蔡 鑫

（深圳市交通公用設(shè)施建設(shè)中心，廣東 深圳 518000）

0 引言

近年來(lái)，在我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中大跨徑橋梁采用鋼結(jié)構(gòu)已十分普遍。但大量工程實(shí)例證明，大跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，橋面鋪裝層會(huì)呈現(xiàn)出不同程度的裂紋、裂縫等病害。其影響因素主要包括：（1）交通量的增加及重型車輛對(duì)橋面的過(guò)載；（2）橋面鋪裝材料的性能；（3）橋面鋪裝施工工藝。由此可見(jiàn)，提高橋面鋪裝材料的性能及施工工藝對(duì)控制鋼結(jié)構(gòu)橋面鋪裝病害、延長(zhǎng)橋梁耐久性和使用壽命至關(guān)重要?；诖?，本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝的施工工藝進(jìn)行相關(guān)闡述。

閆東波等[1]（2011年）通過(guò)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)探討了聚合物改性瀝青的澆注式混凝土在鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面鋪裝中的應(yīng)用。唐頌等[2]（2015年）通過(guò)理論分析與試驗(yàn)研究對(duì)澆注式瀝青混凝土和環(huán)氧瀝青混凝土鋪裝方案的力學(xué)特征進(jìn)行了分析。陳仕周等[3]（2009年）簡(jiǎn)述了在重載作用下鋼橋面鋪裝的要點(diǎn)。趙國(guó)云等[4]（2015年）綜述了國(guó)內(nèi)外非傳統(tǒng)鋼橋面鋪裝體系的防水技術(shù)。徐宇霞[5]（2015年）以“黏結(jié)劑+GA+SMA”結(jié)構(gòu)為例，闡述了鋼橋面澆注式瀝青混凝土的鋪裝工藝。張貝貝[6]（2015年）簡(jiǎn)介了鋼橋面澆注式瀝青混凝土的鋪裝工藝。鐘海建[7]（2014年）簡(jiǎn)介了鋼橋面澆注式瀝青混凝土的鋪裝工藝要點(diǎn)。朱華平等[8]（2013年）通過(guò)有限元模擬了澆注式瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)面的力學(xué)特征。李偉治[9]（2018年）以港珠澳大橋?yàn)槔?，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了澆注式瀝青混凝土GMA10的高溫、低溫、抗水損害性能。唐江虎[10]（2017年）以盤江特大橋?yàn)槔?，探討了澆注式瀝青混凝土GA-10施工過(guò)程中存在的問(wèn)題及相關(guān)控制難點(diǎn)。李樂(lè)樂(lè)[11]（2019年）以貴州鴨池河特大橋?yàn)槔?，講解了澆注式瀝青混凝土GA-10在鋼橋面的鋪裝工藝。

通過(guò)分析上述文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，“甲基丙烯酸（MMA）+聚合物改性瀝青（GA-10）+高彈改性瀝青（SMA-13）”鋪裝形式的澆注式瀝青混凝土在鋼橋面鋪裝中逐漸被采用，但目前其施工工藝并不清晰全面。為此，本文以深圳市南坪快速路高架鋼結(jié)構(gòu)橋梁的澆注式瀝青混凝土橋面鋪裝為例，對(duì)該施工工藝進(jìn)行闡述，為同類工程提供借鑒與參考。

1 工程概況

深圳市南坪快速路為城市快速路，二期工程起于廣深沿江高速前海立交，終點(diǎn)接南坪一期塘朗立交。深圳市南坪快速路二期主線工程（A段）中山園段沿平南鐵路高架工程：南頭立交以東，線位跨至平南鐵路上方，以橋梁形式于平南鐵路正上方通過(guò)，直至經(jīng)過(guò)南山自來(lái)水廠后，跨出平南鐵路。其三維模型示意圖如圖1所示。本工程左、右幅各18聯(lián)，其中左幅第9、12、15、16聯(lián)與右幅第2至15聯(lián)為鋼箱梁。本段高架平行坪南鐵路，騎跨鐵路部分采用35 m左右跨的連續(xù)鋼箱梁，3或4孔一聯(lián)，橋?qū)?27～17 m、17～21.75 m，主梁采用全焊鋼箱梁，外側(cè)懸臂長(zhǎng)度均為1.85 m，單箱多室結(jié)構(gòu)，梁高1.8 m。鋼箱梁橋面面積38045.94 m2。

