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                澆注式瀝青混凝土施工質量控制要點

                發布時間:2021-01-09 12:11人氣:
                摘    要:
                澆注式瀝青混凝土是引進的改性瀝青混合料,“Eliminator+GA10+SMA10”是典型的鋪裝結構,適應鋼橋面鋪裝高溫穩定、低溫抗裂、變形和防水性能的要求,文章通過國內成功實踐應用和總結,簡述了其材料性能、施工工藝及各主要環節質量控制要點,對現場施工具有較強的指導作用。
                 
                關鍵詞:
                澆注式瀝青混凝土; 材料; 特殊設備; 工序質量控制;
                 
                 
                澆注式瀝青混凝土(gussasphalt簡稱GA)是一種完全懸浮式結構的瀝青混凝土,由集料、礦粉和瀝青組成混合料,其組成特點主要是礦粉含量高(20%-30%)、瀝青含量高(7-10%),在高溫下經拌和后具有一定流動性,無需碾壓、形成密實不透水的鋪裝層。作為鋼橋面鋪裝路用材料,澆注式瀝青混凝土具有強度高、高溫穩定、低溫抗裂、耐疲勞、耐久、不透水、與鋼板變形協調、粘結性好,便于施工、易于維護等特點。
                 
                GA最早源于德國,在歐洲和日本應用廣泛,我國從上世紀90年代末開始對澆注式瀝青混合料的鋪裝性能進行研究,并應用于具體工程中。南京最早應用澆注式瀝青混凝土是緯七路隧道江心洲夾江大橋項目,主橋鋼箱梁采用“Eliminator+GA10+SMA10”的鋪裝結構(見表1),防水粘結層是Eliminator體系,鋪裝下層是30mm厚GA10,面層是30mm厚高彈改性瀝青SMA10,2009年通車至今橋面鋪裝使用良好。南京長江四橋、南京長江大橋維修改造、浦儀公路夾江大橋鋼橋面鋪裝均采用類似鋪裝結構,下面以緯七路夾江大橋GA施工為例,詳述其材料性能、特殊設備、施工工藝及質量控制各環節要點。
                 
                1 材料性能指標
                1.1 改性瀝青
                采用天然湖瀝青TLA (Trinidad Lake Asphaltr的縮寫,特立尼達湖瀝青)和基質瀝青(20-40)的混合料瀝青材料,其中TLA摻量30%,TLA性能指標滿足表2要求,混合后的瀝青性能指標滿足表3要求。
                 
                為改善施工流動性,在混合料拌和過程中添加中溫化改性劑Sasobit1-3%(瀝青比例),添加方法:可直接投入加熱的瀝青中,直接攪拌30-60min,或者直接投入混合料中與混合料一起攪拌,而不需要再額外延長拌和時間。
                 
                表1 行車道鋼橋面鋪裝結構     下載原表
                 
                表1 行車道鋼橋面鋪裝結構
                表2 TLA技術要求     下載原表
                 
                表2 TLA技術要求
                1.2 集料
                集料采用耐磨的玄武巖破碎,粗集料大于4.75mm篩孔集料中的針片狀顆粒不超過10%,且240℃保溫60min壓碎值不大于28%;細集料中需有一定含量的天然砂以提高混合料的流動性,天然砂應為粗、中砂且天然砂和機制砂的比例不要超過1:1,最好控制在1:2為宜;礦粉采用石灰巖磨制,其0.075mm篩孔通過率不低于80%;其它指標滿足《公路瀝青路面施工技術規范》的要求。
                 
