高速公路桥梁钢桥面铺装数字化施工技术研究

文｜中铁长江交通设计集团有限公司 黄有为

近年来，伴随国内交通事业的进步，出现了更多的高速公路项目，这一项目中包含着很多的成分，尤其是桥梁，其质量高低是非常关键的。实际上，因为会被多种因素所影响，所以往往造成铺装层出现质量问题，这除了会影响到桥梁的寿命，也会威胁到通行的安全。对此在桥面铺装中，实施科学有效的施工控制措施，以保证整体质量。沥青混凝土被拌合时长、温度等所影响，沥青以及矿粉含量偏多，在施工温度上有着严格要求。对于改性沥青，它的混合料为骨架结构，存在较强抗车辙能力，不过若施工监控未落实好，也可能发生质量问题。根据施工特征，强化监控施工要点，针对钢桥面铺装，优化施工质量控制方式，对确保铺装效果，打造精品项目存在着较大现实意义。伴随互联网信息不断进步，借助数字化检测技术方式，来采集、跟踪、研究与管控产品质量信息，已是强化产品质控的核心发展方向。

1.桥梁桥面铺装损坏的成因

首先，设计因素。当实际进行设置时，对于铺装层的厚度大小，没有开展全方位的分析，同时针对挨着的路面，实施了相同的设置，在这样的情况下，导致厚度不满足施工要求。对于桥面来说，由于有着一定的部件，在受力状态方面，与常规的路面进行比较，铺装层较为复杂，如果根据邻近路面的厚度，来开展有关的设置，在出现重载的情况下，将不易满足通信的要求。与此同时，当对材料进行选用时，过于侧重于某一项性能，由此对于所选择的材料来说，别的方面的性能被进一步削弱了，如过于注重高温稳定性，使得材料的抗裂性有所削弱，基于这样的情况，极容易致使铺装层发生缩温裂缝的情况。其次，施工原因。在铺装层施工中，设计不够科学、没有充分实施质量保证措施等，均容易致使压实质量不满足有关的要求，这一点充分体现于边缘铺装层，常常发生压不到的情况。与此同时，就所利用的压路机来说，因为吨位不足，导致难以获得良好的压实度，基于此，致使铺装层有着很大的空隙，伴随气候环境不断的影响，再加上荷载的作用，极有可能发生早期水损害的现象。针对一部分铺装层，当进行摊铺施工时，发生了很大的离析情况，引发很大的空隙率，在车辆通行之后，很有可能发生水损害。除此之外，在结束一些铺装层施工后，往往要开展取样作业，完成这一环节之后，没有第一时间实施填实处理，另外一种情况，对于所选用的填料来说，与初始材料的级配不相符，基于此，极有可能对这一位置造成损坏。

2.高速公路桥梁桥面铺装施工控制技术

为了更好进行探究，将某一桥梁工程当作例子，来分析这一项技术。该公路桥梁大概有1 千米长，行车速度能够达到130 千米每小时，桥面宽度达到13 米。结合地区的气候以及环境条件，在通过有效比选之后，给出了以下的铺装层结构方案：上、下面层依次为两种沥青混凝土，也就是SBS 以及橡胶混凝土，针对粘结层而言，设置为环氧沥青，接下来详细探讨这一技术。

（1）桥面结构层处理。正式铺装层施工前，需要有效处理结构层，在有效利用铣刨方法的基础上，能够显著提升抗剪强度。正式铣刨处理之前，需要全方位查看结构层，若出现积水的话，需要先进行清除，接着将铣刨机就位，同时打开设备，值得一提的是，要把握好走行速率，通常情况下，应当处于十米每分钟；具体走行中，要促使输送皮带处于工作状态，把废料送到车里面，针对残留下来的废料，可以采用人工的方式来收集，并装到车里面，在装上所有的废料后，要第一时间冲洗好桥面，对于没有达到标准的位置，应当通过对抛丸机的使用，来开展相应的处理。为了能够获取良好的施工效果，需要有效处理桥面，以便能够满足实际的施工要求。在桥面上，若出现以下的情况，例如松散以及浮浆等，可以选择两种方法来清除，一是钢刷，二是喷砂；可以借助苏打水，来将油污处理到位，获取通过高温来烧除；可利用高压水的作用，有效清除一系列的残留物，例如砂粒以及灰尘等；而对于凸起来的位置，可以通过对打磨机的使用，来进行相应的打磨处理，对于出现凹陷的地方，可以选择水泥浆这种材料，来开展相应的填充处理。

