橋具有結構簡單、承重能力大、牢固穩定、抗風抗震能力強、施工周期短等特點，因此在現代橋梁工程中得到了廣泛應用。鋼箱梁橋不僅可以用于公路、鐵路等交通領域，也可以用于城市道路建設、水利工程等方面。

鋼箱梁橋面通常采用瀝青或混凝土鋪裝。如果鋼箱梁橋面鋪裝處理不好，施工質量存在缺陷，會導致龜裂、掉塊、坑槽、漏斗、翹邊等一系列工程病害。龜裂病害表現為鋼箱梁橋長度方向發生細長龜裂，會嚴重影響道路表面結構的穩定性。掉塊病害表現為鋪裝層內部出現斷裂和開裂，一部分鋪裝層會脫離原位或者整塊掉落，對車輛通行安全造成危害。坑槽病害表現為道路表面出現沿車轍方向或者鋼箱梁橋長度方向的坑槽。隨著車流量的增加，坑槽的發展會越來越嚴重，對道路結構的整體穩定性產生負面影響。漏斗病害表現為道路表面出現溶洞或凸出部分，形成明顯的水蝕痕跡，建議及時處理，以免加劇病害程度。翹邊病害表現為道路表面鋪裝邊緣部分向上翹起，對車輛和行人安全的威脅較大。

澆筑式瀝青混凝土具有材料黏附性好和持久性強的優勢，在鋼板輕微變形時具有比普通瀝青混凝土材料更好的適應性。該文將重點結合具體工程分析澆筑式瀝青混凝土在鋼箱梁橋中的運用，以供參考。

1 工程背景

某大橋為華東某干線公路網組成部分，是一座雙塔雙索面五跨半浮式連續鋼箱梁斜索橋。該橋的南汊橋、北汊橋分別包括南引橋、主橋和北引橋3個部分，全長12.90 km，跨徑設計為（95+230+780+230+95）m，鋼箱梁采用了扁平流線型設計，時速設計100 km/h，橋面鋪裝采用SMA10高彈性澆筑式瀝青混凝土。工程建設條件復雜，區域內花崗石層狀風化嚴重、海水鹽含量高、地震頻發、多臺風等等，導致施工難度大。鋼橋面鋪裝采用上部SMA瀝青混凝土，下部采用澆筑瀝青混凝土，具體見表1[1]。

2 結構層技術要求

2.1 車道防水黏結層

在車道防水黏結層施工前，施工人員應先對鋼橋面進行噴砂除銹處理，待鋼橋面滿足設計要求的標準后，再對其噴涂防水材料。

2.2 車道瀝青復合料鋪裝層

車道路面采用澆筑式瀝青混凝土。該混凝土為改性瀝青，是由天然瀝青、SBS及其他改性劑復合而成。面層SMA10改性瀝青為彈塑性改性瀝青，其指標符合規范要求。鋼橋面鋪裝使用的骨料為玄武巖，通過添加纖維可以提高SMA瀝青復合料的抗疲勞效果。鋪裝面層采用SMA10澆筑瀝青復合料，其級配應符合表2要求，其中纖維含量應為復合料質量的0.20%～0.40%，SMA10復合料的油石比取5.80%～7.00%，GA10復合料的油石比取7.00%～10.00%。

2.3 排水管道與填縫材料

對路面滲入水分的排放，案例采用在路面邊緣設計螺旋管道的方式。螺旋排水管的外徑10～12 mm不等，采用防銹材料制成。填縫材料主要采用瀝青熱灌類填縫料。

3 橋面鋪裝施工技術要點

3.1 施工器材和材料準備

根據設計方案及技術要求，該橋面鋪裝使用的機械裝備數量及功能具體見表3。

除了表3提到的機械設計外，該次橋面鋪裝施工還須配備一些小型施工設備，如防水黏結層作業專用的攪拌噴播設備、灌注機、裝載機、手持夯錘等。為確保復合料劑量的準確性，需對拌和樓的計量系統進行檢測[2-4]。