圖1 深圳市南坪快速路二期主線工程示意圖

鋼橋面瀝青混凝土鋪裝按雙層設(shè)計(jì)，鋪裝下層采用聚合物改性澆注式瀝青混凝土，鋪裝上層是高彈改性瀝青（SMA-13），鋪裝總厚度為8.2 cm，即0.2 cm甲基丙烯酸（MMA）防水層+4 cm聚合物改性瀝青（GA-10）（鋪裝下層）+4 cm高彈改性瀝青（SMA-13）（鋪裝上層），具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖 2MMA+（GA-10）+（SMA-13）鋼橋面鋪裝層三維圖

鋼橋面鋪裝層采用0.2 cm MMA+4 cm（GA-10）+4 cm（SMA-13）進(jìn)行施工，工藝較復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備投入等成本較高，為深圳地區(qū)工程項(xiàng)目首次大規(guī)模使用，其施工成果可對(duì)深圳市及其他地區(qū)后續(xù)同類工程提供借鑒參考。

2 施工工藝流程

2.1 鋼橋面板的檢查驗(yàn)收及噴砂除銹

2.1.1 鋼橋面板的檢查驗(yàn)收

（1）鋼橋面板肋板間的凹凸量應(yīng)不大于2 mm，面板現(xiàn)場(chǎng)焊接余高不大于5 mm，鋼板表面凹陷不大于5 mm，吊耳及其他殘留部的高度不大于5 mm，否則應(yīng)處理。

（2）鋼橋面板必須進(jìn)行表面清理后方可進(jìn)行鋪裝施工。需確保鋼橋面板表面無(wú)焊瘤、飛濺物、針孔、飛邊和毛刺等，盡量做到無(wú)油、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)瑕疵。

2.1.2 鋼橋面板噴砂除銹

鋼橋面板在噴砂除銹處理時(shí)，清潔度需達(dá)到Sa2.5級(jí)；粗糙度達(dá)到50～100后再進(jìn)行甲基丙烯酸MMA防水體系施工。配備表面清潔度標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)照?qǐng)D譜以及表面粗糙度測(cè)量?jī)x，并用6～10倍放大鏡對(duì)鋼橋面板除銹清潔度進(jìn)行驗(yàn)收。保持表面干燥，用多功能自回收式噴砂機(jī)進(jìn)行噴砂除銹，注重邊角處理。在噴砂除銹檢驗(yàn)合格后3 h內(nèi)噴涂底涂層，用量為100～200 g/m2，采用滾涂方式施工，待其固化后進(jìn)行防水體系施工。橋面噴砂處治前后對(duì)比如圖3所示。

圖3 橋面噴砂處治前后對(duì)比圖

2.1.3 檢測(cè)及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

（1）噴砂設(shè)備根據(jù)試驗(yàn)段的行走速度、方式、搭界寬度確定，保持連續(xù)、勻速的作業(yè)方式。

（2）噴砂除銹后的鋼橋面板表面應(yīng)達(dá)到GB 8923-88標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5以上要求。

（3）粗糙度必須達(dá)到 Rz：50～100 。

（4）不得將水源、油等對(duì)橋面有污染的物質(zhì)帶進(jìn)作業(yè)區(qū)，嚴(yán)格控制水滴進(jìn)入作業(yè)區(qū)。

2.2 防水層MMA施工工藝

橋面鋪裝的最主要作用之一即是保護(hù)橋面板及橋梁結(jié)構(gòu)，除了加強(qiáng)瀝青鋪裝層的密水性外，還應(yīng)重視防水黏結(jié)層材料的選擇。鋼橋面鋪裝要求防水黏結(jié)層具有優(yōu)良的變形協(xié)調(diào)性和韌性，能跟隨鋼板變形并具有良好的耐久性?？紤]到本項(xiàng)目橋位區(qū)的氣候條件（臨海地區(qū)），防水黏結(jié)層采用了甲基丙烯酸類樹脂防水黏結(jié)體系，包含防腐層、防水層及黏結(jié)層，具有良好的防腐、防水、黏結(jié)性能。

具體施工工藝流程如下：

（1）噴砂除銹檢驗(yàn)合格后，應(yīng)立即進(jìn)行防水黏結(jié)層施工。在3 h內(nèi)實(shí)施底涂層，4 h內(nèi)完成全部涂抹，以免產(chǎn)生新的銹斑。

