半通车条件下如何确保浇注式沥青的施工质量

半通车条件下如何确保浇注式沥青的施工质量

邹琳

杭州杭千高速公路发展有限公司桥隧管理处    浙江省杭州市    310051

摘要：随着科技的飞速发展，浇筑式沥青施工愈发成熟。浇注式沥青混合料(GMA)综合了GA和MA的优势，其具有空隙率小的优点，含有的沥青及矿粉含量较高。这种材料组成特点降低了材料自身的高温稳定性，因此，研究一种浇注式沥青混合料的最佳施工工艺是目前亟须解决的问题之一。

关键词：半通车条件；浇注式沥青；施工质量

引言

先简支后连续预应力混凝土小箱梁的应用较为广泛，这种结构可采用装配式标准化施工，具有施工简便、经济效益明显、绿色施工等优点，在桥梁建设中属于较常见的结构类型。支座是承上启下的的重要结构部件，位于梁和垫石之间，它能将桥梁上部结构承受的荷载和变形（位移和转角）可靠地传递给桥梁下部结构，是桥梁的重要传力装置。

1工程概况

江东大桥位于浙江省杭州市钱塘区，西接德胜快速路东线，东接江东大道，于2005年12月开工建设，2008年12月建成通车，全长4332米，其中桥梁范围长3520米，跨江桥梁2248米，两侧引桥1272米，为下沙和大江东间重要的过江通道，主桥为两座自锚式悬索桥和一座预应力混凝土连续梁桥，桥面为双向六车道，两侧各设置一条应急车道，设计速度80km/h，本工程主要内容为对两座自锚式悬索桥的钢箱梁侨联行车道铺装（共26337.6平方米）整体铣刨，对钢箱梁顶板裂缝病害进行检测、维修后，重新铺筑新的桥面结构，（2mmEliminator防水体系+30mm浇注式沥青混凝土GA10+改性乳化沥青+33mm高弹改性沥青混凝土SMA-10）。由于江东大桥为下沙至大江东唯一过江通道，施工工期长，全封闭施工不具备条件，因此采用半封闭施工，即借助对向车道渠化后双向通行，施工区域全封闭，在施工过程中要着重注意扬尘污染，通车产生的桥梁震动对浇注式沥青摊铺产生的质量影响。

2浇注式沥青混合料(GMA)拌和工艺

浇注式沥青混合料的施工工艺中，主要是将原材料中矿粉与各种集料经过加热后，置于拌缸中进行拌和，拌和一定时间后加入沥青，维持一定的混料温度。拌和站搅拌阶段时间较少，之后将移至封闭性较好的Cooker车中二次升温，并继续搅拌。影响GMA老化性能的拌和控制参数主要包括拌和速率、温度和时间，最主要的影响因素是拌和温度。拌和温度影响下，若温度较低，则GMA的老化程度不够，容易导致GMA材料不耐高温；若温度较高，则GMA材料严重老化，导致材料的疲劳性能以及低温性能较差。受拌和时间的影响，若时间较长，则容易增加材料的老化程度；时间较短则老化程度不够。因此，必须整合各项研究数据，分析得出最优的拌和工艺，取到最佳数据。为了实现控制参数的最佳条件获取，在其他条件相同下，仅通过改变拌和温度、时间进行实验，确定最佳参数控制条件。本文以拌和温度和拌和时间作为考察指标，进行不同条件下的施工工艺试验。确定的基本材料与施工运行信息为：使用的粗集料含量为50wt%，可溶性沥青含量为15wt%，加热集料后加入矿粉，矿粉加入的温度为100~120℃。以拌和温度和时间作为变量，拌和温度范围为210~240℃，拌和时间为60~150min。

3施工工艺及主要工序质量控制要点

3.1喷砂除锈

对钢板表面焊瘤、毛刺打磨和油脂清洗处理，焊接余高不超过5mm；（2）下雨、结露等严禁除锈作业；钢板表面温度应高于露点（露点依据相对湿度和环境温度表确定）3℃，相对湿度≤85%；（3）不同钢砂（丸粒和砂粒）组成，喷砂除锈工艺确认；（4）对于打砂机不能施工的区域或边缘，采用手提式打砂机磨平；（5）除锈后钢板表面呈近银白金属光泽，清洁无锈点，清洁度达到Sa2.5，粗糙度达到50-100μm；人工小范围打磨除锈的清洁度应达到Sa3.0。