橋面鋪裝涉及的原料一定要有供應商出具的質檢報告，所用瀝青、礦石粉、骨料的質量應經過現場試驗室檢驗，并形成和提供相關檢驗報告。

3.2 試驗段鋪裝

選擇500 m試驗段進行試鋪，通過試鋪檢驗材料和鋪筑工藝是否滿足工程質量要求。通過試鋪路面，積累橋面鋪裝的質量控制相關技術要點。試鋪流程按照鋼橋面的鋪裝工藝進行，具體流程見圖1。

3.3 噴砂除銹與防腐

橋面鋪裝施工前，施工人員應對橋面進行噴砂和防銹處理，并對鋼橋面進行外觀檢查，確保橋面鋪裝質量。橋面的油污要用清洗劑處理，橋面表面的油污和污垢要用高壓水槍沖洗掉。

3.4 邊緣排防水處理

路表面的雨水通過設置在路面上的橫坡和豎坡排出。進入路面的水通過路面邊緣的螺旋排水管排出。

3.5 改性瀝青的加工儲存

橋面鋪裝采用的改性瀝青需按照設計標準和規范進行加工，并在改性瀝青的功效檢測合格后方可用于施工，處理后的改性瀝青儲存在有具有保溫和調拌功能的改性瀝青儲罐中。儲存溫度須低于190 ℃，儲存量應大于30 t。改性瀝青加工后，每個施工日都要檢測針入度、延度、軟化點等關鍵指標，以驗證是否符合設計標準[5-8]。

3.6 澆筑式瀝青復合料施工

（1）施工準備。瀝青復合料攤鋪前，確保防水黏結層的表面無油漬污染，如有積水或者過度潮濕，要做干燥處理，可用鼓風機等機械設備將防水黏結層吹干。為了保證瀝青路面的平整度，需要準確測量擋板的高度。對施工車輛進行清潔處理，避免攜帶污染物，影響鋪裝質量。為保證橋面鋪裝質量，對機械應用、材料供應、作業人員調配等方面提出要求，防止橋面鋪裝發生人為冷接縫。

（2）復合料的拌和。澆筑采用的瀝青復合料的拌和條件不同于其他瀝青復合料，其攪拌時間長，拌和需要溫度高，因此對拌和樓的要求較高。由于澆筑式瀝青復合料使用的瀝青黏度和用量均較高，為避免澆筑式瀝青復合料黏在裝備表面，在裝備冷卻前要及時處理，運輸裝備的表面刷涂隔離劑。在澆筑瀝青復合料的攪拌過程中，如發生異常情況，立即停止攪拌。

（3）瀝青復合料的運輸。瀝青復合料在運輸過程中需要不斷進行攪拌加熱，并安排專用運輸車輛。運輸車輛第一次投料時，提前預熱以免影響瀝青復合料的質量。運輸過程中的車內停留時間不可過長，確保在運輸車輛內攪拌40 min左右。瀝青復合料運輸到作業現場時，為了防止復合料硬化，嚴格控制加熱溫度以外，需盡可能地避免氧氣進入，造成瀝青復合料老化。

（4）復合料的攤鋪。由于澆筑式瀝青復合料需要自流成型，不需要碾壓，所以要用專門的攤鋪機，并在攤鋪前進行流動El試驗檢測。具體攤鋪過程分為以下3部分：

①側限：通過在攤鋪層側面配置木制或鋼制擋板，限制瀝青攤鋪過程中的流動。所用擋板厚約30 mm，寬約300 mm，為保證路面的平整度，要配置不同厚度的鐵片。②厚度控制：在攤鋪澆筑式瀝青復合料之前，要根據鋼板的表面狀況確定攤鋪厚度。在實際施工過程中，攤鋪厚度通過調節側限位板和導軌進行確定。攤鋪機的水平板也可以控制攤鋪厚度。③鋪筑車道：根據橋面寬度和攤鋪機的性能確定鋪設寬度，防止接縫處于車道內。運輸到鋪筑現場的復合料，通過卸料槽直接卸到橋面上。攤鋪機將瀝青復合料攤鋪到橋面后，及時安排人工修整接縫，保證攤鋪質量。澆筑式瀝青復合料攤鋪過程中發生氣泡，要安排人工及時處理，以保證路面的密實度。