（2）采用滾涂施工。底涂層用量為150 g/m2，干膜厚度約為50，嚴(yán)禁過(guò)多涂抹。底涂層的干燥時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境而定。遇到表面溫度低于10℃或雨天、大風(fēng)的天氣時(shí)則不得施工防水黏結(jié)層和黏結(jié)層，施工時(shí)必須保持工作面干燥、潔凈。

（3）甲基丙烯酸甲脂防水層的施工。待底涂層固化后，噴涂甲基丙烯酸甲脂防水材料。分兩層噴涂施工，每層濕膜厚度不小于1.2 mm，干膜總厚度不小于2 mm，嚴(yán)禁過(guò)多涂抹，總的涂抹量需符合要求。待首涂層固化后，直接噴涂下一層。

（4）黏結(jié)層的施工。甲基丙烯酸甲脂防水層噴涂結(jié)束并完全固化后，應(yīng)立即施工粘結(jié)層。黏結(jié)層的噴涂也采用滾涂施工，用量不小于150 g/m2。待其完全固化后，方可進(jìn)行下一道工序。

（5）在鋪筑澆注式瀝青混合料之前，任何人、車輛和設(shè)備均不得進(jìn)入已涂抹并已驗(yàn)收的黏結(jié)層區(qū)域。

（6）防水黏結(jié)層施工速度應(yīng)和除銹清潔的速度相匹配。

2.3 澆注式瀝青混凝土GA-10施工工藝

澆注式瀝青混凝土意為“流動(dòng)路面”，其含義為具有流動(dòng)性，攤鋪時(shí)不需要碾壓，只需簡(jiǎn)單的攤鋪整平即可完成施工。澆注式瀝青混凝土屬于密級(jí)配瀝青混凝土，混合料中細(xì)集料含量高，礦粉含量高，瀝青含量高。較高的瀝青含量使骨料處于懸浮狀態(tài)，與熱壓瀝青混凝土不同，其空隙率很小，從而使得澆注式瀝青混凝土具有較好的抗低溫開(kāi)裂能力，同時(shí)又具有良好的密水性、耐久性、整體性好等特點(diǎn)。

2.3.1 現(xiàn)場(chǎng)放線、鋪筑后高程測(cè)量

在澆注式瀝青混凝土鋪裝中，澆注式瀝青混凝土攤鋪設(shè)備不能自動(dòng)找平，不能完全保證攤鋪后的瀝青路面高程，從而會(huì)影響整個(gè)鋪裝層的鋪裝效果，所以需要制定嚴(yán)格的測(cè)量方案以控制整個(gè)鋪裝層的厚度以及橋面鋪裝質(zhì)量。由于澆注式瀝青混凝土鋪裝層厚度主要靠攤鋪機(jī)的行走基面來(lái)控制，行走基面的平整也是控制橋面平整度的關(guān)鍵，因此攤鋪時(shí)對(duì)模板和輪胎行走基面的調(diào)平精度有較高的要求。測(cè)量方法如下：

（1）縱斷面測(cè)量。縱斷面采用5 m一個(gè)斷面進(jìn)行測(cè)量，對(duì)橋面板的現(xiàn)狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，保證攤鋪平整度和攤鋪厚度。

（2）橫斷面測(cè)量。橫斷面分點(diǎn)位置為0.5m、8m、15.5 m三點(diǎn)控制。

2.3.2 現(xiàn)場(chǎng)施工管理

（1）專用攤鋪機(jī)的準(zhǔn)備。在施工前應(yīng)對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行檢查。主要檢查攤鋪機(jī)發(fā)電和動(dòng)力系統(tǒng)、攤鋪機(jī)的液壓系統(tǒng)、整平板的加熱系統(tǒng)。在確保攤鋪機(jī)處于正常工作狀態(tài)后，方可進(jìn)行混合料的拌合生產(chǎn)。在進(jìn)行混合料的攤鋪前，應(yīng)提前30 min對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)達(dá)到160～200℃。

（2）邊側(cè)限位。由于澆注式瀝青混凝土在220～250℃攤鋪時(shí)具有流動(dòng)性，因此需設(shè)置邊側(cè)限位裝置，防止混合料側(cè)向流動(dòng)。本工程采用鋼制模板作為邊側(cè)限位擋板。邊側(cè)限位分別采用約40 mm厚和10～15 mm厚、100 mm寬的鋼制或木制擋板，邊側(cè)限位擋板放置根據(jù)澆注式混凝土攤鋪的寬度來(lái)確定。

