浇筑式沥青混凝土铺装施工工法及在钢桥面铺装中的应用
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浇筑式沥青混凝土铺装施工工法包括浇筑式沥青混合料生产、运输、摊铺、撒布碎石等全过程施工技术控制。浇筑式沥青混凝土意义为“流动路面”，其含义是浇筑式沥青混凝土具有流动性，摊铺时不需要碾压，只需要简单的摊铺整平即可完成施工。浇筑式沥青混凝土属于密级配沥青混凝土，混合料具有细集料含量高，矿粉含量高，沥青含量高等特点，较多的沥青含量使骨料处于悬浮状态, 它与热压沥青混凝土不同的是其空隙率很小，而且内部空隙不连续，浇筑式沥青混凝土不透水，在层内不会出现水损害。浇筑式沥青混凝土有较高的沥青含量，具有较好的抗低温开裂能力，同时又具有良好的密水性、耐久性、整体性好等特点。
浇筑式沥青混凝土的空隙率很小，而且内部空隙不连续，防止水渗透能力强，水不会渗透到桥梁主体结构中，有效保护了桥梁主体结构不受腐蚀，延长了使用寿命，其经济效益十分显著。
浇筑式沥青混凝土具有整体性好及变形能力强的优点，能够确保铺装层与桥面板的有效粘接，优良的变形性能能较好地适应桥梁结构的变形，提高铺装层与桥面板的粘接强度和抗剪切性能，延长路面的使用寿命，养护、维修和管理费用降低，路面全寿命周期成本降低，经济效益和社会效益显著。
本工法已应用于山东胜利黄河大桥、天津子牙河大桥、安庆长江大桥、上海东海大桥、长沙三汊矶大桥、重庆嘉陵江嘉华大桥和重庆菜园坝长江大桥、重庆长江大桥复线桥、重庆朝天门大桥钢桥面和水泥桥面铺装以及重庆渝邻高速公路隧道铺装等，并取得了良好的应用效果。
随着国家交通建设事业的快速发展，其结构的耐久性及路面的使用功能越来越受到重视；其中浇筑式沥青混凝土良好抗低温开裂能力、密水性、耐久性等特点；受到越来越多用户的欢迎；浇筑式沥青混凝土必将在未来得到更为广泛的应用。在此背景下，本工法将会得到不断的完善和更新，其应用前景将十分广阔。
浇筑式沥青混合料生产
浇筑式沥青混合料装入专用运输设备Cooker
Cooker摊铺机前下料
摊铺浇筑式沥青混合料
浇筑式沥青混合料摊铺边缘人工修整
浇筑式沥青混合料摊铺整平后
撒布机撒布碎石
人工滚压碎石
浇筑式沥青混凝土成型路面（一）
浇筑式沥青混凝土成型路面（二）
浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用
1.浇注式沥青混凝土简介
1.1定义
浇注式沥青混凝土是沥青混凝土按照施工工艺作为分类标准确定的一种沥青混凝土。浇注式沥青混凝土属于悬浮式密实型结构的沥青混凝土。
1.2分类
浇注式沥青混凝土用作桥面铺装通常有两种形式。
1.2.1以英国等国家为代表的浇注式沥青混凝土
英国、法国以及地中海沿岸的国家对这种材料习惯于用材料特性命名，称之为沥青玛蹄脂（Mastic asphalt，简称MA），采用单层铺装。
1.2.2以德国、日本为代表的浇注式沥青混凝土
浇注式沥青混凝土的德文为Guβasphalt，其中Guβ原是“河流”之意，引申为“浇注流淌”，浇注式沥青混凝土英文为Gussasphalt，简称GA。
1.2.3区别
按照德国ZTV沥青规范和英国标准BS1447，可以看出英国的浇注式沥青混凝土与德国的浇注式沥青混凝土的原则性区别只是沥青玛蹄脂中的粗集料在大颗粒范围内不使用分等级的颗粒，而几乎是使用单粒径的碎石。
英国单层浇注式沥青混凝土，先拌和沥青、矿粉及3mm以下细集料，再掺加粗集料碎石拌和成品混合料的两阶段拌和工艺，使其级配带有断级配特征且施工效率较低（工期较长）。