3.7 改性乳化瀝青黏層

橋面鋪裝層的下層鋪好后，配置乳化瀝青黏結層，以保證層間的黏結質量。改性乳化瀝青黏結層提前一天鋪設。改性乳化瀝青的施工用量控制在300～500 m2/g，以確保改性乳化瀝青黏結層分布均勻。

3.8 SMA復合料施工

（1）SMA復合料生產。拌和SMA復合料前，對拌和樓等生產裝備進行檢修和維護，避免拌和樓故障發生污染復合料或者影響鋪筑進度，檢查和校準相關計量裝備，保證上料準確性。SMA復合料生產過程中，嚴格控制拌和溫度。石料的加熱溫度一般控制在200～240 ℃之間，其出料溫度控制在170～195 ℃之間。正式拌和前，SMA復合料先進行試拌，包括干拌5～10 s和濕拌30～60 s。拌和過程中要嚴格控制瀝青、礦石粉、纖維的用量和出料溫度。檢測人員對復合料進行抽樣檢驗，以確保拌和質量符合設計和使用要求。拌和好的復合料及時用于鋪筑，避免留存時間太長，影響復合料質量。在拌和過程中，未經技術部門同意，嚴禁調整拌和工藝。SMA復合料拌和過程中發生異常情況，應停止拌和[9-10]。

（2）SMA復合料運輸。施工單位須準備足夠的自卸汽車運輸SMA復合料，并對運輸車輛做好清潔處理。在運輸過程中，須注意對復合料進行保溫。運輸車輛在施工現場要規范行駛，避免行駛不當影響鋼橋面鋪裝質量。

（3）SMA復合料攤鋪。在攤鋪SMA復合料的過程中，采用攤鋪機進行攤鋪，施工前注意做好攤鋪機的檢修，防止攤鋪過程中出現攤鋪機故障。為防止損壞防水黏結層，不得將攤鋪機及其他施工裝備停放在防水黏結層上。在攤鋪過程中，要注意三方面的事項：一是注意控制攤鋪行進速度匹配于拌和樓的拌料速度，防止因復合料供應能力不足而造成攤鋪機待工；二是注意控制攤鋪溫度；三是嚴禁攤鋪機在攤鋪過程中調頭或脫離鋪層。

（4）SMA復合料壓實。緊跟攤鋪機壓實SMA瀝青復合料的面層，壓實過程包括三個階段，即初壓、復壓和終壓，大型壓路機較難壓實的鋼橋面邊緣，采用小型壓路機或者人工進行壓實[11]。

3.9 施工縫處理

為保證鋼橋面鋪裝的質量，盡可能采用一次性鋪裝成型，如果特殊情況下需要配置施工縫，要注意接縫的位置，上下接縫防止位置重疊，不同層位的橫縫保持至少錯開1.50 m。SMA復合料的橫縫涂膠黏劑或者改性乳化瀝青處理。澆筑式瀝青復合料的橫縫和縱縫采用瀝青接縫條。澆筑式瀝青復合料接縫施工時，先用紅外線槍加熱接縫處的瀝青復合料，保證新舊料之間形成較好的連接。注意觀察接縫處的質量狀態，如果發現存在質量瑕疵，應及時給予人工處理。路面上層的SMA橫縫應碾壓成斜面并切割去除斜面部分，然后進行下段作業面施工。

3.10 開放交通

鋼橋面鋪裝施工完成后，2 t以下的輕型交通3 d后才能通車，正式通車至少需要5 d。

4 結論

基于工程案例，開展了鋼箱梁橋澆筑式瀝青混凝土鋪裝技術研究：

（1）介紹該工程應用的鋼梁橋面鋪裝結構設計，即下層澆筑GA10瀝青混凝土＋中間配置高分子防水黏結層+上層鋪裝SMA10瀝青復合料。

（2）從車道防水黏結層、車道瀝青復合料鋪裝層、排水管道與填縫材料等3個方面，介紹了結構層技術要求。

（3）從施工器材和材料準備、噴砂除銹與防腐、改性瀝青的加工儲存、澆筑式瀝青復合料施工等10個方面，介紹鋼箱梁橋面澆筑式瀝青復合料施工技術要點。澆筑式瀝青混凝土具有材料黏附性好、持久性強的優勢，在鋼板輕微變形時具有比普通瀝青混凝土材料更好的適應性。

參考文獻

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