路桥・航运・交通 建材与装饰２０１０年０１月 钢纤维混凝土在桥面铺装工程中的应用 王五一摘马继锋 要：本文是作者在多年实际１作经验的基础之上，结合１二程实例，详细探讨了钢纤维混凝士在市政桥梁桥 铺 Ｉ ｒ的 川技术，以 供参考。 关键词：钢纤维混凝土；桥面铺装工程；施工工艺 １钢纤维混凝土性能及优势 钢纤维混凝土（简称ＳＦＲＣ）是在普通混凝士中掺入适苣的 短钢纤维混合而成的一种新型复合材料。由于钢纤维的掺入，在 混凝土基体中随机分布的短钢纤维阻碍混凝土内部微裂缝的扩 的施工质量。此外箱梁顶的竖向预应力筋顶端处存沥青混凝十 层内，既影响沥青混凝土的摊铺，义不利于锚头防腐。闪此将这 座大桥桥面铺装变更为钢筋纤维增强钢网混凝 ＣＦ４０。 ３钢纤维混凝土桥面铺装施工工艺 ３．１施工工艺流程 施工前，经咨询有关专家，结合试验情｝兑， 研究，将操作 断完善和定型，最后形成了配合比设计一清凿桥面浮浆一精确 放样一安装模板一浇筑钢纤维混凝士一人工粗平一平极振动器 振实一齿开振动粗平一滚筒滚压提浆一４ｍ纵向刮尺刮平一３ｍ 横向刮平精平一抹面收浆一４ｍ直尺检查平整度一养十切缝一 拆模刻槽一灌缝等１６道工序的施工工艺流程。 展，同时阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷（拉、弯）初期，水泥 基料与纤维 同承受外力，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤维成 为外力的主要承受者。 国内外大量的研究和试验表明，在混凝 土中掺入适量钢纤维，其抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、抗疲劳、抗冲击 韧性、耐久性等物理和力学性能有显著的提高（见表１）。 表１ 与普通混凝 性能 与普通混 土之比 凝土之比 抗拉强度 １．２５－１．５ 抗弯韧性 １５～２Ｏ 抗剪强度 抗压强度 １．５－２ 极限延伸性 疲劳强度 ｌ～１．１５ 破坏冲击次数 ｌ３～１４ ３－３．５ 性能 与普通混凝 ｆ：之比 拉伸徐变 ０．５一ｏ．６ ２￣３ ｌ～ｌ ｌ ｏ．３一ｏ ３５ 弹性模量 耐磨性 性能 ２５—４Ｏ 冻融循环次数 ３．２主要材料的技术要求 ３．２．１钢纤维 抗弯初裂强度 １．４～１．８ 钢纤维混凝土的破坏丰要是钢纤维的拔出而不是拉断，因 此钢纤维的增强主要取决于钢纤维混凝土基体界面的粘结强 度。提高粘结强度除与基体的性能有关外，就铡纤维本身来说， 抗弯极限强度 １ ５－２ 收缩率 Ｏ．４～Ｏ．５ 耐热性 良好 注：ＳＦＲＣ的掺量（Ｐｆ）＝２％，混凝 基体抗压强度４０ＭＰａ 在桥梁上部结构中，主梁是承受车辆荷载和结构自重的主 体，而桥面铺装的主要作用是分布车轮集中荷载，保护主粱不受 车辆轮胎直接磨损，防止主梁遭受雨水的侵蚀。因此对于桥面铺 装而言，结构应尽可能轻薄，减少主梁的负重。