（3）模板安放。在橫向0.5 m和8 m處沿橋梁縱向擺放模板，根據(jù)測(cè)量的相對(duì)鋪裝厚度對(duì)模板進(jìn)行找平。

（4）厚度控制。由于澆注式攤鋪機(jī)自身的特點(diǎn)，影響攤鋪平整度的部分因素來(lái)源于攤鋪機(jī)本身行走軌道平面的平整度，因此攤鋪施工中，除了對(duì)模板平面進(jìn)行控制以外，還要對(duì)攤鋪機(jī)行走軌道的平整度進(jìn)行控制。在實(shí)際施工中，測(cè)量人員對(duì)攤鋪機(jī)的行走軌道進(jìn)行相對(duì)高程測(cè)量，采用膠板對(duì)軌道進(jìn)行找平處理，使攤鋪機(jī)的行走軌道大致在一個(gè)平面上。碎石撒布緊隨其后，當(dāng)攤鋪的瀝青混凝土降到合適的溫度時(shí)，撒布粒徑4.75～9.5 mm的碎石。

（5）運(yùn)輸方式。拌合樓生產(chǎn)出來(lái)的澆注式瀝青混凝料還需不斷拌和、保溫，以免發(fā)生因離析和溫度降低導(dǎo)致的無(wú)法使用。因此，澆注式瀝青混合料需使用專門的運(yùn)輸設(shè)備Cooker。Cooker主要由三部分構(gòu)成：瀝青混凝土攪拌系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和攪拌罐儲(chǔ)存系統(tǒng)。在施工前，應(yīng)對(duì)攪拌罐進(jìn)行清理，并仔細(xì)檢查攪拌和加熱系統(tǒng)，避免Cooker裝入混合料后發(fā)生故障致使混合料滯留攪拌罐中。Cooker的加熱方式可分為燃?xì)夂腿加蛢煞N。施工前應(yīng)確保Cooker中的油、氣充足。在Cooker初次進(jìn)料之前，應(yīng)將其溫度預(yù)熱至160℃左右；混合料裝入Cooker時(shí),應(yīng)將溫度設(shè)置在220～250℃之間，并保持不停地?cái)嚢璐_?；旌狭线\(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的溫度為220～250℃。盡量避免澆注式瀝青混合料在高溫的Cooker車中停留太久，總的等待時(shí)間不能超過(guò)5 h。在Cooker中的攪拌時(shí)間應(yīng)至少在40 min以上，實(shí)際工程施工中的控制在1～3 h之間。

（6）現(xiàn)場(chǎng)攤鋪。Cooker到施工現(xiàn)場(chǎng)前，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做好充分準(zhǔn)備。MMA黏結(jié)層不應(yīng)有任何雜物、灰塵、潮濕或水滴等；施工工人應(yīng)穿鞋套，戴口罩；Cooker在準(zhǔn)備施工的前一聯(lián)上掉頭，清掃車輛輪胎，確保輪胎干凈后進(jìn)入攤鋪工作面。同時(shí)在施工工作面運(yùn)料車的車行道上滿鋪一層土工布，只準(zhǔn)許Cooker在土工布上行駛，以確保工作面的清潔度。期間嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。Cooker倒行至攤鋪機(jī)前方，把混合料通過(guò)其后面的卸料槽直接卸料。攤鋪機(jī)整平板的正前方布料板左右移動(dòng)，把混合料鋪開(kāi)。攤鋪機(jī)向前移動(dòng)把混合料整平到控制厚度。對(duì)攤鋪中出現(xiàn)的缺陷點(diǎn)應(yīng)盡快人工處理，如發(fā)現(xiàn)有氣泡或鼓包，可用細(xì)尖頭工具對(duì)氣泡刺穿進(jìn)行放氣處理。

（7）預(yù)拌碎石撒布及清理。在澆注式瀝青混凝土施工時(shí)，待攤鋪的澆注式瀝青混凝土降到合適的溫度，采用人工緊跟攤鋪機(jī)，撒布粒徑4.95～9.5mm預(yù)拌0.4～0.8%瀝青的碎石（用量為3～6 kg/m2），并用鐵滾筒進(jìn)行碾壓，使預(yù)拌碎石部分嵌入澆注式瀝青混凝土內(nèi)。施工完畢后，用清掃車掃除未粘牢的碎石。

（8）GA-10相關(guān)檢測(cè)要求及方法。參照國(guó)外相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)的相關(guān)實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，采用劉埃爾法檢測(cè)混合料的和易性，采用貫入度、貫入度增量以及車轍試驗(yàn)檢測(cè)澆注式瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，從而保證施工質(zhì)量。