而德国、日本等国使用的浇注式沥青混凝土，其混合料采用拌和站拌和，为一阶段拌和工艺；在运输机摊铺设备相匹配情况下，可以连续施工，效率较高。
1.3 特点
1.3.1自流性
浇注式沥青混凝土的特点是在较高施工温度（220～250℃）下具有较好的流动性和施工和易性，由于沥青混合料有一定的流动性，只需要用摊铺整平机即可完成施工，不需碾压，并能达到规定的密实度和平整度。
1.3.2密水性
浇注式沥青混合料本身具有细集料含量高、矿粉含量高、沥青含量高等特点，较多的沥青及矿粉含量使骨料处于悬浮状态。与热碾压沥青混凝土不同，其空隙率很小，而且内部空隙不连续，因而成型的浇注式沥青混凝土不透水，耐冻融、耐油、抗老化。
1.3.3抗开裂性
浇注式沥青混凝土变形能力强，整体性优良，沥青含量高，具有优良的抗低温开裂与抗疲劳开裂性能。
2.国外浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用
由于浇注式沥青混凝土具有独特的防水、抗老化性能、抗疲劳性能以及对钢桥面板优良的追从性和粘结性能，因此，其在国外广泛应用于桥面铺装。
2.1以英国为代表的浇注式沥青混凝土铺装
英国道路运输研究协会在20世纪50年代早期时就对钢桥面铺装作了广泛的研究，目的是为了寻找一个合适的钢桥面铺装结构，英国TRRL（运输与道路研究实验室）进行大量试验研究后，结论是采用约38mm厚的单层浇注式沥青混凝土铺装是最合适的，并将结论写入路桥施工手册（1964年），这些结论在福斯桥的钢桥面铺装工程中得到首次采用，经过40多年实际经验的验证，这种铺面结构有超过30年的使用寿命。
英国Humber Bridge，1981年修建，该图拍摄时间为2007年6月
2.2以德国、日本为代表的GA铺装
2.2.1浇注式沥青混凝土在德国
德国于1917年开始研发浇注式沥青混凝土，并将浇注式沥青混凝土大量应用于建筑物防水层和铺面工程中。最初，浇注式沥青混凝土在德国钢桥面铺装中的应用也较成功，通过对Oberkasseler、Mulheim、Zoo等钢桥的调查发现浇注式沥青混凝土铺装的性能优异。从德国浇注式沥青混凝土的级配来看，其分为三级(0/5、0/8、0/11（s）)，细级配常应用于室内防水层或屋顶防水层，中间级配多应用于屋外停车场，粗级配则应用于磨耗层或其它表面要求较粗糙的地方，因此浇注式沥青混凝土在德国的应用范围非常广泛。
德国Mulheim Bridge
在钢桥面铺装沥青铺装层的选择上，德国更多的是针对防水体系的协调性要求、防水保护要求、桥面铺装温度应力大、铺装内剪切力较大以及铺装承受桥梁动荷载的特点，提出相适应的铺装结构体系；此外还非常重视桥面铺装接缝处以及铺装与构造物之间的防水处置。其铺装防水体系由原来的五种缩减到现在的两种：防水卷材＋浇注式沥青混凝土；液态塑料防水层＋浇注式沥青混凝土，因此浇注式沥青混凝土在德国广泛应用于钢桥面铺装的下层。
2.2.2浇注式沥青混凝土在日本
日本使浇注式沥青混凝土及其技术得到了长足和全面深入的发展及推广。1950年日本着手研究钢桥面铺装，并于1955年首先在东京都的新六桥完成两层的沥青混凝土铺装，1956年日本在从德国引进相应的技术后，以多田宏行先生为代表的铺装专家根据日本本国的特点，对德国浇注式沥青混凝土的材料组成及相应的技术标准作了较大的调整，逐步形成了符合日本国情的一整套技术，并且在1961年沥青铺装纲要中公布了相关的钢桥面铺装技术规范。
日本1987年建成的东关东公路利根川叠合梁斜拉桥桥面下层，就是采用40 mm厚浇注式沥青铺装。日本对几座大桥(如尾道大挢、广岛大桥、幌向川桥、第2寝屋川桥等) 下层采用浇注式沥青铺装进行调查发现，在经过若干年使用后，尽管上层桥面出现裂缝，但下层浇注式沥青铺装层却未见异常现象。
