改性沥青混凝土桥面施工分析

改性沥青混凝土桥面施工分析

沈劲松

摘要：现在社会发展过程中交通网建设已经成为了影响经济发展的重要因素。完善的交通运输体系，将成为社会现代化发展的重要推动力量。市政道路作为国家交通运输体系的重要组成部分，其建设效率和建设质量均受广泛关注。在材料技术和施工技术共同发展下，改性沥青混凝土桥面已经成为当前高架桥修建过程中的重要选择，其结构性质稳定、工艺技术接受度高，整体建设效果满足当前路桥建设需求。为进一步研究改性沥青混凝土桥面施工内容，本文将以（浙江省杭州市）余杭区崇贤至老余杭连接线高架工程为例，以分析相关工程的施工准备为入手点，重点研究改性沥青混凝土桥面施工技术。

关键词：改性沥青混凝土桥面；施工管理；施工技术

高质量的市政路桥工程，不仅能够提升交通运输效率，同时也是人民群众出行品质的重要保障。加强路桥工程整体建设质量能够有效降低相关工程后续养护维保工作投入，因此必须在建设施工阶段基于各项施工技术从多角度保障工程质量。高架桥是城市交通网的重要组成部分，通过妥善利用三维空间，高架桥工程能够有效解决城市交通拥堵问题，拓展交通线路，而高架桥工程施工过程中，桥面施工在很大程度上决定了工程整体质量。当前改性沥青混凝土桥面以其多方面优势成为了高架桥修建过程中的主要选择，此类桥面在施工过程中，必须做好相应的施工准备工作。同时，由于施工步骤相对较多，所以需要严格控制各流程的施工质量。作为当前应用较为广泛的高架桥桥面施工技术，改性沥青混凝土桥面在未来仍有较大的建设需求，因此，深入分析相应施工技术、提升施工质量对于我国未来市政路桥建设有重要意义。

一．工程概述

本文选择研究的工程为余杭区崇贤至老余杭连接线高架工程，该工程是余杭境内道路交通网现代化完善发展的典型代表。本工程全长33.5km，高架桥面平均宽度为26.5m，建成后将能满足双向6车道80km/h的通车要求。由于疏港大道以及东西大道在现代化交通运输条件下难以满足高峰车流量通行需求，而且杭州都市圈建设过程中，对于路网工程改造升级有着较高的需求，因此在路网建设发展过程中决定建设余杭区崇贤至老余杭连接线高架工程。工程选择改性沥青混凝土技术来进行桥面施工，其沥青青混凝土桥面铺装施工的沥青面层结构为：防水层+6cmAC-20(SBS改性)+ 粘层+4cmSMA-13。整体沥青施工工艺流程：施工准备→配合比组成设计→抛丸施工→防水层施工→6cmAC-20C摊铺→粘层施工→4cmSMA-13施工→养生及开放交通

二．施工准备

  施工准备工作主要包括人员准备、材料准备、设备准备、组成设计准备以及交通组织5个方面。人员方面需求量最高的是普通施工工人，根据施工组织规划本工程需要普通施工工人113名，其次是运输车司机，根据施工组织规划，该岗位需40人，另外还需操作手24人，除此之外，本工程施工过程中还需要技术负责人、现场负责人、技术员、电工、修理工、试验员、后勤管理等各岗位人员共计39人。机械设备方面，较为重要的设备包括各型压路机以及沥青搅拌站设备、洒水车、装载机、运输车、运输卡车、各类洒布车、加油车、通勤车等，其中沥青搅拌站选择西筑SG5000型，压路机包括10台双钢轮压路机、4台胶轮压路机以及两台前钢后胶压路机，其余设备均按照施工组织规划根据实际需求进行品牌和型号选择[1]。原材料方面包括SBS聚合物改性沥青、粗集料、细集料、矿粉、本质素纤维、阳离子改性乳化沥青（PCR）。注意粗细集料的选择标准，粗集料应保障其纯净度，规避一系列影响性质的杂质，保持集料干燥洁净。细集料选择机制砂，保证其干燥洁净，使用前进行抽样检查，保证细集料纯净度。SMA须选择木质素絮状纤维作为稳定剂，其掺拌量应控制在混凝土总质量的0.3~0.4%之间。 组成设计方面为保证桥面沥青混凝土面铺装层整体施工正常进行，需完成好沥青目标配合比设计阶段和生产配比设计阶段工作，在施工前需进行生产配比验证工作。主要验证沥青混凝土的质量和稳定性，在大面积施工前，通过试拌和试铺沥青混凝土来确定拌和机的上料速度、拌和吨位及所需时间、温度控制等操作工艺及与之相匹配的施工机械类型、机械数量、组合方式。并通过试验段（试铺长度为300m）的铺筑，确定压实系数、施工工序、松铺厚度、压实厚度、总结出试验路段成果报告，经主管部门确认的试验路段压实方法、压实机械类型、工序、压实系数、碾压遍数和压实厚度等数据作为后续施工控制的依据。因此组织好沥青混合凝土的试拌和试铺两个阶段非常必要。交通组织方面，根据本工程施工过程中需要进行的沥青混合料运输工作，运输车辆选择为20m³自卸车，实地勘察过程中发现，计划的运输路线上存在多处施工断点，为保障材料运输工作顺利进行选择以已浇筑成型的砼桥面铺装层匝道作为材料运输通道。

