翁波 李国芬 李强

摘 要：浇注式沥青混凝土在施工中对于温度和搅拌时间有比较严格的要求，由于其具有流动度大、防水性好、与钢桥面随从性优良等特点，在我国被广泛地应用在钢桥面铺装上。本文以浦仪公路夹江大桥为例，阐述浇注式沥青混凝土铺装技术在钢桥面铺装中的应用，具体介绍了它的施工方法以及如何处理一些施工时常见的工程问题，并分析其产生的原因。

关键词：浇注式沥青混凝土; 钢桥面铺装; 施工方法

中图分类号：TU37         文献标识码：A        文章编号：1006-3315（2021）8-195-002

1.引言

自20世纪90年代以来，中国在大跨度桥梁建设上取得了快速发展，截至2017年，全球50%以上的大跨度桥梁都位于中国国内。由于钢箱梁梁桥具有抗扭刚度大，安装速度快，跨越能力强，便于工业制造等优点，在我国不论是在建或是已经建成的大跨径桥梁中，钢箱梁结构都受到了广泛的应用。

钢桥面铺装是指在已抛丸除锈过的桥面上摊铺沥青混合料，总厚度约为35-80mm，成型后的沥青混合料会和钢桥成为一个整体共同承受行车荷载的作用。相对于普通道路的铺装来说，钢桥面沥青混凝土铺装有着更为严格的要求，铺装质量的好坏对桥面板结构耐久性、行车安全性、舒适性起到重要作用[1]。浇注沥青混凝土整体性良好，在自然条件下不容易老化，在寒冷环境下抗裂性较优，因其综合性能较为突出，浇注式沥青混凝土铺装技术被广泛应用在我国大跨径钢桥桥面铺装。在钢桥面铺装具体施工时，通常采用的是湖沥青和基质沥青（20-40）组成的混合料沥青。在我国交通量和自然气候等因素影响下，浇注式沥青混凝土路面也容易出现一些病害，对钢桥面板和铺装层的路用性能带去巨大影响，在雨水湿气的侵蚀下，钢桥面容易生锈并给桥梁的结构安全带来影响[2]。高弹改性沥青混合料具有优良的弹性性能、优异的抗车辙性能以及吸收扩散拉伸应力性能[3]。作为桥面铺装材料，高弹改性沥青层能大大增加行车的舒适性和铺装层使用寿命，但自身也存在粘结强度不够等问题。

2.工程概况介绍

浦仪公路夹江大桥位于江苏省南京市八卦洲，为独柱形钢塔双索面钢箱梁斜拉桥，全长960m。单幅行车道宽15.25m，行车道外侧设置有行人与非机动车道，宽度为3.63m。桥面纵坡为-2.4%～+2.4%，单幅横坡为2.0%。单顶板全桥统一采用了16mm，横隔板标准间距为3.2m，铺装总面积36249.6㎡。

夹江大桥桥面板铺装采用浇注式沥青混凝土施工，主要由山东路桥公司负责。主桥铺装层结构为：改性乳化沥青粘结层+35mm厚浇注式沥青混合料+溶剂型橡胶沥青防水粘结层+钢板喷砂除锈。

由于钢板无法使雨水下渗，因此铺装层间如果存在积水，将直接影响防水粘结层性能，使铺装结构整体容易受到破坏，降低钢桥面板的耐久性。沥青铺装材料与钢结构材料在温度环境条件下，收缩变形特性相差较大，与边缘构造物间容易拉裂，形成水分下渗的通道。因此，夹江大桥在铺装结构靠近防护隔离栏的边缘设置了专门的排水装置。

