高速公路瀝青混凝土橋面鋪裝層施工技術(shù)

摘 要：文章介紹了高速公路橋面瀝青混凝土鋪裝層的施工技術(shù)要點。首先，配合比設(shè)計要考慮力學性能指標和施工條件的影響;然后，采取分層鋪裝與壓實技術(shù)，控制層厚和壓實度;最后，做好標準的濕法養(yǎng)護。文中還分析了開裂和早期損傷等常見質(zhì)量問題的原因，提出了配合比優(yōu)化、限制車輛通行以及規(guī)范養(yǎng)護等解決措施。通過案例分析了配合比優(yōu)化技術(shù)和抗高溫瀝青材料的應(yīng)用效果。研究表明，合理配比設(shè)計、規(guī)范施工和養(yǎng)護是確保鋪裝質(zhì)量的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：高速公路 橋面 瀝青混凝土 鋪裝 施工技術(shù)

1 引言

隨著我國高速公路網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，橋梁作為高速公路的重要組成部分，其質(zhì)量直接關(guān)乎行車安全和運營壽命[1]。橋面鋪裝作為橋梁最重要的承載及保護層，其施工質(zhì)量事關(guān)橋梁性能的發(fā)揮。當前，我國高速公路橋面鋪裝中較為常見的材料是瀝青混凝土，但其施工過程中也存在開裂、早期損傷等質(zhì)量問題。為確保瀝青混凝土橋面鋪裝質(zhì)量，有必要深入研究其施工技術(shù)細節(jié)。本文在介紹瀝青混凝土橋面鋪裝的配合比設(shè)計、分層鋪裝、壓實和養(yǎng)護技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點分析了開裂和早期損傷的成因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防對策[2]。最后通過工程案例，驗證了配合比優(yōu)化和專用瀝青材料在改善鋪裝層抗裂性和抗高溫性能方面的顯著效果。本文為進一步改進橋面瀝青混凝土鋪裝技術(shù)提供了參考。

2 橋面鋪裝施工技術(shù)要點

2.1 瀝青混凝土配合比設(shè)計技術(shù)

瀝青混凝土鋪裝配合比的設(shè)計對施工質(zhì)量有著決定性影響，要在滿足項目技術(shù)要求和經(jīng)濟指標的基礎(chǔ)上，綜合考慮多方面因素進行優(yōu)化設(shè)計[3]。關(guān)注混凝土的力學性能指標，包括抗壓強度、抗拉強度等，確定其技術(shù)規(guī)范。這些指標決定了混凝土的承載能力和使用壽命，一般設(shè)計抗壓強度要大于6MPa，抗拉強度大于1.5MPa。考量原材料的特性，不同類型和級配的水泥、骨料、灰分會對強度產(chǎn)生影響，要采用經(jīng)實測驗證的優(yōu)質(zhì)配比。施工條件也要考慮在內(nèi)，配合比中水分用量要根據(jù)施工期環(huán)境溫度升高適當調(diào)整增加，以確保工作性;在夏季高溫天氣采用抗高溫型水泥和摻加料，減少水泥用量，這可以提高混凝土的耐熱性。配合比設(shè)計應(yīng)經(jīng)濟合理，控制單位體積成本在合理范圍[4]。只有在多方面因素綜合考量和平衡的基礎(chǔ)上，確定科學合理的配合比方案，才能使配合比設(shè)計成為保證施工質(zhì)量的基石。

2.2 橋面鋪裝分層鋪裝技術(shù)

橋面鋪裝的分層施工是確保整體厚度均勻的關(guān)鍵措施。根據(jù)項目設(shè)計要求，橋面鋪裝層厚度為18厘米。為實現(xiàn)均勻鋪設(shè)，需要根據(jù)混凝土供應(yīng)系統(tǒng)的產(chǎn)量，合理設(shè)計分層方案[5]。經(jīng)計算，單位面積混凝土供應(yīng)量為12立方米/小時，按厚度18厘米施工，速度約為140平方米/小時。因此，采用梳齒形分區(qū)推進的分層模式，將全厚度等分成3層進行鋪裝，每層厚度控制在6厘米，相鄰兩層間隔稍有交叉重疊。同時，每鋪設(shè)完一層進行初步壓實，然后再進行下一層的鋪裝，使層間結(jié)合充分。在具體施工中，操作人員要定期使用測量尺檢查各測點的實際層厚，一旦發(fā)現(xiàn)厚度超差超過±10%，就要及時進行調(diào)整[6]。如表1所示。