日本名港西大桥
2.3浇注式沥青混凝土在国外桥面铺装的应用案例
浇注式沥青混凝土在国外应用于桥面铺装已有70年的历史，世界上最早采用特立尼达湖沥青修筑浇注式沥青混凝土桥面铺装的是1929年修建的苏丹尼罗河大桥。
表2.1 浇注式沥青混凝土在国外桥面铺装的应用举例
序号 | 国家 | 桥名 | 建成时间 | 备注 |
1 | 苏丹 | 苏丹尼卡土莫罗河大桥 | 1929年 | 世界上最早采用GA修筑桥面 |
2 | 德国 | Mulheim Bridge | 1951年 | 双层浇注式沥青混凝土 |
3 | 英国 | River Severn Bridge | 1960年 | 进行了多重铺装材料试验，最终采用了单层浇注式沥青混凝土 |
4 | 英国 | 英国福斯路桥 | 1964年 | 英国五十年代浇注式研究成果的首次运用，即单层浇注式沥青混凝土铺装。该铺装结构被证明拥有超过30年的使用寿命 |
5 | 德国 | Oberkasseler Bridge | —— | 双层浇注式沥青混凝土 |
6 | 土耳其 | 土耳其博斯普鲁斯海峡大桥 | 1973年 | 从73年至91年，GA铺装层18年基本未维修保养，91年采用同样的材料配比进行整修，至今铺装仍然完好如初 |
7 | 德国 | 德国莱茵桥桥面高速公路和重交通街道 | 1975年 | 使用效果良好 |
8 | 英国 | Humber Bridge | 1981年 | 该桥07年拍摄的图片显示，桥面使用效果良好 |
9 | 瑞士 | 瑞士国道N6号线 | —— | 使用效果良好 |
10 | 奥地利 | 奥地利干线道路 | —— | 使用效果良好 |
此外，浇注式沥青还在法国广泛的应用于城市街道人行道的铺面，在巴黎许多街道的人行道就是铺设的浇注式沥青混凝土，虽然朴实无华，但坚固耐用。
3.国内浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用
3.1概述
3.1.1钢桥面介绍
近年来，我国在大跨度的桥梁建设中，越来越多的采用纵横加劲梁的正交异性钢板体系作为桥面系结构，因其具有自重轻、箱梁侧向抗风能力强的优点，在现代桥梁建设特别是大跨径桥梁建设中被广泛采用。现代意义的钢桥面是指在桥面板的底面用纵肋和横肋补强的钢桥面板，它直接承受汽车轮胎的荷载，同时作为主梁、横肋、纵肋的组合体而发挥作用，是一种效率很高的结构，因主梁、横肋、纵肋在垂直方向互相交织，形成网络状承重结构物，与上部的钢板共同称为正交异性钢箱梁桥面板。由于钢桥面板是焊接固定在正交异性结构梁和纵肋上，在荷载作用下的变形和受力特点与普通水泥混凝土桥梁具有非常明显的区别，在同一桥梁的不同部位，变形和受力也具有非常明显的区别。
3.1.2钢桥面形式
钢桥面分为钢箱梁桥正交异性钢桥面板和钢桁架梁桥正交异性钢桥面板。
3.1.3钢桥面系的基本特点
Ø
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图3.1 正交异性钢桥面板示意图
3.2国内浇注式沥青混凝土钢桥面铺装典型结构
由于浇注式沥青混凝土密实不透水，耐久性好，同时又有极好的粘韧性，适应变形能力强，与钢桥桥面变形有很好的随从性、因而适刷于大中型桥梁，尤其是大跨度的斜拉桥和悬索桥及拱桥钢桥面铺装。
根据桥梁的结构类型、受力特点、交通量与组成、气候环境条件等因素，分为以下几种典型结构。
3.2.1浇注式沥青混凝土用于钢桥面铺装结构（一）
图3.2 浇注式沥青混凝土用于钢桥面铺装结构（一）
