李德錦，王 滔，田 超，胡德勇

（1. 上海建工集團股份有限公司，上海市 200080；2. 重慶市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司，重慶市 400067）

0 引言

澆注式瀝青混合料（Gussasphalt，簡稱GA）具有瀝青含量高（7%～10%）、礦粉含量高（20%～30%）、拌和溫度高（220～240℃）、無需碾壓（攤鋪整平即可）等特點[1-3]。該材料具有良好的隨從變形能力和抗疲勞開裂性能，較好的適應(yīng)了正交異性橋面板的結(jié)構(gòu)特性[4-6]。同時，其空隙率接近零、密水性好，可起到防水、保護橋梁結(jié)構(gòu)的作用[7、8]。在國外應(yīng)用歷史超過100 a，使用壽命高達(dá)35 a，也是國內(nèi)橋面鋪裝工程中應(yīng)用最為廣泛和成功的一種鋪裝材料[1]。

與常規(guī)瀝青混合料施工工藝相比，澆注式瀝青混合料在生產(chǎn)、運輸、攤鋪等方面均存在較大差異。目前，部分橋梁在澆注式瀝青混合料施工1～2 a 后即出現(xiàn)早期病害，探究病害形成原因，往往與施工過程中質(zhì)量控制不到位密切相關(guān)。因此，如何通過工藝控制，提高澆注式瀝青混合料精細(xì)化施工質(zhì)量、避免施工缺陷引發(fā)早期病害，是當(dāng)前行業(yè)關(guān)注的重點之一。

1 工程概況

兩港大道（新四平公路—S2）快速化工程位于中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)內(nèi)。項目全長約13.1 km，其中高架快速路全長約8.1 km，道路等級為城市快速路，雙向六車道，行車道標(biāo)準(zhǔn)寬度為2×12.25 m，橋面橫坡2%，設(shè)計速度80 km/h。該項目主線標(biāo)準(zhǔn)段高架上部結(jié)構(gòu)采用先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，橋面澆注90 cm 厚C50 鋼筋混凝土，然后鋪筑GA+SMA，具體鋪裝結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

表1 橋面鋪裝設(shè)計方案

2 澆注式瀝青混合料施工質(zhì)量精細(xì)化控制

2.1 原材料質(zhì)量控制

相對于集料而言，瀝青和礦粉的質(zhì)量往往對GA的質(zhì)量起關(guān)鍵性作用。

（1）瀝青質(zhì)量控制

綜合國內(nèi)應(yīng)用情況來看，GA 用聚合物改性瀝青應(yīng)用比例最高、應(yīng)用效果最好。與天然瀝青相比，聚合物改性瀝青高低溫綜合性能更優(yōu)，抗熱氧老化性能則略有欠缺。因此，聚合物改性瀝青宜在混合料施工前1～2 d 生產(chǎn)，以減少保溫存儲期間的老化。此外，聚合物改性瀝青外加劑摻量高達(dá)20%左右，在保溫存儲期間易離析；因此，在GA 生產(chǎn)前，宜增加循環(huán)次數(shù)，將存儲罐里的瀝青混合均勻。

若瀝青膠結(jié)料存在離析或老化，往往拌制出來的GA 流動性較差，攤鋪整平后上表面呈“麻面”狀態(tài)，如圖1 所示，下表面呈蜂窩狀，如圖2 所示，從而導(dǎo)致保護層與防水黏結(jié)層之間的黏結(jié)強度大幅度降低，在行車荷載的作用下易誘發(fā)脫層等早期病害，如圖3所示。

圖1 澆注式瀝青混合料攤鋪整平后（左：正常，右：麻面）

圖2 蜂窩狀

圖3 脫層、推移

（2）礦粉質(zhì)量控制

現(xiàn)行《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3364-02—2019） 規(guī)定GA 用礦粉0.075 mm篩孔通過率不低于80%，對上限未作要求。實際生產(chǎn)過程中，若0.075 mm 篩孔通過率越高，則礦粉總比表面積越大，所需的結(jié)構(gòu)瀝青就越多，在相同油石比的情況下，混合料的施工和易性則越差，進而不利于施工現(xiàn)場攤鋪作業(yè)。因此，礦粉0.075 mm 篩孔通過率宜控制在80%～95%之間。

