摘要：浇注式沥青混凝土具有耐久性好、较强的抗疲劳抗裂性能、较好的密水性能以及较好的随从变形能力等各种优势，如今被广泛应用为钢桥面铺装材料。本文结合G40公路长江大桥桥面的铺装施工，主要从沥青混凝土的配制、拌和、运输、摊铺以及养护等几个方面对其施工技术以及质量控制措施进行一定的阐述。
关键词：浇注式沥青混凝土；钢桥面；施工技术
浇注式沥青混凝土指在高温状态下（约220℃~260℃）拌合，摊铺时混凝土流动性大，依靠自身的流动性摊铺成型，无需碾压，沥青、矿粉含量较大，空隙率小于1%的沥青混凝土[1-4]。本文将以G40公路长江大桥桥面铺装施工的详细工艺流程对浇注式沥青混凝土详细的施工工艺以及质量控制措施进行分析。
一、工程概况
G40公路长江大桥隧道从长兴岛的东北方向穿越崇明岛陈家镇及长江口的北港水域，与崇启通道工程相连，全长16.63 km，桥梁长9.97 km，道路段长约6.66 km。桥梁工程设计车道为双向六车道，并在桥梁两侧设有加宽紧急带，作为未来轨道交通线路的预留空间。
G40公路长江大桥钢桥面铺装维修工程位于上海长江大桥主通航孔（K42+215～K43+645），全长1.430 km，包括双向6车道以及2根紧急停车带。本工程先对原有行车道上5.5 cm双层国产环氧沥青混凝土铺装进行铣刨清理。再对钢桥面板做抛丸处理，达到清洁度Sa 3.0级和粗糙度50 μm～150 μm要求后，进行防水粘结层施工。防水粘结层采用溶剂型沥青粘结剂，防水层分两层进行施工，每层用量约为0.15～0.2 kg/㎡。本工程铺装下层采用3.0 cm浇注式沥青混凝土，表面撒10～15 mm辉绿岩沥青预拌碎石，碎石用量约为5～10 kg/㎡。完成浇注式沥青混凝土施工后，铣刨紧急停车带2.5 cm浇注式沥青混凝土。铺装下层施工完结后，采用改性乳化沥青粘层，用量0.3～0.5 kg/㎡。铺装上层采用3.5 cm高弹性改性SMA - 10沥青混凝土施工。道路标线采用热熔突起型涂料，玻璃微珠撒布量为18～25%。
二、配合比设计
1.原材料
（1）沥青
浇注式沥青混凝土采用SBS改性沥青+湖沥青TLA。对SBS改性沥青、湖沥青及复合改性沥青进行了相关性能指标检测，检测结果及性能指标见表1~3所示。
表1 SBS改性沥青检测结果及技术要求
表2 湖沥青TLA检测结果及技术要求
表3 复合改性沥青检测结果及技术要求
（2）集料、填料
本项目采用的集料分为四档：玄武岩10~15 mm、5~10 mm、3~5 mm，石灰岩0~3 mm和天然河砂，填料为石灰石矿粉。项目所用粗、细集料及填料的规格、产地见表4。对集料和矿粉进行了性能检测，结果如表5~8。
表4 集料及填料基本信息表
表5 粗集料性能指标及技术要求
表6 对细集料各种性能的检测
表7 对矿粉各种性能的检测
表8 集料筛分结果
（3）设计级配和技术要求
表9 浇注式沥青混凝土级配要求
表10 GA-10沥青混凝土技术要求
2、目标配合比设计
（1）浇注式沥青混凝土级配
根据《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》规定，拟定级配中值作为目标级配，并根据矿料筛分结果，调配出试验级配[1-4]。详细结果见表9和图1。
表11 GA-10级配要求
图1 GA-10型级配曲线图
其中各矿料所占质量比：
（10-15玄武岩）：（5-10玄武岩）：（3-5玄武岩）：（0-3石灰岩）：天然河砂：石灰石矿粉=10：18：13：22：10：27。
（2）最佳油石比
选择油石比从7.8%按照梯度为0.3%进行增加直至8.4%共三组油石比，按照GA-10合成级配成型试件并进行试验，结果见表12。
