徐 明 凱

(太原市辰宇市政工程有限公司，山西 太原 030024)

·建筑材料及應(yīng)用·

鋼橋面澆筑式瀝青混合料施工工藝

徐 明 凱

(太原市辰宇市政工程有限公司，山西 太原 030024)

結(jié)合鋼橋面澆筑式瀝青混合料的特點(diǎn)，分析了其適用的范圍及工藝原理，著重闡述了澆筑式瀝青混合料GA的施工工藝流程及操作要點(diǎn)，為GA混合料在今后的推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。

澆筑式瀝青混合料，原理，施工

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，政府對城市基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的投資和建設(shè)力度也正逐年加大，我國的廣大工程技術(shù)人員對瀝青路面新材料、新技術(shù)、新工藝的研究也日益成熟。目前，在我國大部分公路與城市道路路面結(jié)構(gòu)中形成了在柔性基層、半剛性基層上鋪筑瀝青面層的結(jié)構(gòu)形式。無機(jī)結(jié)合料基層穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)自成板體，具有足夠的抗行車荷載強(qiáng)度，在無機(jī)結(jié)合料基層上鋪設(shè)瀝青面層似乎成為了“黃金組合”。而在鋼橋面上鋪裝瀝青混凝土與在普通半剛性基層上加鋪普通瀝青混凝土情況完全不同。因?yàn)殇摌蛎驿摪迦犴g性大、易撓曲、傳熱快。使得鋼橋面鋪裝層的要求比一般公路與城市道路路面高很多。除鋪裝層要滿足鋼橋面基本的車輛通行功能外，還要求橋面鋪裝層要具有良好的防水能力保護(hù)鋼板不被銹蝕，要有優(yōu)異的抗形變能力不致在溫度變化較大時產(chǎn)生裂縫，還要有與鋼板的良好的層間粘結(jié)力。澆筑式瀝青混合料以其優(yōu)良性能較好的解決了上述問題。

1 澆筑式瀝青混合料的特點(diǎn)

1)澆筑式瀝青混合料具有較為完善的防水能力。在鋼橋面上進(jìn)行瀝青層鋪裝，鋪裝層必須要有較強(qiáng)的防水能力。澆筑式瀝青混合料采用高油石比高填料的特殊級配組成，空隙率接近于0。因此，澆筑式瀝青混合料具有相當(dāng)優(yōu)異的防水能力，可以有效阻止雨水下滲，保護(hù)橋面不腐蝕。2)澆筑式瀝青混合料具有優(yōu)良的耐久性。鋼橋面的鋼板變形比普通的無機(jī)結(jié)合料水穩(wěn)基層要大很多。在鋼橋面上鋪筑普通瀝青混合料的破壞多為應(yīng)變破壞。而澆筑式瀝青混合料GA具有極高的抗低溫變形和抗反復(fù)疲勞變形能力?？梢员ＷC在嚴(yán)酷的工作環(huán)境下不開裂。我國很多北方城市冬季寒冷，夏季炎熱，溫差較大。GA的抗凍融性、耐久性十分適用于這樣的氣候環(huán)境。因此將GA應(yīng)用于溫差較大的鋼橋橋面鋪筑非常適宜。3)澆筑式瀝青混合料GA的鋪裝層較薄，可以減輕橋梁結(jié)構(gòu)負(fù)擔(dān)。GA應(yīng)用于橋面鋪裝時，一般鋪筑厚度都較薄。在我公司鋪筑的太原市漪汾橋橋面GA厚度為2.5 cm，在GA基礎(chǔ)上加鋪面層2.5 cm厚的瀝青瑪脂混合料，攤鋪厚度小于普通瀝青混合料，從而減輕了橋梁的荷載。4)不需要碾壓。澆筑式瀝青混合料的流動性非常強(qiáng)，類似于水泥砂漿，施工和易性好。攤鋪時，混合料由特種運(yùn)輸車卸入工作面即可自流成型，無需壓路機(jī)碾壓，且壓實(shí)度可以得到充分保證。簡化了現(xiàn)場施工過程，避免了因壓路機(jī)碾壓振動對橋梁結(jié)構(gòu)造成的威脅。

