钢桥面浇筑式沥青混凝土施工方法与质量控制技术

罗益俊

中交芯谷（成都）建设发展有限公司，四川成都，610000

0 引言

钢箱梁具有结构质量轻、工厂化预制能较好保证质量、施工工期短等特点，在市政工程跨线桥中应用较为广泛。因钢桥面面板柔度较大，在重荷载且较大纵坡时桥面承受较大的剪应力，为避免路面出现开裂、脱落、位移和推拥等病害，对桥面铺装材料抵抗变形的能力、与钢桥面之间的黏结性提出了较高的要求[1]。而普通性能沥青混凝土铺装由于孔隙率大、防水性能差、边缘部位压实困难及与钢桥面黏结仅靠粘层油无法形成有效整体等问题，材料性能很难满足上述要求。因此，钢桥面铺装多选用具有较强的抗渗性能、高温稳定性能以及能承受荷载反复变形而不破坏性能的浇筑式沥青混凝土，这较好地解决了铺装层与钢桥面间剪应力造成铺装层破坏的现象，提高了桥面铺装的使用年限。

1 工程概况

天保大道西延线一期工程位于成都市双流区内。天保大道与其延长线联结双兴大道，最终与天府新区直管区相连，形成双流区东西向主要干道，天保大道全长约11.7km。跨越大件路采用4×30（混凝土小箱梁）+（34.5+40+24.5）（钢箱梁）+3×30（混凝土小箱梁）的跨线桥构成，桥长313.28m，桥宽2×12.85m，最大坡度为4%。钢箱梁桥面铺装由上至下分别采用35mm高弹改性沥青SMA-10+35mm浇筑式沥青混凝土GA-10+防水粘结层。其中浇筑式沥青混凝土设计工程量为89.05m³。

2 施工方法及质量控制

2.1 材料性能要求

浇筑式沥青混凝土中碎石、砂、矿粉及改性沥青等原材料性能指标应满足现行规范和设计图纸相关要求。搅拌站矿粉应采用密闭储罐存放，避免受潮结团；使用的改性沥青采用由SBS改性沥青与天然湖沥青TLA的混合沥青，其针入度、10℃延度、软化点、弹性恢复度及密度等性能均满足规范要求。

2.2 浇筑式沥青混凝土施工准备

（1）在浇筑式沥青混凝土施工前，应密切关注气象预报信息，掌握天气、温度和湿度情况，防水层表面应保持干燥、洁净，无油污、杂物等，严禁雨天作业；施工前应仔细检查桥面施工区域防水层是否完好，如有破损，应及时进行修补处理，修补及施工仪具清洁等按防水层材料施工要求执行。

（2）施工前应根据拌合站至现场的距离、气温等综合选定沥青混凝土运输车（Cooker运输车），并在Cooker运输车上桥前，对其轮胎、车辆外侧进行检查和清洁，避免运输车污染桥面防水层，导致浇筑式沥青混凝土铺装层与钢桥面板间黏结不牢出现质量隐患。

（3）对电子测温计、Cooker运输车相关温显设备进行检查和校验，避免由于测温设备故障，导致沥青混凝土实际温度达不到要求而造成质量隐患。按照浇筑式沥青混凝土摊铺机性能配备充足的沥青混凝土运输车，确保正式施工后，能连续施工，避免由于设备故障出现施工薄弱环节。

（4）组织具有丰富施工经验的专业化施工队伍，并根据项目特征对作业人员进行技术交底，主要包括施工工艺、施工步骤和安全质量控制要点等。在施工中安排技术人员跟踪交底内容执行情况，确保达到施工工艺水平，并满足设计和规范要求。

（5）现场操作工人在摊铺浇筑式沥青混凝土时，温度高、劳动强度大，应提前配备必要的劳保用品，如擦汗的毛巾、劳保鞋和清洁拖把，以保证施工现场清洁。

2.3 浇筑式沥青混凝土施工

浇筑式沥青混凝土GA-10施工工艺流程为：拌合站调试→搅拌→Cooker运输车二次搅拌及升温→运输至现场→边侧限制→摊铺机就位预热→摊铺→碎石撒布和碾压→降温至常温→下一道工序。

2.3.1 浇筑式沥青混凝土拌合

浇筑式沥青混凝土采用专用的拌合设备进行搅拌生产，本项目选用林泰阁CSD系列搅拌站，该搅拌站的拌合能力和耐高温性能良好（可轻易实现浇注式沥青混凝土的220℃以上高温的生产要求），满足浇筑式沥青混凝土拌合时间长、温度高的要求。混合料生产前彻底清理运料车、储蓄罐及卸料斗中黏附的杂物，并涂刷隔离剂[2]。同时，浇筑式沥青混凝土所使用的聚合物改性沥青用量较大，沥青黏度高，在拌合过程中容易粘附到搅拌机内壁上，每次搅拌完成后，应在设备未完全冷却前完成附着混合料的清理工作。