3.浇注式沥青混凝土施工工艺

3.1施工方法介绍

浦儀公路夹江大桥桥面铺装施工借鉴了长江四桥桥面铺装的成功经验，采用了复合浇注式沥青混凝土摊铺作业施工方法，具体施工流程为：

首先使用抛丸机对钢桥面板进行喷砂除锈工序，控制机器行走速度在70-100cm/min，在施工中要至少保证97%以上的钢桥面板表面呈现金属光泽状态。

其次是在钢桥面板上分两层涂抹防水粘结材料，两次涂抹方向互相垂直，并且两次涂抹的间隔时间需要大于3小时。

最后在钢桥面板上使用摊铺机摊铺35mm厚的下层浇注式沥青混凝土以及35mm厚的上层高弹改性沥青混凝土。下层浇注式沥青混凝土采用的是湖沥青和基质沥青（20-40）的混合料沥青材料，其中湖沥青的掺量为30%。在摊铺过程中还需在加入适量的玄武岩碎石，这些碎石的粒径要控制13.2～19mm，并且在上面事先要均匀裹上一层沥青。

3.2施工技术指标

油石比是指沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数，它的大小直接对沥青混凝土材料的流动性产生影响。根据实验结果显示，当沥青混合料的油石比保持不变，加温车搅拌时间越长，沥青混凝土的贯入度呈现减小的趋势，动稳定度呈现增大的趋势[4]。贯入度可以用来反映沥青路面的承载能力，动稳定度是用来衡量沥青混合料高温稳定性的指标。为了保证浇注式沥青混凝土的力学性能满足承载能力要求，应该严格控制混合料的搅拌时间和温度，这样既能确保浇注式沥青混合料的流动度在合理范围，又能保证铺装好的沥青路面具有良好的高温稳定性。

由于浇注式沥青混凝土对温度和搅拌时间有比较严格的要求，因此在桥面铺装施工中，通常会把料场设置在距离桥合适的位置上。摊铺前要先将浇注式沥青混合料在料场预热搅拌，温度控制在160℃左右，再将混合料装入升温搅拌车运送至需要摊铺的桥面附近，搅拌车内设置的温度应为240℃，且在摊铺前需要确保混合料加热搅拌的时间控制在2-5h以内。若料车装料完毕超过5小时没有进行摊铺作业，则该车沥青混合料应作为废料进行处理。在实际施工过程中，浇注式沥青混凝土在220-240℃的范围内进行摊铺，不同的搅拌温度和搅拌时间对沥青的流动度、贯入度、抗车辙性能具有影响。搅拌时间短会造成浇注沥青混凝土分布不均匀，流动性差，但搅拌时间过长又会增加能耗及浇注沥青混凝土的高温短期老化[4]。

浇注式沥青混凝土的流动度是用来表征其在现场施工和易性的重要指标，现场通过测量铜锤垂直沉入沥青混凝土试样50mm所用的时间来反映材料的流动度。若沥青混凝土的流动度较差，必须通过压路机震动碾压才能均匀密实路面材料，该种情况下的施工质量难以得到保证;若沥青混凝土流动度太大，在摊铺时沥青材料非常容易溢出模板，清理比较困难，容易对防水粘结层产生破坏。因此为了能够保证施工质量，必须确保材料的流动度处于合理范围。

浇注式沥青混凝土的流动度与混合料的搅拌时间长短有关，对相同条件下的浇注沥青混凝土分别加热搅拌1.5、2、2.5、3.0、3.5h后，可以明显发现当混合料搅拌温度不变时，材料的流动度随着搅拌的时间延长而变大，但当搅拌时间过长时，流动度会开始变小。为了保证施工时浇注式沥青混凝土的流动度能够达到最佳状态，现场材料的搅拌时间应控制在2.5h-3.5h以内再进行摊铺。

3.2施工常见问题的处理方法

浇注式沥青混凝土相比于其他沥青混合料具有更好的流动性，优良的防水性以及对钢桥面板具有更好的随从性。但由于自身的高温稳定性较差，因此在气温和天气等原因综合作用下，浇注式沥青混凝土的摊铺过程中有一些特殊的注意事项，它们对桥面铺装质量有着较大的影响。

