钢箱梁桥面高弹高粘沥青面层施工技术

韩娟HAN Juan

（中铁十七局集团第三工程有限公司，石家庄 050081）

0 引言

新建高速公路横跨施工时为减少干扰，保证既有道路的通行，上跨高速公路的桥跨应用钢箱梁施工工艺既安全又快速。永泸高速公路双凤互通匝道为减少施工时对九永高速通车的影响，采用钢箱梁施工。为保证钢箱梁段路面质量，施工采用结构为KD-HYP进口环氧防水粘结油+6cm厚高黏高弹SBS改性沥青混凝土AC-16+KD-HYP进口环氧防水粘结油+4cm厚高黏高弹SBS改性沥青混凝土AC-10。钢箱梁桥面上每隔20cm设置钢筋条给桥面沥青施工增加难度，特别是平整度的控制。且由于混合料油石比较大，细集料多，在碾压时易出现泛油现象，为了能够更好的解决此类问题的出现，提高路面结构的质量、行车舒适度和路面使用寿命。

1 施工工艺流程

配合比设计与优化→混合料上料→拌和→运输→摊铺→碾压→检测→开放交通。

2 施工准备

①进场合格的原材料，对原材料进行检测，合格后用于配合比设计及施工生产；②对已安装的拌和设备进行标定，在正式施工混合料前进行试拌，以确保成品混合料质量；③做好工地试验室临时资质申报和试验仪器标定工作后对高弹高粘沥青路面的目标配合比、生产配合比的设计和验证工作；④确定高弹高粘沥青路面的拌和、运输、摊铺、碾压方案和施工调度准备，做好施工交底工作；⑤运输设备、摊铺碾压设备、清扫设备等维修保养完成后就位；⑥对下承层进行清扫，撒布好钢箱梁桥面防水粘结层；⑦完成测量放样、高程计算和桩号标记工作。

3 配合比设计优化

为能够在保证质量的前提下，节约成本，针对高弹高粘沥青路面的配合比采用马歇尔试验方法进行分析设计及优化，从沥青用量等方面设计，达到优化配合比的目的。AC-10、AC-16沥青混合料沥青用量通过对毛体积密度、空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度、稳定度、流值等指标进行关系图对比，采取性能最佳的油石比，最终确定为5.6%、4.9%。

4 钢箱梁桥面施工控制方案

钢箱梁桥面施工时精准计算桥面铺筑量，控制好铺筑长度。对施工现场的运输车倒车、卸料；摊铺机铺筑、碾压设备碾压，计算各个工序时间，关键是缩短倒车时间，保证摊铺机料斗材料充足，摊铺连续。研究熨平板振捣频率、档位、摊铺速度的关系，确保混合料的初始压实度≥90；以此缩小钢筋位置的压实差。碾压时控制碾压速度，确保压路机紧跟、慢压，为避免胶轮的揉搓、泵吸产生作用，出现泛油和影响平整度，施工设备不使用胶轮压路机。控制碾压温度和速度，确保温度范围内完成碾压。钢箱梁桥面施工时下面层目的在于进行找平及衔接，下面层施工完成后对其平整度检测，大于或超过规范的部位，在面层施工时，采取在红外线探头下补填料进行调整控制以保证钢箱梁桥面结构层的平整度。

5 高弹高粘沥青路面施工

5.1 拌和

①高弹高粘沥青路面混合料采用间接式沥青混凝土拌合站集中拌和，拌和过程中严格控制油石比，并按照优化好的施工生产配合比进行生产，除试验人员外，任何人不得随意调整各种材料的掺入比例；②拌和时应严格控制拌和时间，混合料的拌和时间直接影响着混和料的均匀性和质量，拌和不均匀会导致高弹高粘沥青路面结团、花白料、离析情况出现，高弹高粘沥青路面混合料的拌和时间一般控制在55s（干拌时间不小于5s）；③拌和温度的控制对混合料质量起着决定作用，过高的温度会使沥青老化失去粘性，会导致沥青混合料易剥落、松散影响使用寿命，过低的温度不仅会导致混合料孔隙率过大，马歇尔稳定度低，还会影响后续施工温度不宜控制，影响施工，高弹高粘沥青路面混合料采用SBS沥青，故高弹高粘沥青路面的拌和温度一般控制在沥青加热温度为160-165℃，集料加热温度190-220℃。沥青混合料拌和温度控制在170-185℃（大风或雨后气温较低时可适当提高5℃），混合料超过195℃后应予以废弃。

5.2 运输

①高弹高粘沥青路面运输车采用大吨位自卸汽车进行运输，运输车内必须确保车厢干净清洁，运输车装料运输前必须对底板和侧板进行涂抹隔离剂，防止有沥青混合料余料粘黏，另外隔离剂涂抹完成后，车底不得有余液积聚。②运输车在装料前应在两侧板进行保温措施，一般采用铁皮包裹棉被进行处理，在车箱中部底板以上30-40cm处预留直径1cm的温度检查圆孔，用以检测到场温度。③运输车在装料过程中应该分不少于3次移动车位，确保装料顺序为车厢前部-后部-中部三次装料。④混合料运输途中必须覆盖篷布，减少运输过程中的温度损失和环境污染，混合料出厂温度控制在170-185℃，到场温度为不小于165℃，运输车到达现场后应逐车进行温度检查并进行记录。