                1.3 級配
                混合料級配滿足表4要求。
                 
                1.4 GA
                性能指標滿足表5要求。
                 
                2 鋪裝施工準備控制
                準備好機械設備、原材料性能試驗、現場配合比設計、試驗拌和與取樣性能試驗、鋪裝材料等。其中特殊機械有:帶有吸塵裝置的自動打砂機、防水粘結層專用拌和及噴涂設備,拌和樓(不低于200t/h),改性瀝青生產設備(有保溫及攪拌功能的30t儲罐)、澆注式瀝青攤鋪機、澆注式瀝青混凝土專用攪拌保溫設備(Cooker車),其中Cooker的數量以澆注式在Cooker中的儲存時間限制為依據?,F場混合料配合比設計應滿足設計提出的目標配合比要求,通過流動度、貫入度、貫入度增量、低溫彎曲試驗確定最佳瀝青用量和級配,流動度、貫入度、貫入度增量作為控制指標,通過低溫彎曲試驗檢驗抗裂能力。
                 
                3 施工工藝及主要工序質量控制要點
                3.1 噴砂除銹
                (1)對鋼板表面焊瘤、毛刺打磨和油脂清洗處理,焊接余高不超過5mm;(2)下雨、結露等嚴禁除銹作業;鋼板表面溫度應高于露點(露點依據相對濕度和環境溫度表確定)3℃,相對濕度≤85%;(3)不同鋼砂(丸粒和砂粒)組成,噴砂除銹工藝確認;(4)對于打砂機不能施工的區域或邊緣,采用手提式打砂機磨平;(5)除銹后鋼板表面呈近銀白金屬光澤,清潔無銹點,清潔度達到Sa2.5,粗糙度達到50-100μm;人工小范圍打磨除銹的清潔度應達到Sa3.0。
                 
                3.2 Eliminator防水粘結層
                (1)由專業化企業施工;(2)基面干燥潔凈無塵,大風、雨雪、結露等氣候嚴禁涂布,環境溫度-10-40℃;(3)涂布操作:噴砂除銹合格后3h內實施防腐金屬底漆Zed S94,用量為100-200g/m2,采用噴涂或人工施工;(4)E-liminator防水涂料分兩層施工,每層濕膜總厚度不小于1.2mm,干膜總厚度不小于2mm,總用量2500-3500g/m2,必須噴涂施工;(5)噴涂作業時,風速較大導致出現灑布斑痕,風速大于10m/s時不得施工;(6)Eliminator完全固化后,立即噴涂Tack Coat No.2膠粘劑,用量為100-200g/m2,采用噴涂或人工施工;(7)涂布應均勻,對于漏涂、龜裂、流墜、針眼和氣泡等缺陷應及時修復。
                 
                3.3 改性瀝青貯存
                (1)改性瀝青攪拌工藝按供應商的要求進行;(2)每次攪拌瀝青的初始溫度、時間、出料溫度有詳細記錄;(3)貯存溫度不超過供應商的規定溫度,貯存能力不低于30t;(4)改性瀝青采用涂膜、撕膜法檢驗是否攪拌均勻,攪拌均勻后,應每一施工日取樣1次,進行針入度、軟化點、延度等關鍵指標的試驗檢測;(5)已攪拌均勻的改性瀝青因施工原因而需要貯存24h以上時,應150℃以下攪拌低溫貯存,停止施工48h以上時,應冷卻靜止貯存,施工前一夜,需預先將貯存的基質瀝青加熱到165-175℃,并保持這一溫度。
                 
                表4 混合料級配范圍要求     下載原表
                 
                表4 混合料級配范圍要求
                表3 GA改性瀝青技術要求     下載原表
                 
                表3 GA改性瀝青技術要求
                表5 GA10瀝青混凝土技術要求     下載原表
                 
                表5 GA10瀝青混凝土技術要求
                3.4 澆注式瀝青混合料拌和
                (1)對拌和樓拌和能力和耐高溫能力要求高,宜采用具有礦粉加熱干燥功能的拌合設備;(2)改性瀝青的加熱溫度175-185℃,石料加熱溫度240-280℃(礦粉提前加熱至80-120℃)或290-320℃(礦粉未加熱);(3)拌合工藝采用加熱集料摻入礦粉干拌15s,使礦粉充分升溫并排除礦粉中的水分,同時使集料溫度降低,再加入改性瀝青后拌合60S;(4)拌和后出料溫度220-240℃,在濕拌過程中加入改善流動性的Sasobit;(5)拌和過程中注意礦粉摻加、改性瀝青用量及出料溫度的控制。
                 
