聂 文， 张顺先， 陈 搏， 熊春龙

(1.广州肖宁道路工程技术研究事务所有限公司， 广州 510641； 2.保利长大工程有限公司， 广州 511431)

我国高速公路的发展逐渐步入高峰期，公路领域的从业者专业化水平也不断提高，相关公路建设者发现路面早期病害问题与施工质量问题、管理制度的缺陷密不可分[1-2]。随着道路建设部门对工程成品质量要求日渐严格，使得精细化管理越来受到高速公路建设单位的重视[3-4]。其中，由于正交异性钢桥面容易受到气候环境和复杂受力的影响，加之钢桥一般处于交通要道，运营期交通量较大，因此在运营期不可避免地出现如裂缝、车辙、拥抱、坑槽等早期病害，且大跨径钢桥面铺装工程造价昂贵、施工难度大、钢桥面易受温度适度的影响，以及强风、车载等造成的桥体震动的影响，导致钢桥面一些薄弱部位出现早期损害。保证钢桥面性能的完整性，以及预防早期病害的产生一直以来都是高速公路建设的重点、难点[5-6]。钢桥面一般使用环氧沥青混合料作为桥面铺装材料，环氧沥青混合料具有施工难度大、造价昂贵、养护维修困难等问题[7-8]，给施工带来极大的挑战。本文以南沙大桥项目为例，其钢桥面铺装采用的热拌环氧沥青混凝土，具有施工难度大、施工条件苛刻等施工技术难题，为了满足施工质量的要求，工程建设管理者为此提出了高要求的精细化管理理念。

1 原材料管理

1.1 集料精细化管理

环氧沥青混凝土对集料的稳定性要求高，配合比一旦设计完成，集料的稳定性要控制在规定范围内，若集料变异性大，配合比也应跟着调整，一旦调整不及时，配合比就发生了变化，进而导致混合料级配离析，出现级配变异现象，环氧沥青混合料的路用性能及密水性能得不到保证。若环氧沥青混合料级配发生变异，其所铺筑路面易出现泛油及鼓包等病害，且钢桥面的使用寿命也得不到保证。

环氧沥青混凝土施工条件十分严格，其工作面严禁有水存在，因水在混合料的高温下变成水蒸气，加之环氧沥青混凝土的孔隙率普遍较低，高温蒸发的水蒸气难以排出，进而容易导致桥面沥青层鼓包现象的产生，这对铺装层质量是极为不利的。

为确保集料生产的干燥及集料除尘的可靠性，生产线、半成品原材料及成品集料的存储全部在厂房内实施，并配置专用除尘设备，集料生产不受天气因素的影响，并达到无尘化生产的目标。南沙大桥钢桥面铺装用半成品集料采用河源芙蓉石场10～20 mm辉绿岩碎石，在中山集料工厂精加工而成。

图1 中山集料工厂集料加工工艺

成品集料经过自动称重打包设备，存储于全封闭的集料仓库内，可以防止雨淋及粉尘污染。袋装集料方便上料、易于存储、转运方便，且在运输过程中不宜遭受二次污染和产生级配离析现象，经过精加工处理的集料级配稳定性好，从而在一定程度上保证了后续环氧沥青混合料的性能。为了进一步验证集料的级配优良性，随机抽取四袋0～3 mm规格的集料进行筛分，检测结果见表1。由表1可知，集料各筛网通过率很稳定，级配没有出现离析，原材料级配稳定。

表1 0～3 mm规格的集料筛分结果

1.2 环氧树脂投放精细化管理

将主剂与固化剂按一定比例混合以制成环氧树脂胶，两剂混合过程后发生固化反应，固化反应为放热反应，随着反应进行温度不断升高，固化速度加快。传统的环氧树脂结合料都是人工投放到拌合站拌缸里，不仅危险，而且对工人的健康危害较大，且拌缸投放口地方狭小，操作不便，易发生危险。还有一种是先将两剂混合搅拌后，再抽送到拌缸里，该方式较前一种先进，但是此混合方法也存在较为显著的缺点，即两剂混合后发生剧烈的放热化学反应，输送管道狭窄的环境使得反应更为剧烈，温度急速升高，固化速度快，反应形成的环氧树脂胶混合物极易造成输送管道堵塞。

