鲁林

摘要：为研究浇筑式沥青混合料在桥面铺装中的应用效果，本文以某公路桥梁铺装工程为背景，通过检测混合料原材料性能，总结浇筑式混合料施工工艺，并检测其在实际工程中的施工质量，来研究浇筑式沥青混合料在桥梁铺装中的应用效果。研究结果表明：当浇筑式沥青混合料最佳油石比为7.8%时，混合料刘埃尔流动性及贯入度试验结果均满足规范要求，且具有较好的低温抗裂性;工后检测结果表明，浇筑式沥青混合料在桥面铺装工程中具有良好的施工质量。

关键词：浇筑式沥青混合料;桥面铺装;性能检验;施工工艺

1 引言

改革开放以来，我国经济建设取得丰硕成果，作为经济发展纽带的交通基础设施也引迎来建设热潮，桥梁建设作为交通节点工程发展尤为迅速。上世纪末我国桥梁建设进入高速发展期，随着大量钢桥的建成，与之匹配的桥面铺装成为影响桥梁通行水平的关键因素之一。由于钢桥结构及所处环境的特殊性，桥面铺装层在车辆荷载、风荷载、温度变化及紫外线辐射等因素的多重作用下，极易发生车辙、开裂、推移及层间滑移等病害。因此，桥梁铺装层的优劣与桥梁服务水平密切相关，同时直接影响到桥梁行车的安全性、舒适性及桥梁使用寿命[1]。

近年来，随着桥梁工程材料及施工技术的不断进步，诸如浇筑式沥青混合料及其施工技术逐步应用于钢桥面铺装工程中。浇筑式沥青混合料主要由比例较高的细集料、矿粉及含油量较大的沥青组成，填充其中的粗集料形成骨架并悬浮在混合料中。浇筑式沥青混合料与普通沥青混合料相比，施工时无需碾压并依靠其自身流动性摊铺成型，其具有空隙率小、整体性好且抗变形能力较强等优势，使其广泛应用于桥面铺装及隧道铺装中[2]。因此，本文以实际工程为背景，重点研究浇筑式沥青混合料在钢桥面铺装中的应用效果，以期为浇筑式沥青混合料发展提供建议。

2 原材料

2.1 沥青

沥青性能直接关乎浇注式沥青混合料的路用性能及使用寿命，本研究采用浇注式改性沥青，并按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）对其性能指标进行检测，改性沥青检测结果如表1所示。

2.2 集料

本研究集料选用强度高、表面洁净、棱角性及纹理结构较好的玄武岩，同时为增加混合料流动性选用细砂，填料选用石灰石矿粉，并按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2011）对集料性能进行检测，集料性能检测结果如表2所示。

2.3 级配

本研究结合实际工程级配需求进行级配设计，浇注式沥青混合料设计级配如表3所示。

3 路用性能试验

3.1 贯入试验

浇注式沥青混合料的抗变形能力直接影响混合料强度及高温稳定性，现有研究一般采用贯入试验方法进行混合料性能验证。贯入度越大，表明混合料强度越低，抗变形能力越差;贯入度越小，则混合料强度越高，抗变形能力越好，但同时混合料流动性将降低。因此，本研究参照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》并依据项目所在地实际需求决定采用60℃贯入度及贯入度增量来评价浇注式沥青混合料抗变形能力，贯入试验结果及技术要求如表4及图1所示。

由图1可知，随着油石比的增加，60℃贯入度及贯入度增量先减小后增加，在油石比为7.8%附近时两者均达到最大值，且当油石比为7.5%时候，贯入度及贯入度增量不符合技术要求。

3.2 流动性试验

由于浇注式混合料不需要碾压，只需摊铺平整即可达到设计强度，因此混合料在拌合运输机摊铺过程中的流动性直接关系到混合料施工和易性及施工质量[3]。若混合料流动性过小，则沥青混合料过于黏稠而难以施工，增加施工成本且影响施工质量;若混合料流动性过大，施工中则极易发生混合料离析且不易控制路面设计坡度，同时严重影响铺装层夏季高温稳定性。因此，本研究参照国外相关浇注式沥青混合料流动性试验方法，采用刘埃尔流动性试验法对混合料流动性进行测试，刘埃尔流动性试验结果及技术要求如表5及图2所示。

由图2可知，随着混合料油石比的增加，刘埃尔流动性逐步减小，各油石比对应的刘埃尔流动性均满足设计技术要求。结合浇注式沥青混合料贯入度试验及流动性试验结果，同时为保证混合料具有较好的高温稳定性及低温抗裂性，最终确定本研究浇注式沥青混合料最佳油石比为7.8%。

由上述试验结果可知，当混合料中沥青含量较少时，沥青裹附在集料表面形成沥青膜，并与矿粉形成沥青胶浆，此时结构沥青占比大而自由沥青较少，因此导致混合料粘接力较大而流动性较差，抗变形能力也较强;随着沥青含量的不断增加，裹附沥青中自由沥青逐步增多，沥青裹附颗粒间的滑动作用明显增强，最终表现浇注式沥青混合料流动性增加而抗变形能力减弱[4]。

3.3 低温试验

本研究按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）并结合项目多在地自然环境，采用小梁试件研究混合料低温抗裂性能，混合料低温弯曲试验结果如表6所示。

由表6可知，当最佳油石比为7.8%时，小梁试件弯拉强度达16.95MPa，弯曲极限应变为8.4×10-3，均满足设计要求，这表明浇注式沥青混合料具有优良的低温抗裂性。