“特殊的涂膜类粘结剂+GA+SMA”的铺装结构是日本常用的铺装结构形式，在钢板喷砂除锈后不涂布任何防腐层，只用涂膜类粘结剂纵横各涂布一遍进行封闭（粘结层），也不再设防水层。这与欧洲的桥面铺装体系有显著区别。该铺装结构充分利用了GA的防水性、整体性等特点，但在铺装层有损坏后，不能确保桥面板不生锈。该结构适宜于非重载交通下的钢桥面铺装，目前已成功应用于安徽安庆长江大桥。
浇注式沥青混凝土铺装中的新发展
导语
浇注式沥青混凝土铺装的质量和效率很大程度上依赖于铺装技术。在实际中，铺装技术在最近几年里已经发生了许多新的变化。如今大家所熟知的后期处理设备得到了进一步的改进，摊铺机安装了伸缩熨平板。经碎石撒布过的浇注式沥青混凝土路面的一个特别突出的特点就是产生相对高的噪音。因此，设计了新的方式去优化、描述以及评价这类路面表面。
浇注式沥青混凝土的特性首要表现在其不透水性、低孔隙率、热塑性以及高的抗滑性。这些特性共同造就了浇注式混凝土路面好的质量以及长的使用寿命。但这同时也意味着花费更多的成本，浇注式沥青混凝土的成本明显高于碾压式混凝土。因此，在实际中开发出了新的技术以改善这类铺装的经济性和质量。
摊铺机铺装
普通的机械式浇注式沥青混凝土铺装是通过一个轨道式摊铺机来完成的。因此，路面铺装与轨道的距离是经过精确计算的。这一技术的优点就在于其高的安全性。缺点就是高昂的花费，需要对轨道进行安装和调试，尤其是铺装过程中必须要使轨道高度与底层相匹配。另外，轨道下木垫的设置可能导致应铺高度出现偏差。
机械式浇注式沥青混凝土铺装技术的一个新变化就是依赖钢丝进行铺装（图1）。与轨道式摊铺机相比，使用这一方法可获得准确的应铺高度，而不依赖于铺装路线的稳定性。待铺高度通过一个纵向拉伸的钢丝以超声波的形式持续地进行测量。但是触碰和割断钢丝的可能性使这一方法短时间和设备耗费优势得不到体现。因此，这一铺装方法首要用在对时间要求特别严的地方。这一铺装类型是碾压式沥青混凝土的现用技术。
避免人工铺装的技术
在机械式浇注式沥青混凝土铺装时，到目前为止由于业主的要求和一些空间上的限制通常还需要进行一定的人工铺装。为了防止接缝受到水的侵蚀，应替换有落差或沟形的路面边缘，这也是使用人工铺装的另一种情况。为了避免额外地进行人工铺装道路边缘带，特此开发了新型的熨平板，其板型可满足不同的铺装类型。
图1 依赖钢丝进行铺装，摊铺机为Linnhoff EB 100 S
图2：带伸缩板的Kolberg摊铺机
另外一个例子就是阻碍铺装，如下水道进口阻碍。到目前为止在进行下层铺装时通常会空出一个边带并额外地通过人工或边带摊铺机进行铺装。因此，基于这一情况开发了一种伸缩熨平板（图2），这种熨平板能适应任何铺装高度和相应的铺装宽度。通过这种方法可避免了进行额外的铺装工作，如纵向接缝。
在由于位置原因而不能将整个铺装宽度完全铺装时可使用边带摊铺机（图3）。边带摊铺机由一个重18吨的压路机引导，而压路机是行驶在先前已经铺好了的面层上的，因此其能完全符合铺装要求。这种铺装方式相比于人工铺装更加快速和高效。
图3 边带摊铺机，熨平板成沟型
撒布了碎石的路面表面后期处理
浇注式沥青混凝土面层所表现出来的高抗滑性是通过对路面表面进行碎石撒布产生的。在瑞士，对这种表面进行处理业主通常会要求使用轨道式的后期处理设备。Hans Weibel集团有一款后期处理设备（NBG）已经申请了专利。这款设备能根据铺装速度和浇注式沥青混凝土浓稠度调整压路机的压力（图4）。压路机通过气动碾轮进行加压，其压力通过电控来完成。压路机灵活的控制性使在整个铺装作用宽度上都能与底层协调一致并能获得一个稳定的压路机线性负载以及一个均匀平整的碎石撒布。