继而开发了环氧树脂泵送、混溶装置，此装置采用主剂与固化剂泵送搅拌的方式，有效避免了使用过程中环氧树脂固化堵管，整个项目施工过程中，没有出现堵管情况。以往项目，环氧树脂输送管道每周必须跟换一套，不仅耗费精力，还造成很大的经济浪费。

图2 环氧树脂投入口

2 天气精细化管理

由于环氧沥青混凝土施工过程中对水分含量控制极为严格，工作面处不得有水分存在，以免在沥青面层在铺装过程中遇水发生鼓包病害。所以天气状况对环氧沥青混凝土施工质量影响较大，必须密切、实时关注天气变化。

定点位置关键时间区间的预报是行业内的难点，特别是在珠江出海口区域，气候变化较之内地变化更加莫测，因此对南沙大桥桥面环氧沥青混合料铺装的预报思路和方法进行合理安排，预报天气根据时间、项目区间逐步递进的精细化预报思路，在不同的时间区间预报重点、预报投入程度、预报的信息种类都有所不同。

施工工作开展当天采用短时高时空分辨率的预报方法，专人随时关注珠江出海口云气变化，每小时甚至半小时采用微信和短信相结合的方式播报一次，珠江口气候多变且不稳定，应利用每天有限的好天气完成各项预期施工任务。施工期间，项目人员应全程监测现场环境条件，当天气剧烈变化或明显变恶劣以致不能满足施工要求时，及时通知施工人员停止施工，如果施工中存在连续降雨，所有安排顺延。短期预测(2～7天)以数值预报和天气诊断的方法为主，每天采用微信和短信相结合的方式播报一次，并提前了解当天天气情况合理安排项目开展计划，使工程进度有效推进以及保证工程质量。

图4 珠江口云气变化卫星云图

3 施工过程的精细化管理

南沙大桥钢桥面铺装规模大，质量要求高，施工准备工作、施工过程都必须精细化管理，如施工前的界面和机械设备防油防水措施、温度控制、碾压控制等。

3.1 施工环境的防油防水管理措施

依托广东白云机场选取跑道道面中承受轮载最大的区域，即飞机轮迹带处开展FWD及三维探地雷达检测，以评价路面结构承载能力及内部结构状况。跑道结构为：42 cm水泥混凝土+18 cm水泥碎石+18 cm水泥碎石+30 cm混渣垫层。

1)运输车车厢清洁。为防止环氧沥青热料粘结在车厢内壁，污染车厢，在装料前，必须在车厢内壁涂抹植物油，植物油涂抹过多，则会导致植物油堆积，在装料及摊铺卸料过程中，渗入沥青混合料造成面层脱层、环氧沥青面层内部的粘结效果不佳。为防止出现这种情况，在车厢内壁涂抹完植物油后，使用干拖把清洁车厢内壁，吸干车厢内堆积的植物油，防止运输车车厢内的植物油堆积、滴漏。

图5 工人清理摊铺机

2)工作面清理及准备工作。施工环氧沥青上面层前，工作人员清理工作面时，必须使用干净的拖把，工作人员进入工作面必须穿好鞋套，保证工作面洁净性，以及保证工作面无水、油等杂物。

在对摊铺机及压路机涂抹植物油时，涂油的油桶底部需垫好吸油物品(如纸尿裤、棉纱等)，在涂抹时必须拧干拖把，防止涂抹过多，导致机械工作时滴油，渗入混合料，破坏混合料的粘结。

图6 覆盖薄膜防油水

3)施工中的防治措施。在环氧沥青摊铺过程中，所有的工作人员需戴好头巾，脖子等处围好毛巾，避免汗水滴入工作面，并尽量减少进入摊铺面次数。

在摊铺过程中对摊铺机料槽内混合料进行清理时，所使用的铁铲不得涂油，若发生混合料粘铲现象，粘在铲上的死料用喷枪加热清理，避免死料及植物油混入混合料。

对压路机涂抹植物油时，应根据压路机轮子表面油量情况涂抹，避免涂抹过多或过少，植物油油桶禁止带入工作区域，需要更换拖把时，由另一幅的工作人员将处理好的拖把送至涂油工人，避免植物油滴入工作面。