（1）对于粘結层破坏的处理

由于钢桥面摊铺通常在夏季进行，在阳光直射下桥面的温度在正午可以超过70℃，超过了钢桥面防水粘结层的软化点，粘结料与钢桥面之间的粘附性显著下降，在料车刹车制动力的作用下，铺装层在钢桥面板上变得非常容易产生滑动[5]。料车上桥后产生的剪应力使得粘结层很容易粘在车轮上，随着车轮的滚动粘掉更大面积的粘结层，导致局部钢桥面直接裸露在空气中。钢桥面板和空气及水分接触后，会生成一种由Fe2O3、Fe3O4、FeO组成的氧化层，厚度一般为6-20μm[6]。这些氧化物不仅会吸附水分子，还会吸附其它物质。面对该种状况必须及时安排工人补涂沥青胶结材料，将裸露的钢桥面板重新与空气隔绝开来，防止钢桥面的整体性受到影响。

（2）对于沥青路面裂缝的处理

裂缝是钢桥面铺装早期常见病害之一，主要分为纵横向裂缝，斜向裂缝，非结构微裂缝[7]。一般浇注式沥青混凝土路面不会出现特别明显的纵横向裂缝和斜向裂缝，但当压路机对沥青路面产生的剪应力大于了沥青混凝土自身的黏结强度和抗剪强度，桥面就有可能出现少量无规则短小的裂缝。这些微裂缝一旦出现就必须尽早使用胶结材料灌缝，防止雨水或施工过程产生的污水通过微裂缝渗入沥青层造成更大的损害。

（3）沥青路面出现车辙的处理

车辙是浇注式沥青混凝土上常见的病害，在钢桥面铺装上一般以失稳型车辙为主。在高温天气、料车在桥面停留太久等客观条件下，由于沥青路面高温稳定性不足，而在铺装时期就出现了车辙，另外桥面上的重载会加速铺装层的变形[8]。遇到这种情况，要暂停料车上桥，等桥面温度降到合理温度后再继续施工。

（4）沥青路面出现鼓包的处理

温度高达240℃的浇注式沥青混凝土在摊铺过程中，如果桥面上残留有水分或者空气湿度较大，水汽就会迅速蒸发导致沥青混凝土上产生鼓包。摊铺时要确保不出现鼓包，一旦发现需要立即安排工人用钢钎捅开，让空气迅速散逸，并及时踩实后，再由压路机进一步压实。如果发现不及时，沥青混合料已经开始凝固，则需要用火焰枪加热鼓包所在位置，待局部位置软化后进行压实。

4.结语

浇注式沥青混凝土铺装技术已经较为成熟，相比于其他材料，它在钢桥桥面铺装上有着明显的优势，因此在我国被广泛应用。施工时浇注式沥青混合料的搅拌时间长短和温度大小对其整体性能存在影响，需要严格按照规范要求，控制混合料的温度和在料车内的搅拌时间，不宜太长也不宜太短。在气温和天气等原因综合作用下，浇注式沥青层在施工时可能会出现一些问题，为了更好地保证桥面铺装质量，需要针对不同的问题进行特殊处理。

参考文献：

[1]中国桥梁工程学术研究综述，2014[J]中国公路学报，2014，27（5）：1-96

[2]张华.浇注式沥青混凝土（GA）疲劳性能研究[D]重庆大学，2010

[3]李攀.高弹改性沥青及混合料在高海拔山区桥面铺装中的应用[D]东南大学，2017

[4]王宏畅，李国芬.钢桥面浇注沥青混凝土铺装施工关键技术研究[J]森林工程，2019，35（6）：86-90

[5]程庆，王大明.钢桥面沥青铺装层病害及成因分析[J]公路工程，2010，35（3）：112-115

[6]薛宪营.热轧Q235B钢板表面红色氧化铁皮检测分析[J]新疆钢铁，2010，（1）：5-7

[7]傅栋梁，钱振东.钢桥面铺装预防性养护对策分析[J]公路，2010，1（1）：201-205

[8]关永胜，迟占华，宗海.大跨径钢桥桥面铺装早期病害分析及对策[J]中外公路，2005，25（6）：99-101