此外，高溫會影響混凝土流動性，所以要檢測配合土體系的抗裂性，必要時修改配合比設(shè)計。只有通過嚴格控制和檢測，加強操作過程管理，才能確保鋪裝整體厚度的均勻性。

2.3 橋面鋪裝壓實技術(shù)

橋面鋪裝的壓實質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)性能的發(fā)揮，是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序。根據(jù)不同施工階段的壓實作用特點，可采用分級壓實模式：初步壓實選用動力大、行走速度較快的單缸輕型壓路機，快速進行表層整平;主壓實則用大功率、低速的雙缸壓路機，提供足夠的壓實壓力與作用時間，使內(nèi)部混凝土充分密實。如表2，壓實過程中，嚴格控制每層表面溫度不超過30℃，避免燒結(jié);確保壓實度全部達到98%以上，各層之間并無明顯界面。若出現(xiàn)殼結(jié)、裂縫等損傷，立即采取切割或翻炒的修復(fù)措施，然后繼續(xù)壓實到質(zhì)量指標要求。壓實結(jié)束后，仔細檢查層間結(jié)合質(zhì)量，無偏差后進行連通孔和表面處理，采用細骨料漿液進行層間灌漿，可顯著增強鋪裝層的整體連續(xù)性。

2.4 養(yǎng)護技術(shù)

混凝土鋪裝后的標準濕法養(yǎng)護是確保施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。必須在混凝土開始凝結(jié)前半小時內(nèi)完成養(yǎng)護措施的設(shè)置。如圖1所示，首先選用耐腐蝕的覆蓋材料，如聚乙烯薄膜、濕潤麻布等在表面鋪開，避免出現(xiàn)褶皺，層層疊蓋，邊角緊密結(jié)合。然后在覆蓋物外側(cè)鋪設(shè)厚度不小于10厘米的草席，覆蓋面積稍大于混凝土面積，邊角嚴密密實，避免產(chǎn)生空隙。接著均勻噴灑適量水分，使表層保持濕潤。同時使用熱風機進行恒溫控制，保證混凝土表面溫度穩(wěn)定在5-20℃。在高溫天氣，可以取消熱風機使用，疊加草席層數(shù)，并適當增加水分噴灑量，確保混凝土表面溫度不超過30℃。整個養(yǎng)護過程中，要定期監(jiān)測表層溫度和濕度變化，必要時進行補充噴水。混凝土的水化進程會持續(xù)24小時以上，剛性養(yǎng)護措施的設(shè)置時間不得少于混凝土初凝時間的2倍。整個養(yǎng)護期間質(zhì)量控制不容妥協(xié)，確保水化反應(yīng)的持續(xù)進行，以及混凝土早期強度的穩(wěn)定增長。

3 橋面鋪裝常見質(zhì)量問題分析與解決

3.1 開裂原因分析及預(yù)防

橋面瀝青混凝土鋪裝開裂與溫度應(yīng)力和早期抗裂強度不足有關(guān)。一方面，車輛荷載作用和環(huán)境溫差變化會在混凝土中引起溫度應(yīng)力，根據(jù)測量如圖2所示，當溫度應(yīng)力累積超過0.35MPa時，很容易超過材料抗裂強度1.2MPa，從而出現(xiàn)開裂。另一方面，早期混凝土抗裂強度較低，7天抗裂強度小于90%的設(shè)計指標1.5MPa也較易開裂。為有效預(yù)防開裂缺陷，可以從以下幾個方面入手：首配合比設(shè)計階段應(yīng)充分考慮混凝土的抗裂性指標，合理確定礦物摻料用量為瀝青量的0.8倍，適當降低水泥用量，這可以使7天抗裂強度提高20%，提供更高的抗裂強度余量;施工過程中采取分層鋪裝與壓實，控制層厚度在6cm，確保充分壓實，這能增強混凝土抵抗大于0.3MPa的溫差的能力;在頭12小時內(nèi)進行標準連續(xù)濕法養(yǎng)護，溫度恒定控制在15℃±3℃，這是避免開裂的重要措施。只有通過上述綜合措施，才能有效避免開裂的發(fā)生。