此外，礦粉里黏性土含量過高，同樣會導(dǎo)致混合料施工和易性差。因此，在礦粉加工過程中應(yīng)杜絕黏性土混入石料中，并嚴(yán)格控制塑性指數(shù)指標(biāo)（＜4%）。在施工過程中可采用“烘干法”快速評定黏性土含量的高低，即取50 g 礦粉放于套篩底盤中，加入30 g水并混合均勻，然后放入60℃烘箱中烘干，如圖4 所示，若礦粉表面出現(xiàn)大量裂紋，則表明礦粉里黏性土含量偏高，不應(yīng)用于GA 生產(chǎn)。

圖4 礦粉黏性土快速測定（左，正常；右，偏高）

2.2 澆注式瀝青混合料生產(chǎn)

目前，國內(nèi)生產(chǎn)GA 時，通常未對礦粉進行加熱，集料加熱溫度往往高達(dá)290～320℃。在礦料干拌的過程中，一方面使礦料混合均勻，另一方面通過高溫集料對冷卻的礦粉進行加熱，若干拌時間不夠，高溫集料降溫不充分，在噴入瀝青濕拌的過程中，易導(dǎo)致瀝青超熱老化，如圖5 所示。因此，可適當(dāng)延長干拌時間至30 s 左右；為了保障拌和效率，可適當(dāng)降低濕拌時間至60 s 左右。

圖5 澆注式瀝青混合料生產(chǎn)（試拌）

2.3 澆注式瀝青混合料運輸

在點火生產(chǎn)的初期，GA 的出料溫度（和易性）存在一定的波動，為避免KOOKER 攪拌過程中過載，可采用2 輛KOOKER 輪流裝料，每次裝2～3 盤料。為提高裝料效率，可采用車尾對車尾的形式在卸料口下輪流裝料。如圖6 所示，在裝料和攪拌運輸過程中，應(yīng)安排專人定期觀察KOOKER 壓力表，當(dāng)壓力過大（正常情況下為15～20 MPa）時，應(yīng)停止裝料，或?qū)OOKER 中的混合料卸掉。

圖6 澆注式瀝青混合料裝料及壓力監(jiān)測

2.4 澆注式瀝青混合料攤鋪

GA 攤鋪機寬度通常為3.5～11.0 m，由若干個模塊拼接而成，在拼接過程中應(yīng)對接縫進行清理。如圖7 所示，攤鋪機之間的熨平板應(yīng)采用聯(lián)結(jié)螺栓緊固，每次施工完成后應(yīng)將熨平板拆卸清理后重新拼裝上，并用調(diào)平線檢測拼接的順直性，避免攤鋪后出現(xiàn)縱向刮痕，如圖8 所示。在橋面橫坡高的一側(cè)，熨平板的高度宜比攤鋪厚度高2～3 mm；在橋面橫坡低的一側(cè)，熨平板的高度宜比攤鋪厚度低2 mm 左右。

圖7 澆注式瀝青混合料攤鋪

圖8 熨平板加熱拼接不當(dāng)出現(xiàn)刮痕

如圖9 所示，在施工前，應(yīng)對GA 攤鋪機的熨平板進行加熱，溫度應(yīng)達(dá)到200℃以上，以保證攤鋪起步的平順性。此外，宜采用液化氣噴火槍對攤鋪起步區(qū)域的基面進行預(yù)熱，溫度宜達(dá)到50℃。

圖9 熨平板加熱

GA 攤鋪機履帶前方和后方宜設(shè)置縱向接縫加熱裝置，以提升接縫聯(lián)結(jié)效果?？v向接縫處的熨平板宜覆蓋一部分在原鋪裝層上，在熨平板壓力作用下以提升縱向施工縫的接縫效果，如圖10 所示。

