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混凝土施工质量控制要点探析

2021-01-12 16:07 来源:质量控制论文 人参与在线咨询

摘要:浇注式沥青混凝土是引进的改性沥青混合料,“Eliminator+GA10+SMA10”是典型的铺装结构,适应钢桥面铺装高温稳定、低温抗裂、变形和防水性能的要求,文章通过国内成功实践应用和总结,简述了其材料性能、施工工艺及各主要环节质量控制要点,对现场施工具有较强的指导作用。

关键词:浇注式沥青混凝土;材料;特殊设备;工序质量控制

浇注式沥青混凝土(gussasphalt简称GA)是一种完全悬浮式结构的沥青混凝土,由集料、矿粉和沥青组成混合料,其组成特点主要是矿粉含量高(20%-30%)、沥青含量高(7-10%),在高温下经拌和后具有一定流动性,无需碾压、形成密实不透水的铺装层。作为钢桥面铺装路用材料,浇注式沥青混凝土具有强度高、高温稳定、低温抗裂、耐疲劳、耐久、不透水、与钢板变形协调、粘结性好,便于施工、易于维护等特点。GA最早源于德国,在欧洲和日本应用广泛,我国从上世纪90年代末开始对浇注式沥青混合料的铺装性能进行研究,并应用于具体工程中。南京最早应用浇注式沥青混凝土是纬七路隧道江心洲夹江大桥项目,主桥钢箱梁采用“Eliminator+GA10+SMA10”的铺装结构(见表1),防水粘结层是Eliminator体系,铺装下层是30mm厚GA10,面层是30mm厚高弹改性沥青SMA10,2009年通车至今桥面铺装使用良好。南京长江四桥、南京长江大桥维修改造、浦仪公路夹江大桥钢桥面铺装均采用类似铺装结构,下面以纬七路夹江大桥GA施工为例,详述其材料性能、特殊设备、施工工艺及质量控制各环节要点。

1材料性能指标

1.1改性沥青。采用天然湖沥青TLA(TrinidadLakeAsphaltr的缩写,特立尼达湖沥青)和基质沥青(20-40)的混合料沥青材料,其中TLA掺量30%,TLA性能指标满足表2要求,混合后的沥青性能指标满足表3要求。为改善施工流动性,在混合料拌和过程中添加中温化改性剂Sasobit1-3%(沥青比例),添加方法:可直接投入加热的沥青中,直接搅拌30-60min,或者直接投入混合料中与混合料一起搅拌,而不需要再额外延长拌和时间。

1.2集料。集料采用耐磨的玄武岩破碎,粗集料大于4.75mm筛孔集料中的针片状颗粒不超过10%,且240℃保温60min压碎值不大于28%;细集料中需有一定含量的天然砂以提高混合料的流动性,天然砂应为粗、中砂且天然砂和机制砂的比例不要超过1:1,最好控制在1:2为宜;矿粉采用石灰岩磨制,其0.075mm筛孔通过率不低于80%;其它指标满足《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

1.3级配。混合料级配满足表4要求。

1.4GA。性能指标满足表5要求。

2铺装施工准备控制

准备好机械设备、原材料性能试验、现场配合比设计、试验拌和与取样性能试验、铺装材料等。其中特殊机械有:带有吸尘装置的自动打砂机、防水粘结层专用拌和及喷涂设备,拌和楼(不低于200t/h),改性沥青生产设备(有保温及搅拌功能的30t储罐)、浇注式沥青摊铺机、浇注式沥青混凝土专用搅拌保温设备(Cooker车),其中Cooker的数量以浇注式在Cooker中的储存时间限制为依据。现场混合料配合比设计应满足设计提出的目标配合比要求,通过流动度、贯入度、贯入度增量、低温弯曲试验确定最佳沥青用量和级配,流动度、贯入度、贯入度增量作为控制指标,通过低温弯曲试验检验抗裂能力。

3施工工艺及主要工序质量控制要点

3.1喷砂除锈。(1)对钢板表面焊瘤、毛刺打磨和油脂清洗处理,焊接余高不超过5mm;(2)下雨、结露等严禁除锈作业;钢板表面温度应高于露点(露点依据相对湿度和环境温度表确定)3℃,相对湿度≤85%;(3)不同钢砂(丸粒和砂粒)组成,喷砂除锈工艺确认;(4)对于打砂机不能施工的区域或边缘,采用手提式打砂机磨平;(5)除锈后钢板表面呈近银白金属光泽,清洁无锈点,清洁度达到Sa2.5,粗糙度达到50-100μm;人工小范围打磨除锈的清洁度应达到Sa3.0。

3.2Eliminator防水粘结层。(1)由专业化企业施工;(2)基面干燥洁净无尘,大风、雨雪、结露等气候严禁涂布,环境温度-10-40℃;(3)涂布操作:喷砂除锈合格后3h内实施防腐金属底漆ZedS94,用量为100-200g/m2,采用喷涂或人工施工;(4)E-liminator防水涂料分两层施工,每层湿膜总厚度不小于1.2mm,干膜总厚度不小于2mm,总用量2500-3500g/m2,必须喷涂施工;(5)喷涂作业时,风速较大导致出现洒布斑痕,风速大于10m/s时不得施工;(6)Eliminator完全固化后,立即喷涂TackCoatNo.2胶粘剂,用量为100-200g/m2,采用喷涂或人工施工;(7)涂布应均匀,对于漏涂、龟裂、流坠、针眼和气泡等缺陷应及时修复。

