高黏高弹沥青混凝土在大跨度斜拉桥钢箱梁桥面铺装中的技术应用

赵竟成

（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门361000）

1 引言

由于钢箱桥梁具有铺装便捷、跨度大等优点，因此，被广泛应用到国内外的桥梁工程中。然而，钢箱桥梁的缺点是桥面沥青混凝土铺装层之间的黏合程度较低，这样不仅会影响钢箱桥梁的应用质量，还容易出现桥面裂缝，从而无法长期对来往车辆提供安全保障。此外，传统的沥青混凝土在季节温度变化性较大时还会产生明显的胀缩反应，桥面层开裂时，雨水会渗透其中，逐渐对其内部结构造成腐蚀，因此，本文针对高黏高弹沥青混凝土材料进行研究，并将其应用到实际工程案例中，根据应用效果总结高黏高弹沥青混凝土的铺装效果，为道桥建筑行业的稳定发展提供助力。

2 高黏高弹沥青混凝土的应用优势

根据高黏高弹沥青混凝土在钢梁桥路面中的铺装效果能够了解到，这种高黏度沥青混凝土不仅能强化铺装层的黏结力，而且可以提升桥面整体强度。由于材料特性与传统混凝土不同，高黏高弹沥青混凝土在搅拌过程中对原材料的质量有较高的要求，同时还需要不同材料根据比例进行拌制，这样才能保证混凝土材料的黏度[1]。此外，对钢梁桥面使用高黏高弹沥青混凝土时，还可以将其分为不同的铺装层，这样能够提升铺装层的应力效应，无论是在施工过程中还是通车后，都具备成型密实、黏结性强以及防腐蚀性强的优势，同时还具备良好的自愈能力，在桥面破损程度较小时可以自行愈合，从而有效阻隔雨水对内部结构的侵蚀[2]。

3 工程概况

3.1 桥面铺装层结构信息

某高速公路斜拉桥钢箱梁桥的建筑总长为567m，钢箱梁桥面的长度为326m，混凝土桥梁长度为241m，宽度为32.3m。通过对其整体结构进行分析能够看出，可以在钢梁桥机动车道使用高黏高弹沥青混凝土材料进行铺装，如图1 所示。

图1 高粘高弹沥青混凝土铺装结构

3.2 高黏高弹沥青混凝土铺装结构方案

鉴于高黏高弹沥青混凝土材料的高黏合性与耐高温优势，可以在桥面底部铺设玄武岩颗粒，首先需要进行粗糙化施工；其次使用高黏高弹沥青混凝土材料对路面基层进行铺装，具体施工流程为：（1）在基层底部制作厚度为1mm 的防腐层，同时还要在防腐层表面均匀喷洒2mm 厚的HBW 环氧改性黏合剂；（2）在上述底基层上表面进行防水层铺装，在防水层固化后还要在表面均匀撒上高强度的玄武岩，从而大幅度提升路面底基层的抗压能力；（3）针对玄武岩层进行压实处理，等到压实作业完毕后，使用高黏高强度沥青混凝土材料进行基层铺装，这里将铺装厚度控制在35mm；（4）最后在沥青混凝土基层上再次采用高黏高弹沥青混凝土材料进行面层铺装，这里也将铺装厚度控制在35mm，最后针对路面平面进行压实处理。

3.3 高黏高弹沥青混凝土铺装材料及性能

本次桥梁路面铺装过程中选用型号为AH-70 的沥青材料作为高黏高弹沥青料的底料，同时还需要添加SBR、SBS、稳定剂以及脱氧剂等材料，这样可以大幅度提升高黏高弹沥青材料的整体稳定性与黏合程度，在沥青混凝土材料搅拌过程中，还要按照比例添加纤维混合物与木质素纤维，以此提升高黏高弹沥青混凝土的抗腐蚀能力。配比时的石油比例应为SMA13（沥青玛蹄脂碎石混合料）∶6.1%，SMA10（改性沥青混凝土）∶6.2%。通过对沥青混凝土材料的SBS 数据情况进行分析（见表1）可知，高黏高弹沥青混凝土的针入度、延度、软化点、黏度、弹性恢复、闪点、黏韧性以及韧性指标均比规范要求要高，特别是黏度达到了50 000Pa·s，远远超过规范要求的20 000Pa·s。能够看出，这种调配方式下的高黏高弹沥青混凝土的整体质量要高于普通SBS 沥青，而且具备极强的耐高温能力，能够满足钢梁桥面的铺装需求。此外，这种高黏高弹沥青混凝土材料在高温下不容易发生变形，而且铺装层之间与钢板具有较强的黏合性，这样可以起到良好的阻水效果，可以对沥青铺装层内部结构的稳定性提供保障。