3.2 环氧沥青混合料的温度精细化控制

1)环氧树脂采用恒温房控制温度，温度偏差控制在60±2 ℃；每半小时采用红外线温枪实时检测，确保环氧树脂温度在规定范围内。

2)每天出料前，必须排2斗热白料，每次排料须由试验检测人员检测骨料温度，骨料温度合格且稳定后方可出混合料。若骨料温度不合格，则持续排料，直到温度合格稳定。

3)环氧沥青混合料目标出料温度为175 ℃，一般实际出料温度应控制在165～185 ℃之间，同时，出料温度应结合当天施工现场气温而做出相应的微调整，但出料时温度超过190 ℃的混合料当做废料处理。

4)混合料运输过程中，为防止混合料温度散失过快，其表面必须采用棉被全覆盖保温，除此之外，还需覆盖保温篷布以进一步达到保温效果,同时，运输车侧面采用保温棉夹层保温。

3.3 铺装层的碾压工艺控制

根据试验段试验段施工效果情况及环氧沥青的粘温关系，来确定压路机碾压组合、压实顺序、碾压速度、振动频率及碾压遍数。具体的碾压方案如表2所示。

1)碾压时涂油以不漏涂不多涂为原则，确保压路机不粘轮。

2)碾压机轮胎侧面加装保温帘，降低碾压时混合料温度散失。

3)碾压分为初压、复压和终压三个阶段，其中，初压阶段摊铺机之间采取紧跟的方式，初压与复压区段长度控制在50 m以内，当施工现场气温较低时应适当减小碾压区段长度。

4)碾压时设置明显的碾压标志牌。

5)在碾压过程中使用红外热成像仪实时检测碾压温度的均匀性。

4 效果评价

日常施工生产时，保证环氧沥青混凝土施工规范、有序地进行，按要求抽检矿料和检查沥青用量以及各种材料和沥青混合料的加热温度，经检验，沥青材料及石料的技术指标均满足设计与施工规范要求，且沥青混合料日常抽提试验、马歇尔稳定度试验均满足设计及规范要求。对新建路面进行路表特性测试，得出构造深度、渗水系数、平整度等指标均满足设计要求，其检测结果如表3—表5所示，总量反算厚度及根据碾压工艺控制的压实度等也均满足要求。成品表面总体均匀，平整密实，如图7所示。

表3 大沙水道桥构造深度检测结果统计表

表4 现场渗水检测结果

表5 手推式断面仪平整度检测结果

图7 环氧沥青混凝土细部图

5 结论

南沙大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装面积大、桥面宽度大、施工技术要求高、铺装环境条件苛刻、工期紧、有效施工时间短，且地处珠江入海口，气候高温多变，上述不利条件对南沙大桥钢桥面铺装技术与管理提出了更高的要求。通过集料精细化施工管理和环氧树脂投放精细化管理，首先保证了集料的级配稳定性以及洁净性，提高了沥青混合料材料和加工的稳定性，减少了钢桥面铺装过程中产生混合料离析的现象，以及增强了混合料的抗剥落性能，其次还保证了钢桥面铺装过程中对干燥性的要求，此举大大减少了钢桥面鼓包病害的产生。通过天气预报引入外界预报系统，以短时段为单位监控天气变化，快速更新最新天气动态，预测即将到来的恶劣天气，便于施工单位合理安排作业时间，降低不良天气对施工质量的影响，减少损失。施工过程中进行防油防水检查，使得人、施工机械对铺装面层的污染达到最低；严格规范施工过程的温度、碾压作业工序，把握每一个质量关键点，使操作人员熟练掌握环氧沥青混凝土铺装工艺，为铸造南沙大桥精品工程打下坚实的基础。