三、桥面沥青混凝土铺装层施工

（一）沥青混凝土生产过程控制

    沥青混凝土生产过程中需要注意的相关事项较多，首先，粗集料和细集料需要根据相关存放条件分类存管，而且在供料过程中，粗集料和细集料也需要严格遵照要求按序添加，所有集料在使用前均需进行抽样试验

[2]。SBS材料在使用过程中需要严格控制温度，AC-20C型材料在加工过程中应将集料和矿料加热温度严格控制在190~200℃。SMA的集料及矿料加热温度应控制在200~240℃之间，另外在进行混凝土搅拌加工后，其出料温度应控制在180~190℃之间。本工程在加工搅拌过程中使用间歇式搅拌机，根据试拌试验确定的搅拌时间，干拌过程维持在8s左右，而湿拌过程则维持在50s左右。当搅拌加工后的沥青混凝土材料如不立即应用于工程之中时，应选择储存条件达标的环境来进行存储，存放空间内应有相应的温控设备，避免低温，且在温控环境下存放时间不应大于6h。本工程中，改性沥青存放于储存罐中，罐体本身具备温控和搅拌功能，能够在维持较好温度的基础上持续进行拌和。每次取料施工前均应进行取样检测，软化点等相关参数达标方可应用于工程之中。SMA在进行搅拌加工时，需要添加纤维稳定剂，不同类型的纤维稳定剂应根据其材料特性和加工要求，采取不同的添料方式，以本工程所使用的松散絮状纤维稳定剂以及颗粒纤维稳定剂为例，前者应采用风送设备供料，而后者则应在集料投入后直接从入料口添加，此外在沥青材料加工过程中，为了保障纤维稳定剂均匀分散必须在沥青加入后保持5s以上的湿拌时间，过程中还需注意控制处理温度。最后，所有材料加工均需按照既定施工工艺进行，施工工艺未有变动的情况下，禁止擅自调整加工工艺。

（二）抛丸施工

    抛丸施工的目的在于有效清除桥面表面的浮浆以及各类杂质，此外不同大小的钢丸在叶轮快速工作时均匀抛向目标物表面，通过有效控制钢丸大小、形状以及设备抛射流量可以有效控制目标物表面粗糙程度，相对更为粗糙的表面能够使防水层与基层紧密结合[4]。本工程在进行抛丸施工前由技术人员对水泥混凝土表面进行清理和检查，表面无明显杂质后开始进行抛丸施工。根据工程需求抛丸机行走速度控制在25m/min以内，同时注意控制处理宽度，确保不同抛丸施工面搭接长度在5cm以上。注意在施工过程中随工程进行动态检查灰斗内的积灰情况，灰都积灰在3/4以上时，应及时清理灰斗而后继续施工，在施工过程中应动态检查包括叶轮在内的抛丸机易损结构，磨损到达限制后应及时更换。根据本工程施工要求，抛丸施工处理后混凝土构造深度表面应控制在0.5~1mm之间。最后抛丸施工全过程中，所有参与抛丸施工人员应注意佩戴护目镜和劳保手套，抛丸施工区域应进行围挡处理[5]。

（三）防水层施工

    防水层施工前应保障混凝土表面无杂物，保持干燥和清洁，在沥青碎石洒布前注意确定洒布量，本工程采用热喷聚合物改性沥青作为防水层主材料，根据本工程防水层性能要求，热喷聚合物改性沥青每平方米用量应控制在1.0~1.2kg之间，同时在施工过程中注意控制碎石粒径，本工程中碎石粒径控制在7mm左右。根据施工设计要求，防水层在桥面面积上的覆盖率应在70%以上。使用机撒的方式来进行碎石撒布，机器作业完毕后，由施工人员进行检查，对于机器作业不到位的位置进行人工补充。完成上述施工后，使用胶轮压路机进行碾压，保障压路机匀速通过已完工的防水层[6]。

（四）摊铺作业

    摊铺作业包括6cm AC-20C(SBS改性)沥青混凝土铺设、4cm SMA-13（SBS改性）沥青混凝土铺设。在摊铺作业前必须对下层结构进行检查，确保下层结构无杂物且干燥整洁。结合桥面标准断面宽度选择两台摊铺机按照前后间隔15m的距离进行摊铺作业，在固定宽度桥面摊铺作业过程中摊铺机拼装宽度应结合实际宽度控制在12.5m或16m，而其他渐变宽度桥面摊铺作业时，则根据实际情况对拼装宽度进行动态调整。改性沥青混凝土在进行摊铺作业时注意保持其材料温度，一般来讲，摊铺温度应在160℃以上，这一温度随外界气候温度变化而动态调整，当施工温度在15℃左右时，其摊铺温度一般控制在140℃左右即可。摊铺机必须保障连续作业，并且在摊铺作业过程中应有专人指挥[7]。