（2）铺装层施工控制。①沥青混合料拌和。工程中通过对拌合楼的使用，制备SBS 沥青混合料，同时采用机械的方法，来完成对纤维稳定剂的增添。对于改性沥青来说，既能够利用成品，也可以通过现场来制备，工程选取第二种方法；对于沥青的加热温度，需要处于171 摄氏度至176摄氏度的范围，而对于集料的，大概应当介于186 摄氏度至196 摄氏度之间，与此同时，针对整个加热的过程，需要保证其温度不出现波动。②混合料运输。在实际运输中，为了能够更好确保温度，需要加盖苫布，除此之外，对于车辆的行驶速度，需要得到充分的把握，要最大程度处于匀速状态，不要出现急刹车的情况，防止致使混合料离析；在到达现场之后，要和摊铺机保持一定的距离，通常应当介于0.5m至0.8m 之间，由此方可进行停车。③混合料摊铺。工程实施双机连铺的方法，来结束对混合料的摊铺；基于摊铺机，向其合适的地方安装平衡梁，将这一装置和传感装置进行配合，进一步来掌控摊铺的高度与平整程度。④混合料碾压。在完成摊铺作业后，应当立即开展碾压处理，通过这样的方式，有助于确保混合料的温度，通过大量实践得知，温度越大，越能获取更为可观的压实效果；工程通过对压路机的使用，来开展相应的碾压处理，一般可以分成多个阶段，例如初压，对于初压这一阶段来说，需要紧跟摊铺机开展，碾压一两次就可以；在完成上一个阶段之后，需要第一时间开展复压，可以实施刚性碾静压的方法，碾压三四遍就可以；而对于最后一个阶段，也就是终压阶段，可以选择振动型压路机，碾压一两遍就可以；在温度方面，第一阶段需要超过160 摄氏度，第二阶段需要超过130 摄氏度，第三阶段需要超过120 摄氏度。在碾压作业中，选好压实设备是非常关键的，选用吨位更大的压路机，越能获取更为可观的压实效果，然而对于桥面铺装，若吨位偏大的话，则极容易影响到桥梁的可靠性，故而当进行选择时，应当进行有效的计算，来选用合适吨位的压路机。

3.数字化施工信息平台

（1）生产监控模块。对于混合料生产质量控制来讲，拌合站为不可缺少的源头，需把质量管理转变成全程管理，制定并且健全质控体系。把生产装置以及流动信息当作基准，且配置服务器以及传输设计，采取数字化控制手段，对搅合站工作流程进行监测。把生产中相关信息逐盘采集，比如用量、配合比等，借助信息平台开展研究综合比较。生产监控中，仪表可以准确指示拌合日期与盘数等。对于改性沥青，拌合时间是：干拌10 秒，湿拌45 秒。把混合料卸进运料车，开展测温以及称量，出料温度需要介于175 摄氏度至190 摄氏度之间。针对GA 混合料，干拌15 秒，湿拌时间是一分半钟，同样把混合料卸进运料车，开展称量和测温，出料温度需要介于210 摄氏度至240 摄氏度之间。为精准获得级配数据，生产前应该开展筛分试验，获取相应热料仓级配，且输入至监控模块。处于生产阶段，会结合进料比重计算，明确生产级配，且结合用量明确油石比。为获取拌合以及出料温度，需配置温度传感器以及信号传递装置，进而达到实时获取。