表1 高黏高弹沥青混凝土技术指标

桥面沥青混凝土铺装过程中需要使用环氧结构胶、玄武岩颗粒进行粗糙化施工，同时利用高黏沥青的SMA 材料开展路面基层的铺装，这样能提升各应力层之间的结构稳定性，此外，还能大幅度提升沥青混凝土铺装层的防水能力。为合理提升桥面铺装层的耐久性能，通常情况下采用SBS 沥青或者改性乳化沥青对路面表层进行喷洒，这样能够在表面形成保护层，也能够起到一定的阻水作用。然而由于沥青的弹性恢复能力、黏弹性以及韧性较低，无法长期为桥梁路面起到良好的保护作用，因此，需要采用全新的高黏高弹沥青混凝土进行铺装，在沥青中掺入耐候组分SBS、增容增塑组分、交联组分进行高温溶胀，改变沥青的结构，这样可以显著提升高温状态下的低温延度、高温黏度以及弹性恢复等性能。

由于高黏高弹沥青材料在特性与材质方面都与传统沥青混凝土存在差异，因此，应力吸收黏结层的高黏高弹沥青需要表现出更加良好的抗剪能力与防裂缝能力。

4 高黏高弹沥青混凝土在钢箱梁桥面铺装中应用的工艺要点

4.1 材料准备

沥青材料在存放过程中应保持低温状态，使用前需要提前将其升温，随后将其注入沥青洒铺车的沥青罐中，在调制骨料时需要保证均匀性，铺装之前还要按照合理的级配比例进行加温搅拌，再对高黏高弹改性沥青进行搅拌，再将搅拌完毕的沥青碎石材料注入洒铺车的存料仓中，为保证材料时刻处于高温状态，还要在存料仓中设置保温措施，这样能够合理避免骨料温度迅速下降。选用设备时，采用沥青碎石同步封层车，该车不仅具备单独的石料出口与沥青喷嘴，同时还具备高强的搅拌能力，能够保证作业过程中高黏高弹沥青混凝土材料的黏稠度与均匀性。

4.2 界面处理工艺要点

应用高黏高弹沥青混凝土材料进行桥梁铺装时，应针对界面问题进行合理处理，具体分为喷砂除锈、涂装防锈、抗水处理等。首先，使用高压水枪对钢板表面进行清洁处理，之后对表面残留的残渣与油渍等再次进行清除，同时还要对钢板进行除锈，尽量将钢板表面控制在Sa2.5 级别范围内，还要符合粗糙程度Ry（轮廓最大高度）为70～100μm 的要求；其次，针对钢板进行除锈作业，完成后4h 内在其表面涂抹厚度不低于1.5mm 厚的HBW 环氧改性剂，但是需要注意的是，应将黏合层的厚度控制在0.5～1.0mm，以避免影响钢板与高黏高弹沥青混凝土的黏合程度，同时还能起到良好的防水与防滑效果。完成上述工作后，均匀撒上直径为2.5～5.0mm 的高强度玄武岩碎石，以此对钢板表面进行粗糙化，同时提升铺装层整体受力能力。最后，分别铺设厚度为3cm 和4cm 的基层（SMA-10）和面层（SMA-13）。

4.3 铺装处理工艺要点

铺装处理过程中的工艺要点为铺装工艺、施工温度控制以及面层压实工作，在上述基础上，使用高黏高弹沥青混凝土材料进行铺装前，还要在钢板表面喷洒改性乳化沥青，这里需要将喷洒总量控制在0.5～0.8L/m2，然后进行高黏高弹沥青混凝土基层铺装。基层铺装完毕后，需要再次使用改性乳化沥青进行覆盖作业，这里也需要将喷洒总量控制在0.5～0.8L/m2，然后进行高黏高弹沥青混凝土面层铺装。其次，在高黏高弹沥青混凝土铺装过程中还要针对混凝土材料的搅拌温度进行控制，尽量将其控制在160～180℃，这样可以最大限度地催化沥青混凝土材料的黏合性。最后，对沥青混凝土面层进行压实处理。

5 结语

综上所述，随着钢梁桥在道桥建筑中的广泛应用，在保证桥梁应用质量的同时，还要针对其缺点制定科学的处理措施，因此，为解决传统钢梁桥沥青混凝土铺装层的质量问题，要针对沥青混凝土材料的材质进行改性处理。基于此，本文针对高黏高弹沥青混凝土的铺装技术进行研究，首先阐述了高黏高弹沥青混凝土的应用优势；其次针对具体案例进行分析，并且提出沥青混凝土铺装方案；最后指出沥青混凝土铺装过程中的工艺要点，具体为界面处理工艺要点与铺装处理工艺要点。通过对桥面应用质量的大幅度优化，进而使钢梁桥可以为车辆的安全行驶提供稳定保障。