但是桥面铺装层 直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与了主梁结 构的变形，一方面可分散荷载并参与桥面板的受力，另一方面起 联结各主梁共同受力的作用；既是桥面保护层又是桥面结构芡 同受力层，所以桥面铺装层应具有足够的强度和。良好的整体性， 并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。钢纤维混凝土克服了普 通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有比沥青 混凝土更为优良的抗裂性、耐磨耐疲劳、高韧性等性能，非常使 应该从钏纤维的表面和形状来改善它与基体的粘结性能。为了 提高钢纤维的粘结迁都，本工程采用０．６ｘ３０ ８００哑铃型钏纤维 （钢纤维的两端异形化成弯钩或大头形），以提高其锚固力和抗 拔力。纤维长３０ｍｍ，抗拉强度８００ＭＰａ。用量按体积１％掺入。 ３．２．２水泥和砂 水泥选用４２５号普通硅酸盐水泥。砂采用中粗砂，砂的级配 应符合要求。 ３．２－３碎石 一钢纤维混凝土所用石料粒径，不宜大于钢纤维长度的２／３， 般为５－２０ｍｍ，最大粒径不宜大于２０ｍｍ，如果石料粒径过火， 用于以承受车轮荷载疲劳和冲击作用为主的桥面结构。因此钢 纤维混凝土在桥面工程应用可以明显减薄厚度。 削弱了钢纤维的增强作用，并易于集中于大石料周围，不便 Ｊ 钢 纤维的分散。为确保混凝土的和易性，本工程选用５－２０ｒａｍ碎 石。碎石的级配应符合要求。 ２工程实例 某特大桥桥面原设计为８ｃｍ沥青混凝土。由于丰跨梁顶面 未设置调平层，梁面平整度难以控制，不利于保证沥青混凝土层 ３＿３关键工序的施工工艺及施工要点 ３－３．１铺装层下的梁面或平层的处理 根据大桥的具体情况，采取了３种处理方式：①Ｔ梁引桥部 分浇筑整体层时，插入型ｄｌ０ｍｍ剪力钢筋，间距为７５ｃｍｘ７５ｃｍ， 坏，影响工程质量，影响工程造价。 ５结论 结合工程的实践，上述要求是为了保证沥青与石料之间极高 （２）安全方面：存贵州山区公路上施工，因很多微表施工路 段的线型都比较陡，弯多， 车流量大等因素，所以在施工时交 通标志的摆放都严格按《公路养护安全作业规程》ＪＴＪＨ３６—２００４ 的粘附性以及微表处罩面极佳的耐磨性，从而保证微表处罩面 在重交通作用下仍可达到较长的使用寿命。一个工程从成本、质 的要求进行摆放。而日．交通标志和人工的投入都很大。特别交通 标志的损坏非常严重。但是为了安全这样的投入是应该的。 （３）从整个工程的施工来看，做微表处施工应该尽量选择在 量、安全、进度各方面的重要因素，在该工程中，通过领导与工作 人员的交流及密切配合，加强职工思想素质教育，从工程质量中 把关好各个环节，从而达到质量、安全、进度。 夏季施工。这样既能保证质量又能安全。 ・１９６・ 建材与装饰２０１０年ｏ１月 路桥・航运・交通 分别伸入整体层６ｍ和铺装层５ｍ。剪力筋作成型，一方面是增 （７）将３ｍ长的铝金方尺作纵向刮尺，横桥向精确平表面，每 加在铺装层内的锚固长度，另一方面考虑施工车辆需要行走，必 一次刮平范围均要与上一次重叠１／２，如有过多浮浆，应将其推 须将部分剪力筋弯倒，同时不留出尖角以免损伤轮胎。