深圳南坪快速鋼橋澆筑式瀝青路面鋪裝技術(shù)研究

伍峻

(1.深圳市啟泰建設(shè)集團(tuán)有限公司， 廣東 深圳 518000；2.廣東省建筑工程監(jiān)理有限公司， 廣東 廣州 510000)

鋼結(jié)構(gòu)橋梁的路面鋪裝不同于一般路面，其對路面柔韌性、排水性、耐熱性及抗變形能力等性能的要求更高。澆筑式瀝青在施工中不需碾壓，可在較短時(shí)間內(nèi)完成攤鋪施工，具有施工速度快、耐久性好及適應(yīng)變形能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能極好地適應(yīng)鋼橋面板的結(jié)構(gòu)特性，提升鋼橋面的抗疲勞能力、抗變形能力、防滲及排水性能。該文以深圳南坪快速路中山園鋼橋面鋪裝為例，對澆筑式瀝青混合料的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，并測試其貫入度和流動(dòng)性等材料性能，在此基礎(chǔ)上分析適用于鋼橋面的澆筑式瀝青路面施工工藝，為類似工程提供參考。

1 工程概況

深圳市南坪快速路二期工程起于廣深沿江高速公路前海立交，終點(diǎn)接南坪一期塘朗立交。其中中山園段(A段：南頭立交以東至南山自來水廠)采用高架橋形式，沿平南鐵路上方通行。該段高架橋左、右幅各18聯(lián)，其中左幅第9、12、15、16聯(lián)與右幅第2～15聯(lián)為平行平南鐵路的全焊鋼箱梁。主梁每跨約35 m，每四孔一聯(lián)，橋?qū)?7～27 m，外側(cè)懸臂長度均為1.85 m，梁高1.8 m，均為單箱多室結(jié)構(gòu)。橋面面積約38 045.94 m2。

鋼橋面采用澆筑式瀝青混合料GA-10(在深圳為首次采用)，施工分兩階段進(jìn)行，先鋪設(shè)試驗(yàn)段驗(yàn)證施工工藝的可靠性及可行性，再分段進(jìn)行大面積施工。其中第15聯(lián)右幅鋼箱梁為試驗(yàn)段(樁號(hào)K6+549.846—654.846)，長度為105 m，攤鋪面積為1 940 m2；其余17聯(lián)鋼橋面待試驗(yàn)段合格后整體連續(xù)施工。

2 混合料生產(chǎn)設(shè)計(jì)及性能測試

2.1 級(jí)配設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合該工程特點(diǎn)及氣候條件等因素，確定澆筑式瀝青混合料GA-10設(shè)計(jì)級(jí)配范圍(見圖1)。

圖1 澆筑式瀝青混合料的初試配合比

2.2 性能試驗(yàn)

確定級(jí)配后，分別測試油石比為6.9%、7.2%及7.5%時(shí)混合料的貫入度及流動(dòng)性，結(jié)果見表1。

表1 澆筑式瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

由表1可知：隨著混合料石油比的增大，貫入度增大，劉埃爾流動(dòng)性減小。油石比為6.9%時(shí)，貫入度為1.62 mm，劉埃爾流動(dòng)性為19.7 s；油石比為7.5%時(shí)，混合料具有較好的流動(dòng)性，但貫入量為3.95 mm。綜合考慮澆筑式瀝青混合料的性能，確定合成級(jí)配的最佳油石比為7.2%，并通過低溫彎曲試驗(yàn)(-10 ℃)、車轍試驗(yàn)(60 ℃)測定該油石比下混合料的低溫性能和動(dòng)穩(wěn)定度，結(jié)果見表2。混合料的生產(chǎn)配合比見表3。

表2 澆筑式瀝青混合料的低溫性能及動(dòng)穩(wěn)定度

表3 澆筑式瀝青混合料的生產(chǎn)配合比

3 施工工藝

3.1 工藝流程(見圖2)

圖2 鋼橋面澆筑式瀝青混合料施工工藝流程

3.2 鋼橋面拋丸除銹、清潔

在澆筑式瀝青GA-10混合料攤鋪前，保證攤鋪面干燥、清潔。設(shè)計(jì)要求鋼橋面清潔度為Sa2.5級(jí)，粗糙度為50～100 μm。首先割除鋼橋面板的焊瘤、吊件遺留等尖銳菱角并仔細(xì)打磨，采用手持式砂輪機(jī)對邊角及菱角進(jìn)行磨平、除銹；然后根據(jù)鋼橋面板剛度、表面銹蝕程度，采用含有鋼丸和鋼質(zhì)棱角砂的拋丸機(jī)對鋼橋面進(jìn)行進(jìn)一步打磨、清潔；最后進(jìn)行吹掃、沖洗，確保無雜物和灰塵。