表12 GA-10高温稳定性及流动性试验结果
油石比（%）60℃贯入度（mm）60℃贯入度增量（mm）流动性（s）
7.81.860.3545
8.12.640.3034
8.42.980.4027
设计要求1~4≤0.4≤40
根据上表当中各项数据显示，经过分析研究发现，在油石比达到7.8%或者是8.1%的时候，浇注式沥青混凝土的贯入度增量和贯入度都可以很好地满足工程的实际需求，可是油石比为7.8%的时候其流动性却不能很好地满足设计需求，8.4%的时候其贯入度增量刚好处于一个临界值，在从7.8%逐渐向8.4%过度过程中，浇注式沥青混凝土的流动性有着非常明显的改善。由此可以看出，为了更好地确保浇注式沥青混凝土混凝土的柔韧性和流动性，最后将油石比确定为8.1%。
（3）浇注式沥青混凝土的低温性能
在对浇注式沥青混凝土低温性能进行试验检测的时候，多采用日本铺装试验-10℃破坏弯曲应变试验。成型尺寸为300×100×50 mm的试件，选择加载跨径为200 mm，加载速度为50 mm/min，试验结果如表13所示。
表13 GA-10低温性能试验结果（-10℃）
油石比（%）破坏弯曲应变设计要求
7.88.66×10-3≥8×10-3
8.19.53×10-3
8.49.84×10-3
从表中结果得知GA-10沥青混凝土的低温性能满足设计要求。
（4）目标配合比结果
3、生产配合比设计及验证
生产配合比以目标配合比设计的集料级配和沥青用量为基础。根据每个热料仓的筛分结果进行设计。首先，根据目标矿物材料比例进行冷料调试，然后从间歇式拌合楼的筛分机进行第二次筛分后，进入每个热料仓的物料进行采样，并进行筛分，确定矿料的比例。当采样热仓时，应将搅拌机的生产调整到正常工作状态，以使样品具有代表性。
在进行试验的时候，首先应该确定好配合比和试验施工段，取样之后采用贯入度试验以准确判断浇注式沥青混凝土的矿料配合比和技术性质，以此来确定生产所用油石比和配合比。经过试验表明，对各种材料的使用生产配合比具体情况如表15所示。
表14 GA-10沥青混凝土目标配合比结果
材料矿料沥青
材料种类玄武岩玄武岩玄武岩石灰岩天然河砂石灰石矿粉复合改性沥青
材料规格（mm）10～155～103～50～3/粉状SBS改性沥青+湖沥青TLA
材料用量（质量百分比，%）10.018.013.022.01027.0油石比8.1%
表15 GA-10沥青合料生产配合比结果
材料矿料沥青
材料种类玄武岩玄武岩玄武岩石灰岩石灰石矿粉复合改性沥青
材料规格（mm）10～155～103～50～3粉状SBS改性沥青+湖沥青TLA
材料用量（质量百分比，%）10.018.013.032.027.0油石比7.6%
三、施工工艺
1、浇注式沥青混凝土的拌合
本项目浇注式沥青混凝土采用AMMANN 3000型拌和机进行拌制。在拌制混凝土的过程中首先应该严格按照设计比例将各种配料加入到拌缸当中，然后加入矿粉进行干拌处理，由于矿粉的含量相对比较大，所以一般情况下拌和的时间会比较长一些，通常情况下干拌的时间为15秒，湿拌的时间为90秒，这些操作都应该在施工现场进行作业，拌和之后的出料温度应该控制在180到240摄氏度。
在具体拌和过程中，一定要做好对沥青用量、矿粉用量以及出料温度的严格把控，另外，对于冷料仓的上料速度进行设置的时候应该对细集料的粉料损失引起足够的重视。
每个生产工作日都应检测一次复合改性沥青的针入度、软化点、延度等指标；检测一次浇注式混凝土的刘埃尔流动性、贯入度、贯入度增量等指标。
2、浇注式沥青混凝土的运输
