【技术】浇注式沥青混凝土施工技术研究

摘要:本文借鉴国外的成功经验,特别是德国浇注式沥青混凝土铺装的研究成果,结合我国气候交通特征,介绍了浇注式沥青混凝土钢桥面铺装技术,并且在国内某大桥桥面铺装试验段中得到成功地应用。

关键词:浇注式沥青混凝土;施工技术;桥面铺装

浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能,抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的追从性,其在国外应用于桥面铺装已有多年的历史。当前,我国大跨径桥梁建设事业迅猛发展,研究适合我国国情的大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术具有重要的理论意义和实用价值。

1.施工前准备

在浇注式摊铺之前,应保持防水层清洁干燥,必要时应用吹风机进行吹风和干燥。由于浇注式摊铺机根据其行走轨道的高度控制铺装层的厚度,因此,应进行精确测量,准确确定轨道的高度。专用运输车Cooker。Cooker在进入施工现场前,应对其轮胎及底部进行清洗,防止运输车污染桥面。现场施工人员应穿上鞋套,以保证施工现场清洁。应保证浇注式沥青混凝料及时供应,加强对施工机械的检查以及人员的调配,防止因混合料、人员或机械产生的人为冷接缝。浇注式沥青混凝土摊铺劳动强度大,材料温度高,应充分做好安全防护工作,配备必要的劳保用品。

2.浇注式沥青混合料的生产注意事项

由于浇注式沥青混合料拌和温度高,搅拌时间长,因此对拌合楼的拌和能力和耐高温能力有很高的要求。由于浇注式沥青混合料所用的沥青粘度大,而且沥青含量比较高,混合料容易粘附在设备上,每次生产完毕后,待设备还没有完全冷却时,应对粘附的混合料进行彻底清理。在生产前应对运料小车、储罐或卸料斗清理并涂刷隔离剂。混合料拌和温度控制:如果矿粉未加热,则石料加热温度应为290~330℃,混合料拌和后出料温度按220~250℃目标控制。由于混合料中矿粉含量很大,因此混合料的拌和时间比较长,拌和时间为干拌15s,湿拌90s。拌和过程中应充分注意矿粉的掺加、沥青用量。冷料仓上料速度的设置应充分考虑到加热鼓风机中细集料的粉料(直径小于0.3mm的材料)损失。如发现任何异常情况,立即停机处理,通知摊铺现场,在未找到发生异常的原因并解决前,不得恢复生产。

3.浇注式沥青混合料的运输

采用专用运输车。拌合楼生产出来的浇注式沥青混凝料还需不断拌和和保温,以免混合料发生离析和温度降低而无法施工,因此,浇注式沥青混合料使用专门的运输设备Cooker。Cooker主要由三部分构成:沥青混凝土搅拌系统、加热系统和搅拌罐储存系统。在施工前,应对搅拌罐进行清理,对搅拌和加热系统进行仔细检查,避免Cooker装入混合料后发生故障,致使混合料滞留搅拌罐中。Cooker的加热方式可分为燃气和燃油两种。施工前应确保Cooker中的油和气充足。在Cooker初次进料之前,应将其温度预热至160℃左右,装入Cooker的混合料应保持不停地搅拌,同时应将Cooker的温度设置在220~250℃之间,确保混合料运至现场的温度为220~250℃。应尽量避免浇注式沥青混合料在高温的Cooker车中停留太久时间,总的等待时间不能超过5h,当在Cooker中的搅拌时间至少应在40min以上,实际工程施工中的控制在1~3h。

4.浇注式沥青混凝料的摊铺

对浇注式沥青混合料的摊铺要使用专用摊铺机。因为浇注式是自流成型无须碾压的沥青混合料,故此,浇注式沥青混合料的摊铺使用浇注式专用摊铺机。该摊铺机主要由三部分组成:自行牵引系统、混合料摊铺系统以及前置的布料系统。在进行混合料摊铺前,应提前30min对摊铺机进行预热,预热温度应达到160~200℃。运至现场的浇注式沥青混合料应对其温度进行测量,符合设计要求后,方可摊铺。

由于浇注式沥青混合料在220~250℃摊铺时具有流动性,需设置边侧限制,防止混合料侧向流动。在拆除边侧限制之前让铺装层冷却,以留下一个轮廓清晰的边侧连接。Cooker倒行至摊铺机前方,把混合料通过其后面的卸料槽直接卸在桥面板上。摊铺机的布料板左右移动,把浇注式沥青混合料铺开。摊铺机想前移动把沥青混合料整平到控制厚度。浇注式沥青混合料温度较高,其较好的流动性容易封闭部分空气,空气膨胀后会产生气泡,应及时将气泡戳掉,使之与下层能有较好地结合。

碎石撒布机紧随摊铺机后,当摊铺的沥青混凝土降到合适的温度,撒布预拌沥青碎石,采用人工用滚筒进行碾压,使碎石能较好地嵌入浇注式沥青混合料内,摊铺机行走的速度应与拌合楼拌和能力想匹配。接缝及边界处理,铺装过程中,应尽量避免施工横向接缝的产生。如遇到等料、天气变化的原因,应按如下方法设置横向施工接缝。使用边侧限制的钢制或木制挡板,切割成与浇注式摊铺宽度相同的长度,放置于欲设置施工接缝的位置,将摊铺机升起少许,从横向挡板上移动,抵住横向挡板,手持人工抹板将混合料抹至紧贴挡板,并抹平敲打击实。固定横向挡板,待混合料冷却后,方可拆除挡板。最后使混凝土具有垂直的横向截面,并敲掉松散混合料。在接缝出铺筑浇注式混合料之前,应使用红外喷枪对接缝处混凝土进行加热,保证接缝粘接强度,确保整个铺装的密实性和整体性。待混凝土出现软化后,将摊铺机高度铺装层相同高度,待布料板将混合料均匀铺开后,便可开动摊铺机进行正常摊铺。应观察接缝处新铺的混凝土,如出现松散麻面情况,立即进行人工清理。

浇注式沥青混凝土施工完毕后,混凝土内部仍有较高的温度,铺装结构没有完全硬化,如果开放交通,会造成铺面被污染、表面出现掉料、轮印等不良现象,因此要加强早期交通的管制。浇注式沥青混凝土摊铺完成后,至少要封闭 72 小时才能开放交通,此时禁止货车通行,且车辆不能在新路段上停留。

5.结论

浇注式沥青混凝土具有优良的防水、抗老化性能,抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的追从性,是一种理想的钢桥面铺装材料,但应用于我国的大跨径钢桥面铺装,必须充分考虑我国特有的交通条件和气候条件,不能直接套用国外的经验。浇注式沥青混凝土钢桥面铺装施工的难点是对施工温度和施工时间的控制。保证高的施工温度是浇注式沥青混凝土钢桥面铺装施工的最重要的技术关键。实桥施工的实践表明,浇注式沥青混凝土钢桥面铺装的施工并不十分复杂,具有进一步推广应用的价值。

参才文献

[1] 樊叶华. 大跨径钢桥面浇注式沥青混凝土铺装技术研究[D].南京:东南大学,2004

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