                3.5 澆注式瀝青混合料運輸
                (1)混合料拌合后放入專用的運輸車(Cooker車)中保溫拌合、運輸,Cooker車具有加熱、豎向攪拌功能,運輸過程中應關閉運輸罐的上蓋,盡可能減少與空氣的接觸和溫度的損失;(2)運輸過程中混合料溫度限制在220-240℃,以免混合料發生離析或溫度降低而無法施工,溫度不超過250℃,以防止瀝青混合料結硬,超過260℃時為廢料;(3)在攪拌運輸設備中至少攪拌45min方可攤鋪;(4)避免混合料在Cooker車中停留太長時間,一般不超過4h,超過6h時混合料應廢棄;(5)Cooker車在上橋前,應對其輪胎及底板進行清潔,防止運輸車污染橋面。
                 
                3.6 澆注式瀝青混合料攤鋪
                (1)受攤鋪機寬度限制需分幅攤鋪,分幅線避開縱隔板位置,與鋼箱梁頂板U型肋焊接點錯開,分幅線避開行車道輪跡帶位置,設置在車行標線附近;(2)攤鋪寬度應考慮橋面板平整度和橋面板翹曲變形影響,以3-4m左右為宜;(3)攤鋪機每天攤鋪前至少提前半小時預熱熨平板,攤鋪時熨平板溫度不低于100℃,攤鋪機前至少達到3臺以上Cooker車后方可進行攤鋪作業,攤鋪速度一般在2-3m/min,與拌和能力相適應,攤鋪過程中不應停機待料;(4)邊側限制,先鋪兩邊,攤鋪方向為由低到高,防止側向流動;(5)考慮橋面平整度,攤鋪前測量放樣確定一定間隔某點的攤鋪厚度,調整導軌的高度及邊側限制板,確定攤鋪厚度;(6)攤鋪后場對混合料級配、油石比進行檢測,現場對混合料溫度、劉埃爾流動度、貫入度指標進行檢測,要求混合料不離析、不結塊;(7)撒布5-10mm預拌0.5-1.0%瀝青的碎石,預拌碎石要被瀝青均勻包裹無露白且冷卻后不結團,預拌碎石撒布量5-10kg/m2,用人工滾筒或小鋼輪將碎石壓入澆注式瀝青混凝土中;(8)橫向施工縫設在橋梁伸縮縫處,中間盡量不設施工縫,當無法避免時,橫向施工縫應距橫肋或橫梁位置1m以上;縱向施工縫應距縱腹板位置30cm以上;接縫位置采用預熱處理或使用貼縫條,確保新老澆注式瀝青混凝土形成整體;(9)澆注式瀝青鋪裝完畢,在高溫條件下應檢查是否有鼓包發生,一旦出現鼓包,則應鏟除鼓包處的鋪裝層,清理后重新涂抹防水粘結層,再用新的澆注式瀝青混合料回補、找平。
                 
                隨著大跨徑橋梁建設的迅速發展,鋼橋面澆注式瀝青混凝土鋪裝應用越來越多,盡管鋼橋面鋪裝對氣候、荷載、結構剛度、平縱線形和瀝青混合料類型有較高的要求,但實踐證明,像南京這樣夏季高溫炎熱、冬季低溫地區,澆注式瀝青混凝土依然能滿足使用功能,澆注式瀝青混凝土具有較好的熱穩定性、變形性和防水性能,只要嚴把材料質量、嚴格工序質量控制,澆注式瀝青混凝土能滿足我國鋼橋面鋪裝的使用要求。

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