2.4 高彈改性瀝青SMA-13施工工藝

瀝青混凝土鋪裝面層應(yīng)具備良好的高溫抗車轍性、抗滑性及抗水損害性。采用SMA-13作為鋪裝面層具有良好的變形能力，并且抗疲勞開(kāi)裂性能優(yōu)良。

（1）高彈改性瀝青SMA-13混合料的攤鋪。鋼橋面行車道鋪裝施工SMA-13混合料，每一次鋪筑整幅行車道，采用一臺(tái)或兩臺(tái)攤鋪機(jī)并行一次攤鋪。攤鋪開(kāi)始前1 h使攤鋪機(jī)就位于起點(diǎn)，充分預(yù)熱攤鋪機(jī)熨平板。攤鋪機(jī)采用非接觸式平衡梁方式找平。攤鋪機(jī)行走速度應(yīng)盡可能放慢，以便與拌合樓拌和能力相匹配（攤鋪能力適當(dāng)?shù)陀诎韬湍芰Γ?。鋪裝下層及面層混合料時(shí)，攤鋪機(jī)行走速度依據(jù)拌和能力，一般控制在1.5～2.0 m/min。攤鋪機(jī)行定時(shí)，應(yīng)盡可能避免在澆注式鋪裝層上轉(zhuǎn)彎，絕對(duì)禁止急轉(zhuǎn)彎和調(diào)頭。

（2）高彈改性瀝青SMA-13混合料的壓實(shí)。高彈改性瀝青SMA-13混合料碾壓必須緊跟攤鋪機(jī)碾壓，初碾、復(fù)碾工作長(zhǎng)度30 m，不得超過(guò)50 m。初碾采用自重大于10 t的壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，壓路機(jī)每次前進(jìn)時(shí)，均應(yīng)前行到接近攤鋪機(jī)尾部。每次前進(jìn)后均應(yīng)在原輪跡上（重復(fù)）倒退，第二次前進(jìn)應(yīng)重復(fù)約2/3輪寬，往返一次為碾壓1遍。需碾壓1～2遍。鋪裝表面層施工時(shí)，行駛速度控制在3 km/h以內(nèi)。初步確定SMA-13鋪裝層復(fù)碾采用水平振蕩壓路機(jī)，特殊情況下（氣溫較低或鋪裝中層）采用輪胎壓路機(jī)，碾壓2～4遍。復(fù)碾完成時(shí)鋪裝溫度應(yīng)大于130℃。最后采用鋼輪壓路機(jī)無(wú)振動(dòng)碾壓收跡1～2遍即可。收跡碾壓終了時(shí)溫度應(yīng)大于120℃。在邊緣難以用大型壓路機(jī)壓實(shí)的部位，需采用小型壓路機(jī)及人工操作的機(jī)動(dòng)夯錘夯實(shí)。

（3）施工縫設(shè)置與處理。在鋼橋面鋪裝施工中，盡可能不設(shè)置橫向施工縫（單向一次成型）。若遇特殊情況，需設(shè)置施工橫縫時(shí)，橫縫應(yīng)設(shè)置在橫梁間隔約l/4處，面層應(yīng)設(shè)置在另一邊約1/4處。上下層橫縫錯(cuò)開(kāi)1.5 m以上。橫縫界面應(yīng)涂布改性乳化瀝青或黏結(jié)劑，鋪裝下層橫縫可使用邊側(cè)限位板橫放的辦法設(shè)置。鋪裝上層橫縫采用碾壓成斜面并切割清除斜面部分，再行下段施工。切割清除工作應(yīng)在下段鋪裝的下層施工完畢后進(jìn)行。切割界面在清潔、干燥后應(yīng)滿涂改性乳化瀝青或黏結(jié)劑。

3 結(jié) 語(yǔ)

“甲基丙烯酸（MMA）+聚合物改性瀝青（GA-10）+ 高彈改性瀝青（SMA-13）”鋪裝層形式的澆注式瀝青混凝土具有形變大、滲透性低及整體性好等特點(diǎn)。將這種鋪裝形式應(yīng)用于鋼橋面鋪裝能協(xié)調(diào)橋梁結(jié)構(gòu)變形，有效阻止外部環(huán)境腐蝕橋梁鋼結(jié)構(gòu)，有助于延長(zhǎng)橋面鋪裝使用壽命，降低維修、養(yǎng)護(hù)及管理成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。