圖10 接縫效果

在德國、瑞士等歐洲國家，主要通過COOKER溫度與壓力來評價混合料施工和易性。在日本和我國，主要通過劉埃爾流動性試驗來評定混合料的施工和易性。在取樣進行劉埃爾流動性和成型貫入度、低溫小梁、車轍試件測試時，應(yīng)用鐵鍬在卸料的過程中取樣，不得取卸在地面上的混合料。

攤鋪過程中若出現(xiàn)設(shè)備故障、長時間無法行走，則應(yīng)及時提機并清理卸載在橋面的混合料，在鋪裝層塑性變形不明顯時，及時切橫縫，對損傷的防水層黏結(jié)層應(yīng)進行補涂。

2.5 預(yù)拌瀝青碎石撒布及碾壓

預(yù)拌瀝青碎石瀝青用量通常為0.3%～0.5%，最佳瀝青用量以石料之間不相互粘黏為準(zhǔn)。采用黏度較低的道路石油瀝青，碎石裹覆瀝青更均勻。為提高碎石的瀝青裹覆效果，拌和時間宜控制在60 s 左右。預(yù)拌瀝青碎石宜施工前一天內(nèi)拌和，在撒布時宜殘留一定溫度。

在施工前后，應(yīng)對碎石撒布機齒狀鋼針分布的均勻性進行檢測，如圖11 所示，放料看碎石起伏狀態(tài)（起伏越大，表明撒布越不均勻），對變形的齒狀鋼針進行校正。

圖11 碎石撒布機調(diào)試

GA 用預(yù)拌瀝青碎石粒徑的規(guī)格通常為5～10 mm或10～15 mm。5～10 mm 預(yù)拌瀝青碎石通常采用人工滾輪進行碾壓，10～15 mm 預(yù)拌瀝青碎石通常采用2～3 t 小型雙鋼輪壓路機進行碾壓。

預(yù)拌瀝青碎石撒布寬度應(yīng)盡量靠近縱向接縫，避免接縫處預(yù)拌瀝青碎石欠缺的情況。如圖12 （a）所示，碎石撒布時，混合料表面溫度宜≥180℃，碎石撒布機宜緊跟攤鋪機。如圖12（b）所示，當(dāng)采用人工滾輪進行碾壓時，應(yīng)在攤鋪的兩側(cè)各安排一個工人，緊跟預(yù)拌瀝青碎石撒布機碾壓碎石，滾輪用隔離劑宜用抹布涂抹。如圖12（c）所示，當(dāng)采用小型雙鋼輪壓路機進行碾壓時，鋪裝表面溫度宜控制在110～135℃，鋼輪噴水量不宜過多，以鋼輪不黏瀝青為宜。

如圖12（d）所示，碎石碾壓后應(yīng)形成平整、均勻的表面。澆注式瀝青混合料表面撒布預(yù)拌瀝青碎石，主要是提高組合結(jié)構(gòu)抗車轍變形能力。因此，碎石碾壓深度宜不低于碎石粒徑的1/2，待碾壓完畢，應(yīng)清除松動或未嵌入穩(wěn)固的預(yù)拌瀝青碎石。

圖12 預(yù)拌瀝青碎石撒布及碾壓

3 結(jié)語

澆注式瀝青混合料作為一種密水性好、隨從變形能力和抗疲勞開裂性能優(yōu)的材料，在國內(nèi)外橋面鋪裝工程中得到了廣泛應(yīng)用。通過工藝控制、精細(xì)化施工，可有效提高澆注式瀝青混合料的施工質(zhì)量和橋面鋪裝服役耐久性。

本文結(jié)合上海兩港大道橋面鋪裝工程GA 的施工工藝特點，在現(xiàn)行《公路鋼橋面鋪裝設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3364-02—2019） 共性要求的基礎(chǔ)上，提出了聚合物改性瀝青防離析措施、礦粉黏性土快速評定方法、生產(chǎn)初期GA 輪流裝料方法、熨平板高度設(shè)置要求、預(yù)拌瀝青碎石均勻撒布控制等精細(xì)化施工質(zhì)量控制措施，可為類似工程施工提供參考。