3.3 防水黏結(jié)體系施工

3.3.1 防腐底涂層施工

鋼橋面清潔施工驗(yàn)收合格后，在3 h內(nèi)實(shí)施防腐底涂層，噴涂的基面必須干燥、潔凈、無油污、無異物、無灰塵。底涂層設(shè)計(jì)用量為150 g/m2，干膜厚度約50 μm，干燥時(shí)間視現(xiàn)場環(huán)境而定，防腐材料在溫度10 ℃下的固化時(shí)間約60 min。

底涂層采用人工滾涂，3人一組，兩縱一橫、十字交叉滾涂，一次施工寬度為3 m，分片區(qū)分段進(jìn)行(見圖3)。施工完畢后記錄固化時(shí)間，并測試涂層厚度及拉拔強(qiáng)度。

圖3 防腐底涂層施工

3.3.2 甲基丙烯酸甲酯噴涂施工

防腐底涂層固化檢測合格后，噴涂甲基丙烯酸甲酯防水材料。分2層逐步施工，每層濕膜厚度不小于1.2 mm，干膜總厚度不小于2 mm，總用量為3 000 g/m2。待第一層涂層固化后，噴涂下一層，間隔時(shí)間取決于溫度。

3.3.3 膠黏劑施工

防水層完全固化且檢測合格后，立即噴涂膠黏劑。采用滾涂方法施工，施工時(shí)用直尺或其他工具將膠黏劑與短期接頭和搭接區(qū)分隔。膠黏劑的噴涂用量為150 g/m2，固化時(shí)間小于1 h。待其完全固化后，進(jìn)行下一道工序施工。

3.4 澆筑式瀝青GA-10鋪裝

完成鋼橋面拋丸除銹、防水黏結(jié)體系施工且檢測合格后，開始澆筑式瀝青GA-10結(jié)構(gòu)層施工。

3.4.1 混合料運(yùn)輸

由于運(yùn)輸至現(xiàn)場的澆筑式瀝青GA-10混合料仍需保持高溫，采用專用運(yùn)輸設(shè)備Cooker車，以免混合料發(fā)生離析和溫度降低而無法施工。在初次進(jìn)料之前，將其溫度預(yù)熱至160 ℃左右。裝入Cooker運(yùn)輸車的混合料保持勻速攪拌，攪拌時(shí)間在40 min以上，同時(shí)將運(yùn)輸車溫度設(shè)置在220～240 ℃，確保混合料運(yùn)至現(xiàn)場的溫度為220～240 ℃。

3.4.2 施工工作面清潔與布置

澆筑式瀝青鋪筑工作面上不能有任何灰塵和水漬。施工前對施工工作面進(jìn)行多次吹掃、沖洗，確保無雜物和灰塵，并布置專門施工過道，防止人員在工作面上穿行造成交叉污染。施工過道位于攤鋪機(jī)前后30 m，用耐熱的帆布鋪設(shè)，用于施工工人通行，同時(shí)保護(hù)黏結(jié)層并防止施工時(shí)滴漏的混合料黏結(jié)到未鋪工作面上。

在相鄰聯(lián)進(jìn)料方向設(shè)置50 m車輛清潔區(qū)，用鐵馬隔離開后用大功率吹風(fēng)機(jī)吹掃干凈地面，近工作面處設(shè)置30 m長二次清潔區(qū)和待卸料區(qū)。待卸料區(qū)與工作面相連，滿足施工條件后運(yùn)輸車輛直接駛到攤鋪機(jī)前卸料。

3.4.3 混合料攤鋪

澆筑式瀝青GA-10混合料攤鋪分為施工放樣、履帶行駛木板軌道及側(cè)模鋪設(shè)、瀝青混合料攤鋪、預(yù)拌碎石撒布、邊界限制側(cè)模拆除、邊界及接縫處理、邊帶人工攤鋪及成品養(yǎng)護(hù)8個(gè)步驟。

(1) 施工放樣。施工前仔細(xì)計(jì)算攤鋪機(jī)的行走路線及裝機(jī)寬度，既要最大限度增加機(jī)械攤鋪面積，減少人工攤鋪強(qiáng)度，又要使縱向施工接縫避開輪跡地帶，合理設(shè)置在行車線位置，減少橫向接縫。橋面標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬16 m，單幅四車道通行，第二車道中間行車線位于中央8 m處，瀝青攤鋪機(jī)中央一側(cè)履帶行走在8 m寬度以外，邊帶留0.5 m供攤鋪機(jī)另一側(cè)履帶行走及施工工人通行，實(shí)際攤鋪寬度為7.5 m，如此放樣施工可使中央施工接縫剛好位于行車線上，且兩側(cè)施工接縫剛好位于兩側(cè)邊實(shí)線上(見圖4)。合理設(shè)置接縫，避免今后車輛輪跡直接碾壓到接縫上，增加工程使用年限。