图4 后期处理设备
对撒布进行造型以降低噪声
对经撒布的路面表面成型在降低噪音方面起了决定性作用。
在实际中碎石撒布在大多数情况会撒布过量。要是没有使用NBG进行后期处理，那么碎石就会依靠自身的重量沉入路面中并固定于此。要是使用NBG对表面进行了处理，那么通过这一额外的荷载，碎石就会被更多地压入路面。由于压点空缺（即碾压不均匀）就可使碎石压入路面不太深并使单个碎石的粘附力变差。另外，由于撒布层厚度的原因就无法对不足颗粒尺寸进行调整（图5 A1）。这两个过程就会导致初始粗糙度的增加并使噪声提高（图5 A2）。与此相反，如果采取“粒-对-粒”撒布方式，那么撒布颗粒之间的挤压过程就可避免（图5 B1）。然后通过滚压就可得到一个良好的固定并调整碎石颗粒。通过这样的方式减小了粗糙度，如噪音分贝（图5 B2）。因此，在使用NBG的情况下应该达到一个“粒-对-粒”撒布效果。
图5：经过后期处理设备处理（A1和B1）和铲出过剩撒布料颗粒（A2和B2）后路面表面上撒布料颗粒的分布情况（A：撒布过剩，B：粒-对-粒撒布）
撒布料的颗粒级配同样也对噪声大小有着重要的影响。不同的研究项目[2] [3]以及企业自己进行的实验表明：当撒布料的最大粒径较小以及颗粒级配范围较窄时，如2/4、2/3，撒布就可以达到最佳状态。另外，撒布料应该包含较少的不足尺寸和较大尺寸。
浇注式沥青混凝土表面质量标准
用于评价路面质量的参数为平整度（W和sW值），可通过角度器（角尺）测得。根据瑞士标准，高品质道路的sW值为1.4‰，W值为10‰。经撒布过的浇注式沥青混凝土表面大的粗糙性对这一值有着根本性的影响。因此，如在撒布料粒径超出3mm时，其结果就是W值达到了6‰。为了能让浇注式沥青混凝土的sW值可与碾压式沥青混凝土的sW值进行比较，必须将浇注式沥青混凝土的这一值要求较低0.4‰到0.8‰.
对于撒布质量除了学术界的建议外，到目前为止还没有正式的标准问世。这类质量标准必须以简单的测量方式为依据并通过撒布状况、表面粘附性以及平均构造深度进行佐证。
这类标准的基本条款详见图表6。它已被作为内部控制体系使用。因此，在工程现场通常会在道路的纵向和横向上进行相关测量。
学术界的回馈
浇注式沥青混凝土铺装在近年来所取得的进步已引起来了学术界的广泛关注。因此，在去年10月由Hans weibel集团所主办的一个浇注式沥青混凝土会议上就针对这一话题进行了激烈的讨论。许多浇注式专家和感兴趣的工程业主单位在这一会议上获得了最新的技术发展信息并参观了位于苏黎世西北绕行道20.1号施工现场（业主单位：苏黎世郡，施工单位：ARGE Batigroup 公司 / HansWeibel公司）。在报告和交谈中已清楚地表明所有参与者之间进行经验交流的重要性。
近年来由于技术的改善，浇注式沥青混凝土铺装已变得更加经济，品质更好。未来进一步降低噪声成为浇注式沥青混凝土发展的重要目标。
标准 | 质量目标 | 测量 |
撒布料颗粒现行数/ 理论数 | 100-120% | - 在面积为5×5cm的表面上撒布料颗粒数的计算以及根据所用撒布料尺寸与理论数进行比较 - 估算理论数：如，撒布料3/6， 在25cm2的表面上的平均大小为4.5×4.5mm。 0.452=123个=理论数 颗粒=100% |
构造深度 | ＜1mm | 沙体积法（Sandfleckmethode） |
表面粘附性 类别 20% 类别20%到50% 类别＞50% |
0% 50% 50% | 被沥青粘结的撒布颗粒-表面的份额计算以及所属分类的颗粒分布 |
图表6：Hans Weibel公司用于经过撒布后的浇注式沥青混凝土的内部质量标准