杨鑫 费翔燕 松波
摘要:在1997年,我国引进了钢箱梁桥面铺装技术。钢箱梁很好地解决了桥梁横跨、桥梁自重和桥梁承重之间的矛盾和冲突,但同时也产生了桥面沥青混凝土铺装的种种难题。因此我国在钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术上同时面临着机遇与挑战。
关键词:钢箱梁;桥面铺装;浇筑式沥青混凝土
1引言
浇注式沥青混凝土(Gussasphalt)属于连续级配沥青混凝土,其混合料具有矿粉、细集料、沥青含量高的特点,因有含量较多的细集料及沥青,使浇筑式沥青混凝土的粗骨料处于悬浮状态,在适合施工温度的条件下(220℃~250℃),沥青混合料呈流淌状态,且浇筑式沥青混凝土的整体空隙率很小,内部空隙之间是不连通的,因此浇筑式沥青混凝土要达到要求的密实度和平整度,不需要采用压路机进行碾压,只需采用简单的摊铺整平机具进行施工就可达到要求,且其还有不需要养护等外在优点。
2钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术的概况与突出特性
2.1钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术的概况。按照沥青混合料类型可分为四类:以中国和美国为代表的环氧树脂沥青混凝土、以德国和日本为代表的高温拌合浇筑式沥青混凝土、以德国和日本为代表的改性沥青、热拌沥青混凝土或改性密级配沥青混凝土。而沥青混凝土的一种,浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗疲劳、抗裂性能,而且力学性能优异、对施工环境要求较低,在国外已被广泛地应用于钢桥面铺装施。高粘度改性沥青复合新材料技术可改善钢桥面沥青混凝土铺装层的使用性能。钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术形成了以环氧沥青钢桥面铺装技术、浇筑式钢桥面铺装技术和组合式钢桥面铺装技术三种主要的技术类型。
2.2钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术的突出特性。(1)如果钢箱梁桥面出现破损的情况,它的维修会变得更加困难,而且这种情况会对交通产生更大的影响。(2)沥青铺装层的工作状态会受到钢桥本身的振动、位移、变形等情况的强烈影响。沥青铺装层可能会出现变形的情况,其原因之一是钢箱梁桥结构会随着季节温度的变化而变化。季节性温度变化,如极端高温和极端低温,都会不同程度地对同地区的沥青铺装层造成影响。(3)钢箱梁桥面随时可能变形。与道路相比,它不具有基层结构的支撑和坚固路基的保障;与水泥混凝土桥面相比,它也不具有刚性底板的支撑。
3钢箱梁桥面铺装中浇筑式沥青混凝土施工技术
3.1防水体系施工。(1)检查钢桥面板的外观,对桥面存在焊渣、飞溅物以及毛刺区域进行打磨处理,并将锋利的边角打磨成半径2mm以上的圆角。(2)对桥面存在油渍、盐分以及其他脏污区域进行全面清洗,直到表面无油污和尘垢为止。(3)桥梁施工前除了对桥面的外部结构进行检查,也需对桥梁建设的喷射处理层进行清洁检验。现代桥梁建设中的喷射处理层主要集中在桥梁连接部分、桥面底端。进行桥梁施工前,需要检查这两部分的干净、清洁程度。
3.2浇注式沥青混合料的运输。沥青混合料浇筑运输采用专用运输设备,外国叫它Cooker,可对搅拌楼生产的沥青混合料浇筑进行不间断的搅拌和加热。在将浇注的沥青混合料装入Cooker前,应将Cooker的温度预热到160℃左右Cooker中的搅拌时间至少应在40min以上,并将混合料加热到220℃~250℃。在施工过程中,应避免高温下浇注沥青混合料在Cooker中停留时间过长,温度220℃~250℃时停留时间不超过4h,温度250℃以上时停留时间不超过1h。为了避免粘结硬化,当Cooker驱动混合料运输时,应调整加热温度。为了减少浇注沥青结合料的氧化,必须降低搅拌速度,防止空气中的氧气进入浇注沥青。
3.3浇注式沥青混合料的搅拌。聚合物改性沥青用于浇注沥青混合料的加热温度为175℃~185℃。由于搅拌温度高、搅拌时间长,所以对搅拌楼的搅拌能力和耐高温性的要求就比较严格。与此同时,浇注式沥青混合料使用沥青粘度大,沥青含量相对来说很高,而且混合料特别容易粘附在设备上,每次生产都已完成后,等待设备还没有完全冷却的时候,就应将混合料的粘附力清理干净,在开始生产之前必须对运输车、储存灌或卸料斗彻底清洁干净然后进行刷隔离剂的处理工序。混合料攪拌温度控制:混合后,根据220℃~250℃的目标控制混合料的出料温度。由于混合料中矿粉含量较高,混合料的搅拌时间较长,干混时间为15s,湿混时间为90s。在湿拌过程中加入适量的助流剂以提高流动性。以上工艺均应在现场试拌后才可以确定使用哪个。如果不加热矿粉,石材的加热温度应在330C左右。如果加热矿粉,石材的温度应在230℃~260C左右。
3.4预拌碎石撒布及清理。(1)碎石撒布:浇筑式沥青混凝土摊铺作业完毕后,间隔一定时间进行4.95~9.5mm碎石的撒布。完成撒布施工后,需要利用铁滚筒对碎石进行碾压,从而确保其嵌入到混凝土当中。(2)清理:对于未能嵌入到混凝土当中的碎石,应采用清扫车进行清除处理。
3.5摊铺作业。应用专业的混凝土搅拌设备进行材料处理后,应立即按照桥梁建设工程中的施工要求进行材料铺设。本次工程施工中的沥青材料按照50m宽的标准进行铺设,这样可确保混凝土材料铺设后的美观程度和铺设质量。该操作期间,为规避空气中氧气对沥青注入的影响,应尽量减慢施工的速率,确保沥青、混凝土等材料可完全贴合。在施工过程中,为了确保摊铺的厚度满足工程设计要求,应利用两点控制第三点的方法对摊铺机的行走轨道进行相对高程测量,并用胶板寻求到铺设的平行轨道即可。
3.6改性SMA沥青混凝土的铺装。在下层浇筑式沥青混凝土路面施工完成后,再施工改性乳化沥青粘结层。粘性层施工要求铺装前一天施工路面混合料,乳化沥青喷涂均匀且基本饱满。其中粘层改性乳化沥青用量为300~500g/m2。改性SMA沥青混凝土是在粘贴层施工后铺成的,与传统的沥青混凝土施工方法较为相似。
4钢箱梁桥面沥青混凝土铺装技术前景展望
为提高钢桥面下卧铺的刚度和减少加劲肋顶面的负弯矩,在箱梁结构安全得到保证的前提下,需先设计箱梁结构,在这之后开始进行一体化研究。同时作为铺装耐久性研究的重点之一,维保技术成为研究的重中之重。
5结语
钢箱梁面层铺装采用了浇筑式沥青混凝土,本文研究了浇筑式沥青混凝土铺装施工技术,明确其具体操作要点,且取得了较好的工程应用效果,该技术施工工艺先进,节约施工工期,社会效益显著,为今后类似工程施工提供了良好的借鉴作用。
参考文献:
[1]崔晓波,李超源,邵强.钢桥面环氧沥青浇筑式混凝土铺装路用性能研究[J].山西建筑,2014,40(28):119-121.
[2]薛昕,王民,高博,冯铨.复合改性沥青浇筑式混凝土性能研究[J].重庆交通大学学报:自然科学版,2010,29(03):387-390+429.
(作者单位:中建八局第一建设有限公司)