浇注式沥青混凝土使用专门的升温搅拌运输设备——Cooker车进行运输[2]。针对本工程的实际情况，项目部投入12辆Cooker车，Cooker采用拖车运输，在工程进度需要时，可适当予以增加，以全力保障工程进度。浇注式沥青混凝土在装入Cooker车后还需要不断搅拌和加温，以免混凝土发生离析或温度降低[2]。
Cooker设备
3、浇注式沥青混凝土的摊铺
因材料性质，浇注式沥青混凝土需由专用浇注式摊铺机进行摊铺施工。本工程施工班组包括德国AGT公司的GEB 8000 T浇注式沥青混凝土摊铺机一台、AGT SSR 30/80型碎石撒布机一台、12 t浇注式沥青混凝土专用升温搅拌运输车（Cooker GTL13）共12辆及其他必需设备。
本工程去除环氧沥青后的桥面宽度为12 m，由于设备尺寸限制，本次铺装宽度确定分为2幅铺装，除去上口人工边带20 cm，机械铺装宽度为5.90米/幅。
受摊铺机设备限制，浇注式沥青混凝土摊铺过程采用全机械化运行。摊铺厚度和平整度通过摊铺机本身系统和边侧模板进行控制[1.4.8]。
此外，应在施工前铺设边侧模板，以保证模板平整、垂直、牢固，实现较好的约束控制作用。通过强力胶和磁石进行模板位置固定，强力胶放置于垂直模板的位置，磁石紧靠模板外缘[1.4]。同时还应该对模板的厚度还有预拌沥青碎石对铺装厚度的影响作用进行适当的考虑。
在该阶段施工过程中，无需对其实施碾压操作，无论是对摊铺顺序设置还是对摊铺方向的设置都应该保证摊铺作业的顺利进行。同时还应该尽可能减少施工机械设备在已经摊铺好的路面上行驶，在确定好沥青混凝土的流动性和温度等多个方面内容之后，施工人员应该严格按照相关的规定进行操作，而且还应该是连续性施工。
摊铺过程会有气泡产生，应有专门的巡查人员，发现气泡时及时刺破，并用模子将气泡处整平，保证浇注式沥青混凝土的充分密实[1.4]。
1、预拌沥青碎石撒布
本项目预拌碎石的撒布采取德国进口的AGT SSR 30/80型碎石撒布机进行撒布。预拌沥青碎石粒径为10~15 mm，撒布量为5~10 kg/m2，应通过以往工艺经验和室内车辙，确定撒布方式及数量。
预拌碎石用沥青应采用改性沥青或基质沥青，沥青用量采用0.5-1.0%控制，要求在预拌后冷却的碎石不能结团。
预拌碎石的撒布时间按180℃左右进行控制。撒布完沥青碎石后，在合适的温度条件下（180℃左右），用小型压路机进行碾压。碎石碾压的时间应根据碎石不再自然下沉时进行。为防止压路机附着沥青，使用洒水防粘连措施。应准备好水车并适当的加水。
碎石撒布设备
碎石撒布效果
2、浇注式沥青混凝土的养护
在摊铺作业完成之后，应该将封闭养护温度逐渐降低一直达到自然温度，在整个降温过程中禁止一切车辆的通行。混凝土摊铺完成之后，在对面层进行施工过程中，应该安排专业人员一直巡视检查以避免发生鼓包现象，一旦发现应该立即采取相应的消泡处理，可以注入一定量的粘结剂并采用压路机进行碾压。
四、结语
自2017年9月浇注式沥青混凝土在G40公路长江大桥钢桥面大修工程中应用以来，桥面未出现车辙、坑槽等病害，取得了良好的使用效果。此外，浇注式沥青混凝土相较于常规混凝土厚度薄，节省材料的同时减轻了桥梁自重，从全寿命周期考虑，成本更加低廉。浇注式沥青混凝土具有良好的密水性、耐久性和疲劳抗裂性能，同时具有较强的整体性和与钢桥的变形追从能力，使其在钢桥面铺装中的应用日益广泛。
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论文作者:陆晓冬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
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