圖4 施工接縫設(shè)置示意圖

(2) 鋪設(shè)履帶行駛木板軌道及側(cè)模。為避免澆筑式瀝青攤鋪機(jī)履帶碾壓破壞防水層，沿行進(jìn)方向鋪設(shè)2條木板軌道供攤鋪機(jī)行駛，木板寬0.25 m、厚0.03 m、長4 m，隨攤鋪機(jī)同步循環(huán)布置。在2條木板軌道內(nèi)側(cè)布置鋼制方通側(cè)模，長6 m，放置在測量員放樣標(biāo)記的中央8 m處，也沿?cái)備伔较蜓h(huán)設(shè)置(見圖5)。

圖5 木板軌道及邊界限制側(cè)模布置

(3) 瀝青混合料攤鋪。攤鋪之前，根據(jù)鋼板表面情況測量放樣，確定一定間隔某一點(diǎn)的攤鋪厚度，然后調(diào)整導(dǎo)軌高度及邊界限制側(cè)模，從而確定攤鋪厚度。攤鋪機(jī)布料器左右均勻布料，邊角及軌道邊緣由人工仔細(xì)補(bǔ)料整平。由于攤鋪寬度有7.5 m，為了加快施工速度，防止溫度下降影響混合料流動(dòng)性，安排2臺(tái)運(yùn)輸車同步卸料，攤鋪機(jī)行走速度為1 m/min。

(4) 預(yù)拌碎石撒布。預(yù)拌碎石料在施工前在瀝青攪拌樓拌制，使用4.95～9.5 mm碎石預(yù)拌0.5%瀝青，待其冷卻后裝入編織袋，每袋重量為25 kg，按6 kg/m2的量事先計(jì)算好，沿?cái)備伮肪€兩側(cè)均勻放置備用，以防冷卻過快而取料路程太遠(yuǎn)來不及撒布。對未嵌入澆筑式瀝青內(nèi)的碎石及時(shí)用鐵滾筒碾壓，使之部分嵌入。

(5) 邊界限制側(cè)模拆除。攤鋪施工完成后，待其自然降溫到合適溫度(使靠側(cè)模的菱角有一定強(qiáng)度，拆除側(cè)模后不會(huì)坍塌)，進(jìn)行側(cè)模拆除。拆模前，對鋼制方通側(cè)模涂刷脫模劑。拆模時(shí)溫度過高則澆筑式瀝青的菱角會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，溫度過低則拆模困難，經(jīng)反復(fù)嘗試，在澆筑式瀝青表面溫度為100～110 ℃時(shí)拆模最合適。

(6) 邊界及接縫處理。靠邊界限制的側(cè)模處及接縫處用人工修補(bǔ)，力求完整平順，形成整體，接縫處連接密實(shí)、可靠。所有接縫處使用貼縫條演示貼緊。貼縫條在不同位置的高度有所差異，用于施工接縫時(shí)，貼縫條略高于澆筑式瀝青表面5 mm；用于橋梁邊緣構(gòu)造物接觸面時(shí)，貼縫條下緣與橋面齊平。

(7) 邊帶人工攤鋪。兩側(cè)機(jī)械攤鋪不到的0.5 m處采用人工攤鋪，澆筑式瀝青與橋梁邊緣構(gòu)造及中央施工縫通過貼縫條來密封；對接縫及邊緣仔細(xì)找補(bǔ)，確保接口平順，并及時(shí)壓入預(yù)拌碎石。

(8) 成品養(yǎng)護(hù)。施工完成后立即全幅封閉，48 h內(nèi)嚴(yán)禁任何車輛通行；在上面層高彈SMA-13未施工前嚴(yán)禁交叉作業(yè)，以免造成澆筑式瀝青路面破壞、工作面污染而影響界面連接。施工完成的澆筑式瀝青路面見圖6。

圖6 施工完成的澆筑式瀝青路面

3.5 施工質(zhì)量檢測

按設(shè)計(jì)文件要求嚴(yán)格控制檢測程序和檢測頻率，原材料在有合格證的前提下送檢測中心進(jìn)行檢測，實(shí)體檢測由五方聯(lián)合進(jìn)行。檢測結(jié)果見表4，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

表4 鋼橋面澆筑式瀝青施工質(zhì)量檢測結(jié)果

4 結(jié)語

以深圳南坪快速路中山園鋼橋面澆筑式瀝青路面為研究對象，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定澆筑式瀝青混合料級(jí)配，初定3組油石比，測試相應(yīng)貫入度、貫入度增量及流動(dòng)性等指標(biāo)，確定混合料最佳油石比為7.2%。制定鋼橋面澆筑式瀝青混合料鋪裝施工工藝，通過對各施工環(huán)節(jié)的檢查與控制，確保路面鋪裝順利完成，填補(bǔ)了深圳市在鋼橋面澆筑式瀝青鋪裝施工方面的空白，為類似條件下橋面鋪裝施工積累了經(jīng)驗(yàn)。