3.3改性沥青贮存。(1)改性沥青搅拌工艺按供应商的要求进行;(2)每次搅拌沥青的初始温度、时间、出料温度有详细记录;(3)贮存温度不超过供应商的规定温度,贮存能力不低于30t;(4)改性沥青采用涂膜、撕膜法检验是否搅拌均匀,搅拌均匀后,应每一施工日取样1次,进行针入度、软化点、延度等关键指标的试验检测;(5)已搅拌均匀的改性沥青因施工原因而需要贮存24h以上时,应150℃以下搅拌低温贮存,停止施工48h以上时,应冷却静止贮存,施工前一夜,需预先将贮存的基质沥青加热到165-175℃,并保持这一温度。

3.4浇注式沥青混合料拌和。(1)对拌和楼拌和能力和耐高温能力要求高,宜采用具有矿粉加热干燥功能的拌合设备;(2)改性沥青的加热温度175-185℃,石料加热温度240-280℃(矿粉提前加热至80-120℃)或290-320℃(矿粉未加热);(3)拌合工艺采用加热集料掺入矿粉干拌15s,使矿粉充分升温并排除矿粉中的水分,同时使集料温度降低,再加入改性沥青后拌合60S;(4)拌和后出料温度220-240℃,在湿拌过程中加入改善流动性的Sasobit;(5)拌和过程中注意矿粉掺加、改性沥青用量及出料温度的控制。

3.5浇注式沥青混合料运输。(1)混合料拌合后放入专用的运输车(Cooker车)中保温拌合、运输,Cooker车具有加热、竖向搅拌功能,运输过程中应关闭运输罐的上盖,尽可能减少与空气的接触和温度的损失;(2)运输过程中混合料温度限制在220-240℃,以免混合料发生离析或温度降低而无法施工,温度不超过250℃,以防止沥青混合料结硬,超过260℃时为废料;(3)在搅拌运输设备中至少搅拌45min方可摊铺;(4)避免混合料在Cooker车中停留太长时间,一般不超过4h,超过6h时混合料应废弃;(5)Cooker车在上桥前,应对其轮胎及底板进行清洁,防止运输车污染桥面。

3.6浇注式沥青混合料摊铺。(1)受摊铺机宽度限制需分幅摊铺,分幅线避开纵隔板位置,与钢箱梁顶板U型肋焊接点错开,分幅线避开行车道轮迹带位置,设置在车行标线附近;(2)摊铺宽度应考虑桥面板平整度和桥面板翘曲变形影响,以3-4m左右为宜;(3)摊铺机每天摊铺前至少提前半小时预热熨平板,摊铺时熨平板温度不低于100℃,摊铺机前至少达到3台以上Cooker车后方可进行摊铺作业,摊铺速度一般在2-3m/min,与拌和能力相适应,摊铺过程中不应停机待料;(4)边侧限制,先铺两边,摊铺方向为由低到高,防止侧向流动;(5)考虑桥面平整度,摊铺前测量放样确定一定间隔某点的摊铺厚度,调整导轨的高度及边侧限制板,确定摊铺厚度;(6)摊铺后场对混合料级配、油石比进行检测,现场对混合料温度、刘埃尔流动度、贯入度指标进行检测,要求混合料不离析、不结块;(7)撒布5-10mm预拌0.5-1.0%沥青的碎石,预拌碎石要被沥青均匀包裹无露白且冷却后不结团,预拌碎石撒布量5-10kg/m2,用人工滚筒或小钢轮将碎石压入浇注式沥青混凝土中;(8)横向施工缝设在桥梁伸缩缝处,中间尽量不设施工缝,当无法避免时,横向施工缝应距横肋或横梁位置1m以上;纵向施工缝应距纵腹板位置30cm以上;接缝位置采用预热处理或使用贴缝条,确保新老浇注式沥青混凝土形成整体;(9)浇注式沥青铺装完毕,在高温条件下应检查是否有鼓包发生,一旦出现鼓包,则应铲除鼓包处的铺装层,清理后重新涂抹防水粘结层,再用新的浇注式沥青混合料回补、找平。随着大跨径桥梁建设的迅速发展,钢桥面浇注式沥青混凝土铺装应用越来越多,尽管钢桥面铺装对气候、荷载、结构刚度、平纵线形和沥青混合料类型有较高的要求,但实践证明,像南京这样夏季高温炎热、冬季低温地区,浇注式沥青混凝土依然能满足使用功能,浇注式沥青混凝土具有较好的热稳定性、变形性和防水性能,只要严把材料质量、严格工序质量控制,浇注式沥青混凝土能满足我国钢桥面铺装的使用要求。

参考文献:

[1]纬七路隧道夹江大桥钢箱梁桥面铺装施工图设计[Z].

[2]JTG/T3364-02-2019.公路钢桥面铺装设计与施工技术规范[S].

[3]DB32/T2678-2014.复合浇注式沥青钢桥面铺装设计与施工技术规范[S].

[4]重庆交通科研设计院.公路钢箱梁桥面设计与施工技术指南[Z].

作者:刘国昌 单位:南京市公共工程建设中心

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