2 澆筑式瀝青混合料GA的適用范圍

澆筑式瀝青混合料GA適用于任何等級的公路與城市道路路面鋪筑，以及對防水、防腐蝕、抗滑、耐久性等有特殊嚴(yán)格要求的工程部位。但是由于其造價較高，目前此技術(shù)更適宜于鋼橋面鋪裝。

3 工藝原理

澆筑式瀝青混合料GA的首要因素是要使其產(chǎn)生流動性，在進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時，要在混合料中摻加一定比例的sosobit外摻劑，這是德國研發(fā)的一種瀝青改性劑，在加熱條件下，簡單攪拌即可使其穩(wěn)定分散于瀝青混合料之中，克服了傳統(tǒng)瀝青改性劑易離析、難拌合的缺點(diǎn)，可提高GA的和易性。使GA產(chǎn)生類似水泥砂漿的流動特性。加上其高油石比、高填料的特殊級配設(shè)計(jì)形式使GA具有了一般瀝青混合料無法比擬的高強(qiáng)、高韌、高耐久性、高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。GA澆筑后，即可自流成型，達(dá)到壓實(shí)度要求，無需碾壓，且外觀平整密實(shí)。表1為GA改性瀝青與普通SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)。

表1 GA改性瀝青與普通SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

4 澆筑式瀝青混合料GA施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1)設(shè)計(jì)原理。GA的配比設(shè)計(jì)應(yīng)包括目標(biāo)配比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配比驗(yàn)證三個階段。GA的礦料比例和瀝青含量等各項(xiàng)數(shù)據(jù)得出后，試驗(yàn)室應(yīng)模擬實(shí)際生產(chǎn)情況用小型瀝青拌合機(jī)試拌。GA的熱穩(wěn)定性采用貫入度、流動性作為控制指標(biāo)。這一點(diǎn)和普通瀝青混凝土AC系列混合料采用車轍試驗(yàn)驗(yàn)證混合料的高溫穩(wěn)定性有所不同。而GA的抗裂性能采用低溫彎曲試驗(yàn)來檢驗(yàn)。

2)確定GA的礦料配比。澆筑式瀝青混合料GA和瀝青混凝土AC同屬懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，粗集料懸于瀝青膠砂中，其強(qiáng)度主要由瀝青和填料相互作用產(chǎn)生粘聚力。為保證GA有足夠的流動性，4.75 mm篩孔以下顆粒約占到70%左右，填料為25%左右(我公司在漪汾橋鋼橋面GA-10的生產(chǎn)加工中，礦粉比例占到了29%)。表2是澆筑式瀝青混合料GA的級配要求。各集料進(jìn)場試驗(yàn)合格后，依據(jù)各礦料的篩分級配進(jìn)行GA的級配設(shè)計(jì)，最終得出各種集料的用量比例，力爭使4.75 mm，2.36 mm，0.075 mm在內(nèi)的較多篩孔的通過率接近GA級配要求范圍的中值。所得到的合成級配曲線應(yīng)連續(xù)平滑，不能有多個犬牙交錯。當(dāng)合成級配曲線出現(xiàn)2個“駝峰”時，宜更換原材料，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。在漪汾橋橋面GA的配比為：5 mm～10 mm∶3 mm～5 mm∶0 mm～3 mm∶天然砂∶礦粉=28%∶17%∶16%∶14%∶25%，油石比為7.8%。

表2 澆筑式瀝青混合料GA的級配要求表

3)確定GA的瀝青含量。在普通瀝青混凝土AC中，瀝青用量的確定是選用假設(shè)的5個間隔0.5個百分點(diǎn)的瀝青用量或油石比，分別以這5個瀝青含量或油石比選擇適宜的合成級配及礦料配比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，從試驗(yàn)中得到的密度、穩(wěn)定度、空隙率、飽和度的數(shù)據(jù)來確定最佳的瀝青含量。而GA則是先預(yù)估適宜的瀝青含量為中間值，然后±0.3%為變量。按照試驗(yàn)所得到的礦料配比進(jìn)行拌合，分別測定三組瀝青含量下GA的貫入度、貫入度增量、密度、體積百分率、集料體積百分率。表3為GA的技術(shù)要求，參照表中要求確定滿足貫入度和貫入度增量的瀝青用量范圍，以最大的瀝青用量為GA的最佳瀝青含量。