4 工程实践

4.1 工程概况

某省一级公路公路钢箱梁桥于2010年开通运营，桥面设计双向四车道，近年来在交通荷载与自然环境的双重多作用下，桥面铺装层出现不同程度的车辙、开裂、脱层等病害，这不仅降低了桥面铺装层的行车服务水平，而且对桥面及桥梁结构带来诸多不利影响。因此经公路养护单位研究决定，对该大桥桥面进行重新铺装桥面，且铺装层选用GA-10浇注式沥青混合料。

4.2 施工工序

（1）施工前准备

浇注式沥青混合料施工前，首先，對选用原材料进行检验，确保原材料质量达到规范要求，对于不合格材料严禁进入施工场地;然后，为保证施工连续性及施工质量应检查施工参与设备是否工作正常，并保证施工机械处于最佳工作状态;此外，在混合料摊铺前为提高摊铺层间结合作用，施工面应保持清洁、干燥且无污物。

（2）混合料拌合

由于浇注式混合料含油量较大且改性沥青粘度较大，因此为降低拌合时黏附导致的沥青损失，在拌合前对拌合设备涂刷隔离剂，并在拌合完成后及时清洗拌合设备，保护拌合设备以待后续使用。为满足浇注式沥青混合料的施工和易性要求，混合料拌合应保持拌合温度一般为220℃～250℃，这对拌合站拌合及加热设备提出较高的性能要求。此外，为使得混合料拌合均匀，细集料及矿粉充分拌合，各組分之间均匀裹附，拌合时应按照实际需求适当提高拌合时间。在拌合过程中应随时检查拌合设备工作状态，一旦发现异常应及时处理，保证施工作业的同时确保混合料拌合质量[5]。

（3）混合料运输

诸多实际工程表明，在高温条件下（220℃～250℃），浇注式沥青混合料摊铺时施工和易性更优。因此，在混合料运输阶段应采取保温措施，装料前对运输车辆进行预热处理。此外，为减小装料时混合料发生离析，拌合楼采用三次装料法放料：遵循车厢前、后、中装料顺序。运输车辆行驶过程中尽量避免急刹或突然加速，保持以较稳定速度运行。

（4）混合料摊铺

摊铺前为保证混合料具有足够的摊铺温度及适当的摊铺厚度，应在摊铺边界处设置挡风布，减少流动空气带走热量，并且根据摊铺层所需厚度安装模板，防止混合料摊铺时流动到设置边界之外。由于浇注式沥青混合料可自流成型，只需对其摊铺平整而无需碾压，因此，在摊铺机就位后，首先对熨平板进行预热，并调整其角度及高度后固定，无特殊情况不得随意调动。摊铺作业时为保证最高的工作效率且达到最优施工质量，因此应合理控制摊铺机行进速度机、螺旋布料器摊铺速度及进料口供料速度。

（5）裂缝处置

浇注式沥青混合料与普通沥青混合料产生的裂缝相同，一般可分为横向裂缝和纵向裂缝。横向裂缝一般由于天气原因或工作台班影响导致施工停止而产生铺装层连接断层，对其处理可采用平接缝形式，使用锯缝机对接头整平切除，然后使用喷枪加热接头后涂刷粘层沥青，便可继续摊铺作业。对于纵向裂缝，施工人员需对纵行裂缝进行预热处理，并及时使用工具揉搓，使其表面平整。

（6）养生

浇注式沥青混合料摊铺完成后4～8h内封闭现场通道，禁止施工车辆及无关人员通行，同时保证路面无杂物，待养生三天后，即可择机开放交通。

4.3 施工质量检验

桥面铺装施工完成后，为对桥面铺装层渗水、抗滑性能及摊铺平整度进行检测，施工人员分别采用渗水仪、摆式摩擦仪、手工铺砂法及三米直尺等方法对路面性能进行检测，检测结果如表7所示。

由表7可知，浇注式沥青混合料桥面铺装层路面平整、不渗水且具有足够的抗滑性能，因此，该铺装层满足施工质量满足规范要求。

5 结语

浇注式沥青混合料由于其具有良好的变形协调能力、耐老化性能及低温抗裂性等，并且节约混合料摊铺过程中由于压实而产生的人力及机械费用，使其广泛应用于诸多桥梁铺装及高速公路节点工程中。因此，本文以某公路桥梁桥面铺装为背景，通过检测原材料性能，总结浇注式混合料的施工工艺并检测其施工质量，研究结果表明：浇筑式沥青混合料在桥面铺装工程种具有良好的施工和易性和施工质量，这对我国浇注式沥青混合料发展具有重要意义。

参考文献

[1] 王朝辉， 陈谦， 高志伟， 等. 浇注式沥青混凝土现状与发展[J]. 材料导报， 2017，31（9）：135-145.

[2] 山宏宇， 李倩， 秘林源， 等. 浇筑式钢桥面铺装层推挤变形病害机理分析[J]. 土木建筑与环境工程， 2016，38（3）：104-109.

[3] 王宏畅， 李国芬， 章登精. 浇筑式沥青混凝土性能影响因素研究[J]. 中国工程科学， 2013，15（8）：70-74.

[4] 臧继成. 重载交通水泥混凝土特大桥桥面铺装受力分析及关键技术研究[D]. 河北工业大学， 2014.

[5] 杨振伟， 徐斌， 肖绪荡. 浇注式沥青混合料在钢桥面铺装中的应用[J]. 筑路机械与施工机械化， 2018，35（6）.