澆筑式瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝中的應用與技術要求分析

王海軍

（中交第二航務工程勘察設計院有限公司四川分公司，湖北 武漢 430000）

一、鋼橋面鋪裝特點

大跨度鋼箱梁橋的主要特點為自身質量較輕、工廠預制質量容易滿足，且施工工期較短，其在大型橋梁結構中的使用范圍非常廣。受鋼橋面自身施工特點的影響，對鋼橋面鋪裝施工質量提出了較高的要求。

重車通行且縱坡較大時橋面所承受的水平剪力較大，橋面鋪裝材料應與鋼橋面黏結良好（鋼橋面抗滑性能較差），防止產生脫落、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，需要對鋪裝材料的防滲性能做出嚴格要求。

橋面鋪裝施工材料須具有較強的高溫穩定性，使其在光熱資源豐富區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、邊緣部位壓實困難、反復變形導致其使用壽命減短、無法與鋼板之間形成很好的黏結等問題，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存在著很大差別。

二、鋪裝方案分析

結合上述各種情況，對瀝青路面結構層做出如下分析：

（一）防水黏結層

在混凝土橋梁橋面鋪裝施工的過程中，應將厚度為10cm的混凝土澆筑在橋梁頂板上，并以此為調平層。若想使其與瀝青混凝土鋪裝層、橋面現澆層之間有足夠的剪切強度和黏結強度，就要使用具有較強耐久性、穩定性和柔韌性的防水材料，在日常施工的過程中，經常會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、黏結不良、易銹蝕等因素，易導致橋面鋪裝出現滑移及脫落，尤其當縱坡較大時，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構層，應具備黏結強度高、防水、抗剪切效果好等特性。同時，根據鋼橋面柔性大的特點，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，防水黏結層受到剪切破壞后，會出現失效的情況，給橋面鋪裝的整體性能造成嚴重影響。如今，鋼橋面防水黏結層的施工材料主要有三種形式，分別為Eliminator防水黏結層、雙層環氧樹脂防水黏結層和改性瀝青碎石防水黏結層。

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

2.雙層環氧樹脂防水黏結層在國內應用較為廣泛，使用壽命較長，完全固化后黏結強度高，抗剪切和防水效果比較理想，同時具有較強的穩定性。

3.在英、美等發達國家Eliminator防水黏結層的使用范圍較廣，該防水黏結效果可保持60年以上，我國目前也已經建成十幾座Eliminator防水黏結層的鋼箱梁橋。對比Eliminator防水黏結層與雙層環氧樹脂防水黏結層的具體情況如表1所示。

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表1 對比Eliminator防水黏結層與雙層環氧樹脂防水黏結層性能的具體情況

該黏結層的施工順序為：在鋼面板噴涂防腐層后，先涂刷環氧黏結劑，同時為確保防腐黏結層與鋪裝層的黏結性與剪切力，在環氧黏結劑涂抹后固化前應撒布小碎石，而后涂刷反應型防水黏結劑。

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

（二）下面層

該結構層應具有優良的防水、防滲性能，由于普通瀝青混凝土具有孔隙率較大、邊緣部位壓實困難等缺點，該結構層應設置具有針對性的鋪裝材料。目前國內市場的調研結果顯示，該結構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保持在220℃～250℃之間，呈現出流淌的狀態。不需要采取措施壓實，為避免邊緣部位壓實不到位的問題，使用澆筑式專用攤鋪機完成攤鋪整平施工即可，基本不會出現空隙。在攤鋪施工冷卻以后，整體性非常好，具有較強的抗疲勞、抗開裂特性。

與此同時，由于該項目所在區域光照較強，夏季溫度較高，建議在澆筑式瀝青混凝土內加入改性劑以提高瀝青混凝土的熱穩定性，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。

（三）上面層

該項目的重載比較多，要科學地控制橋面鋪裝層厚度，注重提升鋪裝層綜合性，該結構使用的瀝青具有較強的彈性，其抗疲勞性、平整度、低溫抗裂性、抗滑性能、高溫穩定性較強，同時其空隙率較少，水穩定性較高。

從整個工程的實際情況出發，該工程最終選擇使用的鋪裝結構形式為高彈SMA結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構的具體情況如圖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級的要求，防腐層使用環氧富鋅漆處理。

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

3.緩沖層的主要材質為橡膠瀝青砂膠，厚度設置為4mm左右。底涂層使用反應型防水黏結劑，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，厚度設置為3cm，將粒徑為1cm的預拌瀝青碎石撒在其表面。

圖1 高彈瀝青SMA完整鋪裝層結構及橋面防水體系

（四）其他結構類型

如今，國內外使用的鋪裝結構還有雙層環氧瀝青混凝土及雙層改性SMA。鋪裝上層、鋪裝下層、緩沖層、防水黏結層是雙層改性SMA的主要組成內容，其優勢體現為抗滑性、隨從變形性、高溫抗車轍性能均比較強，但由于結構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、邊緣部位壓實困難無法有效改善水壞等缺點，目前在國內已被逐步淘汰；雙層環氧瀝青混凝土的主要組成部分為雙層環氧瀝青，其綜合性能比較強，同時具有車轍動穩定度較強，耐腐蝕性能較好等特點，但其成本較高，且對施工環境及工藝要求較高，目前在國內使用較少。

三、澆筑式瀝青混凝土施工標準

（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，應事先加熱石料使其達到300℃，再將礦粉加入經過稱量和加熱后的集料，干拌時間為20s，接著將改性瀝青加入其中，干拌1分鐘左右。

（二）運輸

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

（三）攤鋪

澆筑式瀝青混凝土的狀態為流淌式，在攤鋪施工時不需再次碾壓施工，使用專用的攤鋪機攤平即可，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出流淌的形式，需要將模板設置在施工區域兩側。

3.從車道寬度和攤鋪機的型號出發，科學設置攤鋪施工寬度。

4.科學管控攤鋪施工時間，從攤鋪到結束，總時長不得超過6個小時，同時，瀝青混合冷卻后不得再進行加熱拌和施工。

四、結語

目前國內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非常必要，在以后的工程設計與施工時，應盡量發現并挖掘各類材料的優缺點，開發并研究新型材料，進一步控制成本、改善施工質量。