拌合生产前应进行试拌，将粗细集料加热到不同温度与矿粉（矿粉可加热也可不加热）进行拌合后，再将加热的改性沥青投入进行湿拌，从而确定浇筑式沥青混合料最佳出机温度，确保出机温度满足规范要求[3]。

拌合过程中应充分注意矿粉掺加、改性沥青用量及出料温度的控制，浇筑式沥青混凝土中所用的改性沥青的加热温度一般为175～185℃。本项目所采用的搅拌站具有矿粉加热装置，集料加热温度控制在230～260℃范围可满足混合料出机温度。根据浇筑式沥青混凝土配合比设计及试拌结果，混合料应先对粗集料、细集料和矿粉进行干拌15s，然后加入改性沥青进行湿拌90s，并在湿拌过程中加入沥青用量3%～5%的外加剂（改性剂），提高浇筑式沥青混凝土施工时的流动性能。

2.3.2 浇筑式沥青混凝土运输

浇筑式沥青混凝土施工温度应控制在220～260℃的范围内，但拌合机出机温度一般在190℃左右，无法达到该温度，因此混合料出机后，需在运输设备中进行二次搅拌加温。浇筑式沥青混凝土出机后进入Cooker运输车（Cooker运输车设定温度一般在240℃），在运输中或运输前后进行一定时间的升温搅拌，从而确保浇筑式沥青混凝土达到施工要求的温度[4]。

浇筑式沥青混凝土升温搅拌时间与其流动度、高温稳定性密切相关，搅拌时间短易出现施工温度不足、混合料不均匀甚至出现结块现象，搅拌时间过长又会使浇筑式沥青混凝土短期老化、增加能耗[5]。浇筑式沥青混凝土在二次升温搅拌时，搅拌时间对贯入度及动稳定度影响较大，相关试验研究表明，搅拌时间在1.5～3h时，贯入度与动稳定度变化不大，而搅拌时间大于3.5h，贯入度与动稳定度变化明显，且低温弯曲应变开始下降。为确保浇筑式沥青混凝土优良特性，二次升温搅拌时间应控制在3～3.5h。

浇筑式沥青混凝土在Cooker运输车中进行二次搅拌升温时，应随时调节设备加热温度，将混合料的温度限制在220～240℃，确保混合料不出现离析或结块。同时还需减慢搅拌速度，关闭运输罐的上盖，减少空气中氧气进入浇筑式沥青中，以减少结合料的氧化和温度损失，摊铺前应确认沥青混凝土无异常。

2.3.3 浇筑式沥青混凝土摊铺

浇筑式沥青混凝土采用专用摊铺机进行施工作业，具体施工工艺如下。

（1）边侧限制。浇筑式沥青混凝土具有一定的流动性，摊铺时需像水泥混凝土施工一样，设置边侧限位模板，确保混合料的铺筑厚度。边侧限制采用约30mm厚、100mm宽的钢制或木制挡板，设置在行车道外侧边缘处，并采取可靠措施进行固定。根据钢箱梁桥面板表面平整度的情况，用不同厚度的钢板或木楔调节限位模板高度，以达到保证铺装表面平整和厚度满足设计要求的目的。

（2）厚度控制。在摊铺之前，根据钢桥面板表面情况进行测量放样，横向按单幅摊铺宽度、纵向按5m一个断面确定摊铺厚度，考虑到钢桥面板高温时会产生翘曲变形，应将摊铺机的熨平板中部调高2mm左右，保持与钢桥面板翘曲变形一致，从而保证摊铺后同一断面厚度符合设计要求。摊铺机的烫平板具有智能化水平控制装置，实际摊铺厚度通过对边侧限制模板高度及摊铺机导轨高度进行测量调整实现。

（3）行车道摊铺。根据桥面设计宽度，结合摊铺机性能合理确定单幅摊铺宽度，严禁纵向接缝设置在行车道内车辆轮迹带上。本项目车行道单幅宽度为12.85m，摊铺机的摊铺最大宽度为5m，故行车道单幅摊铺宽度设定为4.3m，分3幅进行施工。

摊铺机摊铺前应预热熨平板，预热后熨平板温度满足规范要求，并不低于100℃，为避免摊铺过程中出现停机待料的情形，摊铺机前至少达到3台Cooker运输车后，方可进行摊铺作业。摊铺时缓慢进行，行走速度尽量控制在2～3m/min。

浇筑式沥青混凝土摊铺时，Cooker运输车应倒退至摊铺机前方，并确保运输车轮胎清洁，避免污染桥面防水层。Cooker运输车边向前缓慢行驶边将混合料直接卸在钢桥面板上，运输车行驶速度应保证卸料后堆放高度在60cm左右。通过摊铺机布料板左右移动，将混合料在摊铺机宽度方向上摊铺开来。摊铺机在向前行走时，通过边侧限制模板高度及摊铺机导轨高度将混合料整平至控制厚度。