（2）摊铺监控模块。在质量监控系统中，摊铺监控属于关键的构成部分，需要对其现场施工过程开展全面管理，将全部摊铺车辆开展交互统一，以保证整个施工现场形成封闭的整体，并对其开展有效控制。结合摊铺过程下达相应的管理指令，同时对施工机器操作人员开展导航引导。利用后台界面记录施工流程中涉及的全部数据，以便对摊铺温度等信息开展全方位查询。在混合料施工中，摊铺是属于关键的环节，应对摊铺过程中混合料温度及松铺厚度等开展全方位监控。想要实时掌握摊铺温度，可基于摊铺机熨平板中增设温度传感器。借助云平台构建各种信号来源通道，促进各个模块信号的接收及整理。针对高弹改性混合料，当卸料结束之后，在进行摊铺过程中，应保证温度在160 度以上，借助1.2 的松铺系数完成。另外，想要确保摊铺均匀性，达到设计厚度标准，防止摊铺机产生堆料等问题，要求摊铺机行走速度为1至2米每秒。针对GA沥青混合料来看，正式进行摊铺之前的半小时内，需对摊铺机开展预热，建议其温度在100 度以上，在放料过程中，Cooker 车应与摊铺机熨平板保持1.5 以内的距离，实际进行摊铺谷草中，还应保证摊铺机履带基于木模之上匀速运作。

（3）压实监控模块。基于碾压设备之上增设GPS 定位装置。利用卫星系统，对设备位置信息开展实时追踪，以此获取所需的数据信息。对碾压设备信息开展全面收集及分析，及时把压实情况通过简单的画面及信息发送给电子显示屏，以便相关操作人员更好地开展压实引导工作，借助施工图设计，对各个压实环节的压实变数开展科学控制，以降低少压及过压等现象。就这个控制系统来看，可以自动对压实温度等信息开展全面收集及分析，为操作者奠定数据基础，对其开展科学引导，最大程度地减少施工成本，进一步增加压实作业效率。

（4）预警监控模块。服务器平台基于和预设标准开展分析比较，对超标信息开展警示，且督促相关人员第一时间纠偏以及处置。①油石比预警监控。当发生异常时，以短信形式发送到平台告知。在获取警示之后，落实好核实工作，基于对系统错误的排除，进行抽提试验，以判定警示的真实，进而及时找到预警因素。对石油比开展核实检测，改性以及GA 混合料的依次是6%和8%，要求误差是正负0.3%。图1所示为石油比波动。根据图中信息，当第13 生产盘数时，出现显著波动，大于误差范围。为确保施工质量，需第一时间处理废料。②配合比预警监控。对配合比开展实时监控，确保根据表1-2 依次合成的生产级配符合要求。对核心筛孔通过率开展监控，对于筛孔通过率，建议相应的波动范围是正负4%，正负3%与正负2%。③摊铺快慢预警控制。摊铺快慢和摊铺平整、能否满足设计厚度标准有关。为避免摊铺速度不适当导致出现堆料或者拉料，需要充分把控摊铺速度，实现平稳、不间断要求。摊铺速度趋势图见图2，在桩号K8+660 周围，速度显著提高，释放预警提示，立刻通知相关人员把控摊铺车速率，恢复至平稳速率；桩号K8+820 周围，摊铺速度显著降低，并存在突破最低界限趋势，平台释放预警提示，立刻恢复到平稳速率。基于预警平台监控，均维持在1 米每秒至2 米每秒的速度，并大约在中值1.5m每秒周围，切实确保了摊铺质量。

图1 石油比波动

图2 摊铺速度趋势图

表1 改性沥青热料仓进料比例及油石比

表2 GA 沥青进料比例及油石比

4.结论

综上所述，对于桥面铺装层施工来说，其属于一种复杂性的工作，因为与诸多内容有关，若某环节发生问题，则会直接影响到铺装层质量，由此会降低使用年限。基于这样的情况，在具体工程中，应当实施科学有效的施工控制技术，来开展施工作业，以便能够提高铺装层质量，在此基础上，有助于确保通行的安全，节省桥面维修所需的费用，有效增加桥梁的使用寿命。本文以钢桥面铺装数字化施工为例，建立了数字化信息平台，构建了相关的监控模块，且注重探究了数字化监控要点。结果显示平台可以有效完成施工全方位监控以及实时预警，切实确保铺装质量，能为类似桥面铺装数字化建设起到一定参考作用。