采用这种 出弃掉。 处理方式时，混凝土表面应进行拉毛，并清除浮浆。⑦在变更设 （８）将金属抹刀装上长手柄，由专业工人抹面收浆。抹面应 计下达前，部分区段已浇筑了整体化层。处理方法是将混凝土面 在表面无泌水时进行，目的是将表面抹平，而不是抹光。 凿花，彻底清除浮浆，并按７５ｃｍｘ７５ｃｍ的间距在混凝土面钻孔， （９）为确保平整度，抹面之后用４ｍ铝金直尺纵横反复量测， 插入ｄｌ２ｍｍ钢筋棒，用环氧树脂固结。③主桥箱梁顶面没有调 前后两尺之间重叠１／３，平整度超过３ｒａｍ的地方，立即用混凝土 层，由于梁顶预应力筋较多，不便钻孔插埋钢筋，只能采取“地毯 填补抹平，保证达到规范要求。 式”凿毛的方法，彻底凿出新鲜混凝土面。 （１０）横向施工缝一般设在伸缩缝处，中间尽量连续施工，以 ３．３．２标高带及钢筋网的设置 避免接缝不顺。如果中间有中断，则在第二段浇筑前将第一段接 模板用角钢，阴角朝上安装，滚筒和角钢保持接触，便于控 头处凿除０．５～ｌｍ，以保证接头平顺。 制高程。角钢底用水泥砂浆填塞，一方面增强模板刚度，一方面 （１１）每个工点准备５０ｍ遮阳雨棚，突降暴雨时可在防雨棚 防止漏浆。角钢每隔１．５ｍ设一个测点，测量精度￣ｌｍｍ。为了增 施工。个别施工单位对此项工作不注意，由于突下暴雨造成钢纤 强防裂效果，钢纤维混凝土铺装层内设置了直径ｄｌ０ｍｍ，间距 维混凝土面遭受冲刷，发生骨料暴露表面的质量事故，虽然可以 １５ｅｍｘ１５ｃｍ的钢筋网。钢筋网距混凝土顶面３ｅｍ，以便于切缝。 返工重来，但也造成了不必要的经济损失。 钢筋网用架立筋支撑，并焊牢。网下保证３ｃｍ的净空。架立筋的 ３．３．５切缝 密度不少于４根／ｍｚ。 纵向不切缝，横向缩缝从墩顶起每１０ｍ一条，并和防撞栏缩 ３．３．３钢纤维混凝土搅拌和运输 缝对齐。切缝时间必须恰到好处，过早会因锯片振动，使碎石和钢 要使钢纤维在混凝土中充分发挥作用，必须尽可能使其在 纤维与水泥黏结松动，形成不可愈合的早期损坏；过迟则易造成 混凝土基体中均匀分布。搅拌对保证钢纤维的均匀分布起着关 混凝土先行收缩开裂。一般以混凝土强度为８－１５ＭＰａ时为宜。施 键作用。施工中主要采取了以下措施： 工中以“温度”来较为准确地控制切缝时间，即：ｈ＝２５０ｔ式中：ｈ为 （１）使用强制式拌和机搅拌，每次搅拌量不大于搅拌机额定 混凝土浇筑完成时至切缝时的适时间（ｈ），ｔ为混凝土初凝时的气 搅拌量的８０％。 温（℃）。缩缝深度为２ｃｍ。切缝完成后用聚氨酯焦油灌缝。 （２）钢纤维混凝土上搅拌的投料次序和方法应以搅拌过程 ３．３．６抗滑处理 中钢纤维不产生结团和搅拌均匀为原则通过现场搅拌分析比 ①压纹。为保证质量，对普通压纹轮进行了改进，直径加大 较，确定搅拌方式。经现场反复试验，采用二次投料三次搅拌法。 到８ｃｍ，有效宽度３８ｃｍ，螺纹深１．２ｃｍ，斜率５３。压花在初凝后 投料方式具体为：先将碎石和钢纤维于拌ｌｍｉｎ；再加入中砂、水 进行，重复滚压２～３遍，使其达到构造深度要求。为提高混凝土 泥、高效缓凝减水剂，干拌０．５ｍｉｎ，最后加水湿拌１．５ｍｉｎ。