摊铺机应采用自带的红外加热设备，对已铺筑混合料进行预热，确保新铺沥青混凝土后接缝处能可靠连接，紧跟摊铺机后，再次使用红外加热枪对接缝进行加热软化，使用木刀或木刮板人工搓揉，使新旧混合料良好结合，进一步增加铺装层整体性能。

2.3.4 预裹沥青碎石压入

为提高桥面铺装层的动稳定性，待摊铺的浇筑式沥青混凝土降到合适的温度，需压入一定数量和粒径的预裹沥青碎石。预裹沥青碎石的粒径取4.75～9.5mm范围，预拌1.0%～1.5%沥青使其包裹碎石；撒布量为每平方米12～15kg预裹沥青碎石。当浇筑式沥青混凝土摊铺后表面温度降至160℃左右时，内部温度控制在180℃左右，人工或机械撒布预拌沥青碎石，并用滚筒将碎石压入浇筑式沥青混凝土铺装层中。对未能嵌入到浇筑式沥青混凝土中的碎石，应采用人工或清扫机及时清除。

2.3.5 鼓包、气泡处理

因施工期间空气湿度大，防水层表面不可避免地存在未清除干净的水汽及油份等影响，浇筑式沥青混凝土摊铺时可能会产生鼓包、气泡等，这不仅会影响路面的平整和使用功能，还可能会引起铺装层开裂、脱层，从而削弱铺装层与桥面的黏结，降低桥面铺装层使用年限。

在浇筑式沥青混凝土摊铺时，应及时观察是否出现鼓包、气泡，若发现出现鼓包、气泡时，采用木锥刺破，采用木刀缓慢拍打四周混合料，排出内部空气后修整表面，使其内部致密。对于铺装完成后仍出现的鼓包，应对鼓包部位的混合料进行清除，再次涂抹改性沥青粘层，重新采用浇筑式沥青混凝土回补找平。

2.3.6 施工接缝与边界处理

（1）横向施工接缝。浇筑式沥青混凝土摊铺施工时，原则上横向施工接缝应设置在桥梁伸缩缝位置处。如遇设备故障及天气变化等不可控因素，确需在其他部位设置横向施工缝时，应按如下方法进行设置。

采用与边侧限制模板同样的钢制或木制挡板，根据浇筑式沥青混凝土的摊铺厚度及钢桥面板受热后翘曲变形量，合理确定挡板宽度，置于需要设置横向施工接缝的位置，并采用有效措施进行固定；待摊铺机行走至挡板处时，将摊铺机烫平板抬起一定高度，从横向施工接缝处限位挡板上移出，采用木制抹板将混合料抹平，并轻轻敲击，使该区域混合料密实。横向限位挡板的拆除，需在铺装层混凝土温度降至常温后进行。

在接缝处铺筑浇筑式混凝土之前，应沿接缝贴一条沥青橡胶贴缝条，并采用红外枪对接缝处已铺设混合料进行预热；后将摊铺机烫平板调至与已铺设混合料齐平，待布料板左右移动铺匀混合料后，缓慢开动摊铺机行走，进行后续摊铺作业。在该过程中，应注意观察新铺筑浇筑式沥青混凝土后，接缝处有无松散或漏铺情况，如有，应及时进行人工处理。

（2）纵向接缝。由于桥面单向分3幅进行施工，施工中将产生2条纵向接缝。为确保浇筑式沥青混凝土冷却并拆除边侧限位挡板后，接缝界面光滑垂直，应在摊铺前对边侧限制模板内侧涂刷防粘接剂。在纵向接缝区域施工前，首先应检查已摊铺沥青混凝土接缝界面，对接缝界面存在的质量问题（如麻面、松散物等），采取有效的措施进行修补或处理，并将其他杂物一并清理干净。清理完成后，为提高纵向接缝处的黏结强度，应粘贴沥青橡胶贴缝条，并对接缝处采用红外枪进行加热处理，从而确保铺装层的整体性和密实性。在纵向接缝区域浇筑式沥青混凝土摊铺时，应人工对纵向接缝出现的松散、漏铺等问题采取措施、有效处理。

（3）边界处理。在浇筑式沥青混凝土摊铺过程中，为保证结构层两侧始终处于平行状态，在摊铺机施工时，作业人员应紧密配合，对边界处的摊铺机未整平到位的沥青混凝土及时刮平处理，并采用木刀、木耙等工具反复敲打，确保边界区域铺装密实，从而提高桥面防水性能。

3 结论

相对于普通沥青混凝土的施工，浇筑式沥青混凝土在摊铺后不需要进行碾压，为提高桥面铺装层的不透水性、整体稳定性及抗疲劳性能，应从原材料选择、生产（拌合）、运输、摊铺及薄弱环节处理等方面进行严格控制。特别是应重点在混合料的拌合温度、二次拌合时间、铺装层厚度、界面处理及施工中质量问题的处理等方面进行严格把控，各个环节做到万无一失，保证铺装层与钢桥面能有效黏结，消除纵向剪切应力，从而保证浇筑式沥青混凝土铺装层的耐久性和密实性，进一步实现整个桥梁结构使用安全，降低运营维护成本。