表3 GA的技術(shù)要求表

4)生產(chǎn)配比設(shè)計(jì)與生產(chǎn)配比驗(yàn)證。目標(biāo)配比設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)將各礦料配比轉(zhuǎn)化為瀝青拌合機(jī)冷料倉的供料比例進(jìn)行生產(chǎn)配比試拌。對冷料倉標(biāo)定的比例進(jìn)行烘干、上料，再從拌合機(jī)熱倉中取樣、篩分，按最佳目標(biāo)油石比±0.2%拌制瀝青混合料，通過試驗(yàn)選取最佳各項(xiàng)指標(biāo)所對應(yīng)的油石比為生產(chǎn)配比最佳油石比。

生產(chǎn)配比驗(yàn)證即通過試拌試鋪?zhàn)罱K確認(rèn)生產(chǎn)配比,是經(jīng)一系列調(diào)整后達(dá)到目標(biāo)、生產(chǎn)均衡，與工地攤鋪銜接緊密，穩(wěn)定質(zhì)量的

過程，當(dāng)配比驗(yàn)證合格，該配比將在生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行，不得輕易變更。

5 澆筑式瀝青混合料GA的施工要點(diǎn)

1)拌合機(jī)拌合。

澆筑式瀝青混合料的拌合溫度與常規(guī)瀝青混凝土不同，GA的礦粉摻量較大，所以要盡可能使用能對填料加溫的拌合機(jī)，礦粉加熱溫度170 ℃～180 ℃，改性硬質(zhì)瀝青加熱溫度145 ℃～165 ℃，要求石料加熱溫度在280 ℃～320 ℃之間。攪拌后成品料出料溫度在220 ℃±5 ℃。

2)拌合時間。

將加熱后的集料通過稱板進(jìn)入攪拌缸內(nèi)，加入礦粉后干拌20 s～30 s，使礦粉充分升溫，攪拌均勻，加入瀝青后，再拌合60 s～90 s即可出料。

3)運(yùn)輸。

GA拌合好后放入專用運(yùn)輸車中，運(yùn)輸車儲料罐內(nèi)設(shè)有攪拌葉片及升溫裝置，使得混合料在車內(nèi)能夠繼續(xù)攪拌，運(yùn)輸過程中要關(guān)閉罐體上部倉門，防止溫度降低。從拌合機(jī)拌合開始，應(yīng)在3 h～6 h內(nèi)完成運(yùn)輸、攤鋪等工作。

4)施工環(huán)境要求。

GA的施工環(huán)境應(yīng)選擇氣溫在15 ℃以上，下承層干燥不潮濕的情況下進(jìn)行。

5)攤鋪。

澆筑式瀝青混合料的攤鋪需使用專用攤鋪機(jī)械。運(yùn)輸車將GA混合料直接卸在橋面板上，攤鋪機(jī)布料器左右刮動攤鋪至規(guī)定厚度。攤鋪時如出現(xiàn)鼓包、氣泡，應(yīng)及時放氣處理。攤鋪結(jié)束后應(yīng)在表面撒布3 mm～5 mm石子，需預(yù)拌0.5%～0.1%的瀝青。撒布量為10 kg/m2，撒布完后用人工滾筒碾壓路面，使石子壓入GA混合料中，以增加表面粗糙度。

目前，GA混合料還屬新工藝、新技術(shù)，未得到廣泛的應(yīng)用。但由于特殊性能，今后必將在道路和橋梁中逐步得到推廣與應(yīng)用。我們還要不斷了解、掌握、改進(jìn)，以便使這項(xiàng)技術(shù)趨于成熟。

Gussasphalt construction technology of steel bridge deck

XU Ming-kai

(TaiyuanChenyuMunicipalEngineeringCo.,Ltd，Taiyuan030024,China)

Combining with features of steel bridge deck gussasphalt, the paper analyzes its application scope and technological principles, and mainly describes the construction technology procedures and operation points of gussasphalt (GA), which has provided technological reference for promoting GA mixture in future.

gussasphalt, principle, construction

1009-6825(2014)11-0130-02

2014-02-09

徐明凱(1983- )，男，助理工程師

TU535

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