注意钢 表面的粗糙度，防止雨天表面打滑，大桥部分区段还采用了拉花 纤维下料一定要抖散分开，把钢纤维均匀洒布于干料之上，如未 板拉毛工艺。拉花面板用不锈钢扎制而成，花纹间距１５ｃｍ，纹深 分散应在料斗上用工具进一步耙散，如成团的钢纤维进入拌和 ２．５ｍｍ；将不锈钢板钉在专用拉花手柄上，形成专用拉花板。拉毛 机内就不易搅散。搅拌过程，赶拌工序一定要做充分，否则钢纤 一般在混凝土初凝前进行。拉花前如果混凝土表面泌水，则一定 维容易结团。 要待泌水干涸之后，再光面拉花，拉花后再压纹。这样的铺装层 （３）采用电子计量系统计量，保证投料准确。 表面耐磨，其构造深度非常理想。拉花板拉毛要掌握好拉毛时 （４）有锈蚀、易结块的钢纤维不得使用。 间，保持接缝平顺，否则影响平整度。拉花或抹面会使水泥污染 （５）用混凝土拌和车运输，避免运输过程中钢纤维振动下 己施工好的铺装层表面，必须派专人在混凝土终凝后，用带钢片 沉，影响其均匀性。 压住拉毛之后的表面，用钢丝刷清除污染砂浆，保证缝位置准 （６）在混凝土中加放适量高效缓凝减水剂，改善拌合料的和 确，线条顺直流畅。②刻槽。刻槽是在混凝土强度达到６－１２ＭＰａ 易性，保证运输和施工操作需要。 时用刻槽机切割出横向沟槽，槽距２５ｍｍ，槽宽３ｍｍ，槽深３ｍｍ。 ３．３．４摊铺与振捣 ．刻槽法能保证规范要求的抗滑构造深度指标，但工效较低。使用 钢纤维混凝土浇筑是桥面铺装的最重要环节，集中体现着 刻槽法作抗滑处理时，混凝土表面收浆抹平不宜做得太光滑，否 技术管理水平和工程质量的好坏，主要施工方法和措施是： 则桥面在雨后仍可能出现打滑现象。如同时使用刻槽和拉毛工 （１）冲洗待浇的地面，对铺装层厚度较薄的地方，用浓水泥 艺，则能保证足够的表面摩擦力，效果十分理想。 浆扫浆。扫浆后立即浇筑混凝土。 ３．３．７养护 ．（２）用搅拌运输车直接将混凝土运至桥面，卸料前快速转动 在混凝土终凝前，用喷雾器洒雾水养生。手指按混凝土无痕 １￣２ｍｉｎ，将熟料拌和均匀，卸料后不宜用振动梁推浆，要用拉板及 迹时，再覆盖湿麻袋，水流不致冲坏表面时，再在麻袋上淋水。麻 铁铲将混凝土初步整平。每个施工点配备５个铲浆人员，４台振 袋至少覆盖７ｄ，然后淋水养护至１４ｄ。这段时间混凝土面不准堆 动棒。摊铺的混凝土应设计比标高高０．５ｃｍ，以备平整与收浆。 放任何杂物，不许通行车辆。 （３）模板边用振棒轻振，其他地方用平板振器横向平行振 实，平板每次重叠１／２，注意不可过振，避免钢纤维下沉积聚在底 ４结语 部，从而影响钢纤维混凝土的受力性能。 （４）用特制与浇筑宽度一致的齿形振动梁，一方面进行初步 从长远来看，钢纤维增强钢筋网混凝土桥面铺装能显著提 整平，一方面将处于表面的钢纤维压低，避免钢纤维裸露表面。 高混凝土抗拉抗剪等性能，大大提高桥面的抗裂性、耐磨久性， （５）用直径１５ ２０ｅｍ的钢管滚筒压数遍，进行滚平提浆。 延长桥梁的使用寿命，减少维修次数，对后期营运、养护有利，具 （６）用４—６ｍ长的铝金方尺作纵向刮尺，贴紧模板顺桥向刮 有良好的经济效益。 平表面。 （作者单位：绍兴城建集团有限公司） ・ｌ９７・