（五）沥青粘层施工

    在本工程中，下面层为改性沥青AC-20C混凝土、上面层为改性沥青SMA-13混凝土改性沥青混凝土。因而在热拌热铺混凝土路面的沥青层之间、沥青层与防撞栏之间需要喷洒粘层油，根据工程设计要求，粘层油选择阳离子改性乳化沥青（PCR）材料，粘层施工需要选择适宜的气温，根据PCR条理化特性在10℃及以上气温施工可保持较好的施工效果。粘层施工过程中，PCR材料喷洒应按照由内向外的顺序，按照车道依次进行喷洒，机器喷洒材料均匀性相对较好，但存在漏洒的问题，因此机器喷洒后应由施工人员进行检查，并对漏洒之处进行人工补喷[8]。粘层喷洒应在下一沥青面层施工前12~24h前进行，沥青面层在施工前必须确保粘层材料已完全破乳，确认材料干燥良好后方可进行。

（六）压路机压实

压路机压实施工包括SBS压实和SMA碾压。

（1）SBS在压实过程中应采取初压、复压以及终压三个步骤进行。初压选择12t双钢轮压路机，以高温碾压的形式进行。复压采用30t胶轮压路机和12t双钢轮压路机组合进行。终压则选择双钢轮压路机进行静态碾压。在各碾压施工过程中应注意严格控制压路机行进速度，行进过程中不得擅自改变碾压方向，禁止进行突然制动或转向。接缝处在进行碾压处理时如初步碾压效果不佳，可通过提升混凝土材料温度反复碾压的方式进行处理。

各阶段压路机碾压速度（km/h）

（2）SMA碾压务必紧跟摊铺机碾压，分为初碾、复碾、收迹碾压。 初碾使用12吨重的双钢轮压路机进行静压。压路机每次碾压均应在原轮迹上重复倒退，需碾压1～2遍，行驶速度控制在3km/h内，初碾务必在铺装温度160℃以上完成。复碾也采用12吨重的双钢轮压路机进行振荡碾压3～4遍，复碾完成时铺装温度大于130℃。收迹碾压，采用8吨重双钢轮压路机，无振动碾压收迹，1～2遍即可。收迹碾压终了温度应大于120℃。在边缘难以用大型压路机压实的部位，需采用3t前钢后胶压路机及人工操作的机动夯锤夯实。振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，即紧跟在摊铺机后面，采取高频率、低振幅的方式慢速碾压。如发现高温碾压存在推拥现象，应复查其级配。

（七）养生及开放交通

    沥青混凝土桥面施工完毕后，需要及时对桥面表层进行清理，清除各类杂物，冷却过程中采用自然风冷的形式等待，表层混凝土温度下降至50℃以后撤出施工车辆。根据本工程所使用的SMA材料性质，在施工完毕且进行全方位清理后，根据最终碾压施工的时间点，铺装面压实3d后即可初步放开非载重车辆通行限制，注意此时间节点仅允许2t以下轻型车辆通行。轻型车辆试运行3d后在无任何异常问题的情况下，间隔2d后即可正式开放通行。

结束语：

本文针对某改性沥青混凝土桥面施工作业进行了详细分析，明确了施工准备情况并重点分析各施工阶段的施工特点，希望所述内容有助于提升后续此类沥青混凝土桥面施工质量。

参考文献

[1] 张艳君、赵文忠、王鹏、张超、贾晓鹏、王向平、赵立东. 热压式沥青混凝土桥面铺装设计与性能评价[J]. 公路工程, 2020, 45(5):5.

[2] 蒋梦雅, 王琛艳, 凌子阳,等. 基于Burgers模型的环氧沥青混凝土桥面铺装层力学分析[J]. 四川水泥, 2020(2):2.

[3] 刘洪涛, 张方胜, 王光辉. 沥青混凝土桥面铺装层孔洞积水结冰的有限元分析[J].  2022(3).

[4] 王超杰. 道路桥梁工程中沥青砼路面施工要点[J]. 新材料·新装饰, 2021, 3(18):2.

[5] 李灿红. 高速公路桥面铺装工程中热压式沥青混凝土的应用研究[J]. 建筑与装饰, 2021.

[6] 刘淑娟. 沥青混凝土桥面铺装粘结层受力分析及施工控制要点[J].  2022(10).

[7] 许社满. 桥面沥青砼铺装层力学性能分析及施工质量控制[J].  2022(4).

[8] 饶延泉. 钢桥面浇筑式新型改性沥青混凝土路面施工技术[J]. 浙江建筑, 2020, 37(2):5.