澆筑式瀝青混凝土在我國鋼橋面鋪裝中的應用研究

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一、引言

澆筑式瀝青混凝土最早起源于歐洲，歐洲是世界上澆筑式瀝青混凝土攤鋪技術研究和應用最早、最為成熟的地區。其中，德國首先將澆筑式瀝青混凝土應用于鋼橋面攤鋪。澆筑式瀝青混凝土德文為Guβasphalt，英文為Gussasphalt，其中Guβ原是“河流”之意，引申為“澆注流淌”，其含義是澆筑式瀝青混凝土具有流動性，攤鋪時不需要碾壓，只需要簡單的攤鋪整平即可完成施工，達到規定的密實度和平整度，它的整體性好、防水性能優良，隨后傳入美國、日本等其他國家，得到廣泛的應用。

20世紀90年代，澆筑式瀝青混凝土在引入我國后，經歷了不斷改進和完善，已有大量的工程應用，如東海大橋、重慶朝天門大橋、菜園壩大橋、南京長江四橋等。目前，國內外大多數國家對鋼橋橋面攤鋪設計(包括攤鋪材料與厚度設計)主要采用基于材料試驗的經驗設計法。從減輕橋梁自重，提高行車舒適性及適應鋼橋面板的大變形等方面考慮，大多數國家傾向于采用薄層瀝青混合料作為鋼橋面攤鋪層。隨著我國鋼橋面攤鋪技術的持續改進和完善，澆筑式瀝青混凝土的性能得到了很大提高，其所具有的性能優勢是其他類型混凝土無法媲美的，在道路或其他工程特別是橋面攤鋪工程中，具有很強的適用性。

二、澆筑式瀝青混凝土在我國鋼橋面鋪裝中存在的問題

(一)配合比設計問題。澆筑式瀝青混凝土的配合比設計過程相對簡單，設計過程主要考慮混合料流動性與高溫穩定性之間的兼容，配合比設計所得的澆筑式混合料配方，能否適合攪拌站大規模生產，還依賴于試驗室諸多試驗參數的選取，而試驗參數的確定，較大程度地來源于試驗室檢測結果與施工現場混合料實際狀況之間的關聯性。

配合比設計結果是否合理，直接影響澆筑式瀝青混凝土的施工質量，如果混合料配合比設計不當，則澆筑式瀝青混凝土的施工從源頭上就是錯誤的，必導致澆筑式瀝青混凝土生產出現混合料干燥或離析現象。

(二)生產過程中存在的問題。澆注式瀝青混合料半成品料性狀不正確：級配不正確，攪拌站計量偏差、篩網破損；溫度不合適，溫度傳感器故障、熱料倉集料溫度不準。澆注式瀝青混合料出料溫度不正確：溫度傳感器故障、熱料倉集料溫度不準確。Cooker運輸車攪拌壓力不正常：Cooker液壓系統參數設置不正確、混合料流動性過大或過小。攪拌站高溫報警：尾氣保護溫度設置過低，干燥筒點火時，參數設置不正確。

(三)施工過程中存在的問題。澆筑式瀝青混凝土施工時需根據工程的具體情況設置施工縫，盡量設置縱向施工縫，分別為行車道間以及行車道與邊帶之間的界面。不設置橫向施工縫，若遇特殊情況，需設置施工橫縫時，橫縫設置于頂梁間隔約1/4處。縱橫縫設置方式均按照澆筑式瀝青混凝土邊帶攤鋪所列的粘貼瀝青類貼縫條的方式處治。澆筑式瀝青混凝土接縫處所用瀝青貼縫條的主要材質為改性瀝青，其強度遠遠低于澆注式瀝青混合料，因此貼縫條厚度越大，結構中形成的薄弱層就越寬；加之貼縫條厚度過厚會導致其融化不徹底，影響封水效果。在后期車輛行駛的過程中，在受力薄弱部位的接縫位置會出現嚴重的開裂病害。

三、澆筑式瀝青混凝土病害防治措施

(一)配合比設計。澆注式瀝青混合料的配合比設計是質量保證的源頭，配合比設計過程中嚴格控制改性瀝青指標、集料和礦粉性能，避免瀝青用量過高引起離析，或過低從而未能充分包裹集料和礦粉；同時溫度是生產混合料的關鍵性指標，避免因加熱溫度過高引起瀝青老化，從而降低混合料路用性能。

在原材料的選擇上，改性瀝青性能達到設計要求，并滿足澆注式混合料實際需要；集料性能滿足設計，強度在300℃高溫作用后不衰減；礦粉必須純凈，雜質含量不超過5%，0.075mm通過率要求大于80%，且品質穩定。生產配合比設計所用級配按照目標配合比最佳級配擬合，按照目標配合比設計和生產配合比設計所確定的生產參數對攪拌站進行設置，生產至少20t混合料，在Cooker中繼續升溫和攪拌，測試不同攪拌時間(40min、2h、4h、6h)的澆注式瀝青混合料性能，包括流動性和貫入度。

(二)澆筑式瀝青混凝土生產。混合料生產是質量保證的關鍵，澆筑式瀝青混凝土中，石灰石礦粉用量高達25%左右，礦粉必須純凈，雜質含量不超過5%，同時，0.075mm通過率應大于80%，且品質要保持穩定。如果采用不達標的礦粉生產的澆筑式瀝青混凝土將會產生嚴重離析，因此，需采用雙控模式控制礦粉質量：一方面派專人到礦粉加工廠監控礦粉生產過程；另一方面，礦粉進場時試驗檢測人員必須對入場的每一罐礦粉分上、中、下三個部位進行抽樣檢測。

混合料生產時，Cooker提前預熱至160℃，并隨時監控Cooker溫控系統和攪拌系統的工作狀態，Cooker溫控標準設置為240℃。澆注式瀝青混合料在Cooker內的升溫攪拌時間不低于40min：當混合料溫度為220-250℃時，攪拌時間不超過6h，當溫度>260℃時，攪拌時間不超過4h。

(三)澆筑式瀝青混凝土施工。澆筑式瀝青混凝土與接縫處應使用獨有的含加筋網的超薄貼縫條，此種貼縫條在生產時以玻纖網為骨架，起到加筋作用，可以顯著提升接縫處粘結強度，并且由于玻纖網的加入，可以大大降低貼縫條厚度，有效降低了接縫處薄弱層寬度。

四、結束語

澆筑式瀝青混合料具有良好的致密性和耐久性，和鋼橋面共同組成受力體，提高橋梁使用壽命。隨著澆筑式瀝青混凝土在國內鋼橋面攤鋪中不斷完善和改性優化，整體使用情況表現良好。澆筑式瀝青混凝土已經構成國內目前應用數量最多、面積最大的主流攤鋪體系。但澆筑式瀝青混凝土施工規范、標準還不不健全，尚未形成完整的施工體系，仍需要進一步研究。