3.2 早期損傷原因分析及措施

橋面鋪裝在施工完成后的早期階段極易出現(xiàn)坑槽、磨損、脫落等損傷，主要與混凝土早期強度增長過慢有關(guān)。水泥水化反應(yīng)需要一定時間積累，早期強度較低時極易在車輛荷載作用下發(fā)生損傷。為預(yù)防早期損傷，可以采取以下措施：首先，優(yōu)化配合比設(shè)計，增大早強摻加料用量，使用抗裂型或快硬型水泥，加速混凝土早強效應(yīng);其次，施工完成后嚴格限制車輛通行時間，確保混凝土早期強度增長至抗壓強度的60%以上后再開放通行;最后，做好標準連續(xù)濕法養(yǎng)護，根據(jù)配合比要求確定恒溫養(yǎng)護時長，促進水化反應(yīng)，提高早期強度。只有通過采取上述綜合措施，才能有效降低混凝土早期損傷概率，確保鋪裝質(zhì)量。

4 案例分析

4.1 采用配合比優(yōu)化技術(shù)

針對項目位于高溫區(qū)的實際情況，施工單位通過多輪測試研究，優(yōu)化確定了配合比設(shè)計方案。如表1，具體技術(shù)要點包括：降低水泥用量，使接近下限要求;增加礦物粉用量，接近技術(shù)上限要求，兩者使用量比控制在0.9左右;提高水分用量，確保施工期混凝土工作性;調(diào)整骨料級配，增大了5%的細骨料用量，優(yōu)化了骨料級配結(jié)構(gòu)。該優(yōu)化配合比經(jīng)嚴格測試驗證，配制產(chǎn)出的混凝土抗壓強度完全達到6.5MPa以上的技術(shù)指標要求。與原配合比相比，抗高溫裂性能有顯著提升，早期抗裂強度提高了0.3MPa，混凝土抗溫差裂解的安全可靠性明顯增強。采用配合比優(yōu)化技術(shù)，綜合考慮高溫施工環(huán)境的影響因素，在確保強度指標的基礎(chǔ)上，提升了混凝土的抗裂性和穩(wěn)定性，為后期施工質(zhì)量控制奠定了基礎(chǔ)。

4.2 采用抗高溫瀝青材料技術(shù)

除配合比優(yōu)化外，工程還采用了高溫穩(wěn)定性更好的抗高溫型瀝青材料。該瀝青材料混凝土在40℃條件下，6小時馬歇爾穩(wěn)定性指標僅下降0.3kN，顯著優(yōu)于普通瀝青材料的1.5kN下降幅度。抗高溫瀝青材料還可有效降低混凝土在高溫條件下早期開裂、剝落等病害發(fā)生，提升了抗裂性、耐候性等性能參數(shù)，使混凝土質(zhì)量指標得以很好保證。該項目驗證了配合比優(yōu)化設(shè)計與專用抗高溫瀝青材料技術(shù)QJ11m0Gy7GErGGrpr1aNKw==的協(xié)同應(yīng)用效果。只有考慮材料特性與使用環(huán)境的匹配性，持續(xù)改進和優(yōu)化材料配比方案，才能有效提升鋪裝結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與壽命。

5 結(jié)論

高速公路橋面瀝青混凝土鋪裝技術(shù)要點包括：配合比設(shè)計要考慮力學性能指標和施工條件影響，采用經(jīng)濟合理配比;分層鋪裝和壓實，控制層厚和壓實度;規(guī)范連續(xù)濕法養(yǎng)護，特別是初期溫控很關(guān)鍵。常見質(zhì)量問題有開裂和早期損傷，可通過配合比優(yōu)化、限制車輛通行時間、嚴格養(yǎng)護等措施解決。案例采用配比優(yōu)化和抗高溫瀝青材料技術(shù)，效果顯著。充分考慮力學性能、施工環(huán)境影響因素，優(yōu)化配合比設(shè)計，嚴格措施執(zhí)行，是確保高速公路橋面瀝青混凝土鋪裝質(zhì)量的關(guān)鍵。

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