5.3 摊铺

①同一组工作的摊铺机要求型号、性能、品牌必须保持一致；摊铺机的档位、夯锤的振捣频率以及摊铺机的行进速度、坡度保持一致，以确保高弹高粘沥青路面摊铺的均匀性和统一性。②高弹高粘沥青路面摊铺采用双机梯队连铺的方法进行，半幅一次性摊铺，在高弹高粘沥青路面摊铺前应提前1-1.5h对摊铺机熨平板进行加热，以熨平板温度在≥110℃为宜，以避免起步摊铺时出现的拉毛现象。③高弹高粘沥青路面摊铺时必须由高程低的一侧的摊铺机在前，高的一侧在后，两台摊铺机前后距离控制在4-6m，两台摊铺机搭接宽度为5-10cm，摊铺机的行进速度应保证均匀、连续不间断，同时布料螺旋应确保两侧混合料高度不得小于2/3的布料器高度，摊铺机的行驶速度宜控制在3-5m。④摊铺温度应不低于160℃，摊铺过程中应及时对摊铺的混合料进行检查，如出现露白、泛黄及油包应及时处理。⑤摊铺过程中摊铺机严格控制行进速度，不宜大于2m，同时熨平板振捣频率的档位控制在5挡，铺筑初始压实度≥90。混合料摊铺完后表面密实，骨料均匀。

5.4 碾压

高弹高粘沥青路面碾压宜采用全部双钢轮组合方法进行，为防止高弹高粘沥青路面粘轮，对双钢轮采用水箱雾状喷水处理，但为防止温度损失过快，应控制喷水量，以不粘轮为宜；压路机碾压遵循：匀速、紧跟慢压、高频低幅、先低后高、先慢后快的原则；碾压成阶梯状，每隔20-30m，用双钢轮沿台阶按圆弧碾压，用以消除碾压距离过长产生的拥包；碾压过程中压路机行驶方向一致、不得对向行驶，压路机之间保持安全距离。

压路机不得在未碾压成型未冷却的路段上急转向、调头、停车等候，加水加油时必须在冷料上进行；碾压温度尽量控制在140℃-150℃，终了温度控制在120℃以上；

碾压来回为一遍，从低侧向高侧碾压。碾压时驱动轮在前（面向摊铺机），由外侧和中心呈阶梯状碾压（超高段从低侧向高侧碾压），紧跟摊铺机。避免在热料上打死方向而引起路面搓动。相邻钢轮压路机碾压带重叠宽度为1/3碾压轮宽。

摊铺后温度下降更快，下降空间小，所以留给压路机碾压的有效时间更短，这就对压路机的要求更高，如何更好的配置压路机组合、控制碾压遍数、速度、数量是控制高弹高粘沥青路面混合料施工温度的关键。经过对高弹高粘沥青路面施工制成品时间和温度损失时间的时间把控发现，高弹高粘沥青路面混合料摊铺后20-25分钟左右温度就会降到110℃以下，经过实际确定3台双钢轮压路机组合的碾压方式的效率最高，每一段碾压时间经过现场测量在16-19分钟之间，完全满足施工碾压需要。

碾压时严格控制沥青混合料厚度，观察是否存在推移，由于存在抗滑钢筋且在钢箱梁结构上碾压，钢筋部位溆浦厚度5.5cm,碾压时不宜开强振碾压，以确保钢筋附近压实度。经过试验段验证分析确定最佳压路机组合为控制压路机速度初压速度≤1.5km/h，复压速度≤2km/h，终压速度≤3km/h。碾压时不采用胶轮压路机碾压，可避免泛油现象。

5.5 施工接缝处理

钢箱梁桥面施工时不留纵向冷接缝，采用热接缝施工且跨缝碾压。摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝，将已铺部分留下l00-200mm宽暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后作跨缝碾压以消除缝迹。横向接缝留在伸缩缝位置，不得留在桥面上。

5.6 检测对比

通过对成品高弹高粘沥青路面路段平整度情况，高弹高粘沥青路面结构层设计中面层平整度为1.3mm、上面层平整度为1.0mm，施工成品检测结果如表1。

表1施工成品检测结果

通过对高弹高粘沥青面层施工工法的研究及应用，对钢箱梁桥面路面平整度检测后取得的指标满足设计规范要求。

6 材料控制

6.1 原材料指标控制

①粗集料针片狀颗粒含量≤15%，洛杉矶磨耗损失应≤26%，粗骨料磨光值PSV≥42（BPN）；沥青与粗骨料粘附性上面层≥5级，中面层粘附等级≥4级。集料规格：1）4.75～9.5mm：大于9.5mm含量小于15%，小于4.75mm集料含量≤10%。2）2.36～4.75mm：2.36～4.75mm粒径含量≥80%。3）0～2.36mm：大于2.36mm粒径含量≤15%。

②施工中应保持矿粉干燥无结团，结团矿粉不得直接使用，不使用天然砂。

6.2 混合料指标控制（表2、表3）

表2 AC-10高黏高弹改性沥青混合料技术要求

表3 AC-16高黏高弹改性沥青混合料技术要求

6.3 热拌沥青混合料现场检测

施工时，从拌合站和摊铺现场取样进行抽提和筛分试验，另外还需要对拌合站进行逐盘与总量检验，具体检验要求见表4。

6.4 高弹高粘沥青路面成品检测（表5）

7 结论

该工艺应用应用于永泸高速公路双凤互通匝道，取得了良好应用效果，经济效益和社会效益显著，在工艺应用过程中总结提出以下建议：

①改性沥青混凝土配合比优化直接关系施工成本控制，施工过程中，应从成本管控的角度，应通过配合比优化和工艺控制两个方面对沥青混凝土配合比进行优化。

②温度的控制对沥青混合料质量起着决定作用，施工中应该严格控制拌和、运输及碾压温度。

③由于沥青混凝土摊铺后温度下降快，为确保施工质量，在工艺设计上应充分考虑压路机性能指标。

表4热拌沥青混合料质量控制

表5高弹高粘沥青路面实测项目