3.2Eliminator防水粘结层

（1）由专业化企业施工；（2）基面干燥洁净无尘，大风、雨雪、结露等气候严禁涂布，环境温度-10-40℃；（3）涂布操作：喷砂除锈合格后3h内实施防腐金属底漆ZedS94，用量为100-200g/m2，采用喷涂或人工施工；（4）E－liminator防水涂料分两层施工，每层湿膜总厚度不小于1.2mm，干膜总厚度不小于2mm，总用量2500-3500g/m2，必须喷涂施工；（5）喷涂作业时，风速较大导致出现洒布斑痕，风速大于10m/s时不得施工；（6）Eliminator完全固化后，立即喷涂TackCoatNo.2胶粘剂，用量为100-200g/m2，采用喷涂或人工施工；（7）涂布应均匀，对于漏涂、龟裂、流坠、针眼和气泡等缺陷应及时修复。

3.3浇注式沥青混合料拌和

（1）对拌和楼拌和能力和耐高温能力要求高，宜采用具有矿粉加热干燥功能的拌合设备；（2）改性沥青的加热温度175-185℃，石料加热温度240-280℃（矿粉提前加热至80-120℃）或290-320℃（矿粉未加热）；（3）拌合工艺采用加热集料掺入矿粉干拌15s，使矿粉充分升温并排除矿粉中的水分，同时使集料温度降低，再加入改性沥青后拌合60S；（4）拌和后出料温度220-240℃，在湿拌过程中加入改善流动性的Sasobit；（5）拌和过程中注意矿粉掺加、改性沥青用量及出料温度的控制。

3.4浇注式沥青混合料运输

（1）混合料拌合后放入专用的运输车（Cooker车）中保温拌合、运输，Cooker车具有加热、竖向搅拌功能，运输过程中应关闭运输罐的上盖，尽可能减少与空气的接触和温度的损失；（2）运输过程中混合料温度限制在220-240℃，以免混合料发生离析或温度降低而无法施工，温度不超过250℃，以防止沥青混合料结硬，超过260℃时为废料；（3）在搅拌运输设备中至少搅拌45min方可摊铺；（4）避免混合料在Cooker车中停留太长时间，一般不超过4h，超过6h时混合料应废弃；（5）Cooker车在上桥前，应对其轮胎及底板进行清洁，防止运输车污染桥面。

4半通车条件下如何确保浇注式沥青的施工策略

4.1原材料质量控制

相对于集料而言，沥青和矿粉的质量往往对GA的质量起关键性作用。综合国内应用情况来看，GA用聚合物改性沥青应用比例最高、应用效果最好。与天然沥青相比，聚合物改性沥青高低温综合性能更优，抗热氧老化性能则略有欠缺。因此，聚合物改性沥青宜在混合料施工前1~2d生产，以减少保温存储期间的老化。此外，聚合物改性沥青外加剂掺量高达20%左右，在保温存储期间易离析；因此，在GA生产前，宜增加循环次数，将存储罐里的沥青混合均匀。现行《公路钢桥面铺装设计与施工技术规范》（JTG/T3364-02—2019）规定GA用矿粉0.075mm筛孔通过率不低于80%，对上限未作要求。实际生产过程中，若0.075mm筛孔通过率越高，则矿粉总比表面积越大，所需的结构沥青就越多，在相同油石比的情况下，混合料的施工和易性则越差，进而不利于施工现场摊铺作业。

4.2浇注式沥青混合料生产

目前，国内生产GA时，通常未对矿粉进行加热，集料加热温度往往高达290~320℃。在矿料干拌的过程中，一方面使矿料混合均匀，另一方面通过高温集料对冷却的矿粉进行加热，若干拌时间不够，高温集料降温不充分，在喷入沥青湿拌的过程中，易导致沥青超热老化。因此，可适当延长干拌时间至30s左右；为了保障拌和效率，可适当降低湿拌时间至60s左右。

4.3浇注式沥青混合料运输

在点火生产的初期，GA的出料温度（和易性）存在一定的波动，为避免KOOKER搅拌过程中过载，可采用2辆KOOKER轮流装料，每次装2~3盘料。为提高装料效率，可采用车尾对车尾的形式在卸料口下轮流装料。在装料和搅拌运输过程中，应安排专人定期观察KOOKER压力表，当压力过大（正常情况下为15~20MPa）时，应停止装料，或将COOKER中的混合料卸掉。

结语

随着大跨径桥梁建设的迅速发展，钢桥面浇注式沥青混凝土铺装应用越来越多，尽管钢桥面铺装对气候、荷载、结构刚度、平纵线形和沥青混合料类型有较高的要求，但实践证明，像南京这样夏季高温炎热、冬季低温地区，浇注式沥青混凝土依然能满足使用功能，浇注式沥青混凝土具有较好的热稳定性、变形性和防水性能，只要严把材料质量、严格工序质量控制，浇注式沥青混凝土能满足我国钢桥面铺装的使用要求。

参考文献

[1]纬七路隧道夹江大桥钢箱梁桥面铺装施工图设计[Z]．

[2]JTG/T3364-02-2019.公路钢桥面铺装设计与施工技术规范[S]．

[3]DB32/T2678-2014.复合浇注式沥青钢桥面铺装设计与施工技术规范[S]．