钢钎维混凝土在桥面铺装施工中的应用

钢钎维混凝土在桥面铺装施工中的应用

1 工程概况

近年来，随着高速公路和城市快速路的迅猛发展，我国各相关行业对桥梁结构及路面工程的施工比较重视，技术也已相当成熟。相对而言桥面铺装的设计方法和施工技术方面的研究就显得较薄弱，对于桥面铺装材料、铺装结构厚度、防水及排水措施以及施工工艺，只是给予指导性说明。钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向的短纤维所形成的一种新型建筑材料（Steel Fiber Reinforced Concrete，简称SFRC）。钢纤维混凝土中乱向分布的短钢纤维的主要作用是阻滞混凝土内部微裂缝的扩展和限制宏观裂缝的发生和发展，使其抗拉、抗折、抗剪强度及抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性能均有较大的改善。然而，钢纤维混凝土在大面积板式受弯结构，特别是在桥面铺装工程中部分代替钢筋网的应用目前没有。

根据XXX环城高速公路有限公司与XX大学承担的科研项目“钢纤维混凝土的力学性能及在桥面铺装工程中的应用研究”任务书的要求，我项目部承担了钢纤维混凝土桥面铺装试验路段的施工任务，在我合同段XXX中桥左幅桥面进行钢钎维混凝土试验，该桥为3×13m预应力空心板梁，全长39m，半幅宽13m，桥面净宽11.5m，原设计为C40厚为10cm钢筋混凝土桥面。试验要求梁板间铰缝、桥面铺装层采用钢钎维混凝土，并取消桥面钢筋网。

2 准备工作

2.1 试验桥面铺装的材料准备

桥面铺装采用河南省洛阳中合祥水泥厂生产的香山牌批P.O 42.5R水泥，指标合格；汝阳北汝河河砂，细度模数为2.98，级配连续、良好；偃师佛光碎石，粒径5~25mm，连续粒径，级配合格；河南偃师天翔外加剂厂的DT—S1超塑化剂（粉剂）；武汉汉森钢纤维有限责任公司生产的SFB—28（I）普通剪切波浪型钢纤维，长28mm，长径比为57，强度等级为I级，抗拉强度≥380MPa。

2.2 试验桥面铺装施工配合比

按照工程质量要求和课题组提供的目标配合比设计资料，对施工配合比进行设计,钢纤维混凝土的施工配合比如下：

表1 施工配合比(3

/m

kg)

石减水剂

3 钢纤维混凝土桥面铺装的施工控制

3.1 钢纤维混凝土桥面铺装的施工工艺流程

钢纤维混凝土的施工不同于普通钢筋混凝土的施工，施工工艺有其特别之处。为了保证施工质量，要严格参照《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》（CECS 38:92）。施工前，要依据施工规范，结合实验试铺情况，将施工操作程序进行完善和改进，较详细施工工艺与要求如下：

3.1.1 桥面铺装前的清除工作：

3.1.2 桥面铺装的施工：

在铺装前，做好严密的施工计划，对现场进行合理的安排；铺装前应对拌和设备、运输设备、混凝土泵送设备进行检修，验证其配套能力，并进行钢纤维混凝土的试拌、试铺。 3.2.1 桥面铺装前的清除工作

a ．全面的调查，主要根据设计要求，调查是否达到设计所要求的各项指标，从而根除损坏的根源，保证整个桥面铺装的质量；

b ．对梁板体表面上高出设计的部分进行凿除。用机械凿除，并配以高压水枪喷射处理与清洁，则可得到比较满意的粘结强度；

c ．将桥梁划分为1米见方的方格，计算并量测好设计标高，按纵横方向进行编号分别量测各交点处的深度和标高，并进行列表记录，量测完后，将凿除厚度不够的部位标记下来；

d ．桥面铺装层施工前，应将空心板梁顶面彻底凿毛，去除混凝土表面浮浆；

e ．将切缝中的粉尘或遗留的杂质、油迹污迹等进行彻底的清除。

3.2.2 铺设伸缩缝处钢筋

钢筋按弹好的墨线摆放好后，进行绑扎，钢筋按设计图纸的位置安装。

3.2.3 模板安装

钢筋网绑扎好后，采用专用钢模，并提前一天支立完毕。立模的平面位置和高程符合设计要求，模板支立稳固，接头紧密平顺，与梁顶接触部位不得有漏浆，模板内侧涂好隔离剂。

3.2.4 钢纤维混凝土的搅拌

采用强JS-1000C 混凝土拌和机进行拌制，钢纤维混凝土生产过程的各个环节，不论是投料、搅拌、运输，还是浇筑和成型，都要有利于钢纤维混凝土的密实性和钢纤维混凝土分布的均匀性，只有纤维分布均匀才能充分发挥其对混凝土的增强、增韧和阻裂作用，这是制备钢纤维混凝土特别要注意的问题。钢纤维混凝土的投料与搅拌工艺主要有三种：先干后湿的搅拌工艺、湿拌工艺和分段加料与搅拌工艺。减水剂可固体形式一块加入，也可搅拌到水中，根据具体情况来定。

钢纤维混凝土搅拌投料工艺基本采用先干拌后湿拌，即先将粗细骨料、1/2钢纤维、水泥干拌，在图2-1 桥面铺装前期准备工艺控制流程图

干拌的过程中洒入高效减水剂和另外1/2钢纤维，而后加水湿拌。

分层加入钢纤维，目的是使钢纤维分布均匀。准确掌握搅拌时间，时间不够会导致钢纤维不能均匀分散；时间过长，钢纤维易弯曲折断。在混凝土中加放适量高效缓凝减水剂，保证运输和施工操作需要。从最后的拌和出料情况看，拌和料中钢纤维分布比较均匀，无结团现象，和易性较好。

3.2.5 运输

钢纤维混凝土的运输采用混凝土搅拌运输车，运距1.5Km，运至现场进行二次搅拌。钢纤维混凝土从出料运至铺筑地点进行摊铺、振捣、做面直至浇筑完毕的允许最长时间为：施工气温低于30℃时为80 min，高于30℃时为60 min。

3.2.6 铺筑

钢纤维混凝土倒在指定的位置上，用拉板及铁铲将钢纤维混凝土拌和料大致铺整平，摊铺厚度系数按1.1～1.3控制。由于钢纤维混凝土中钢纤维的相互摩擦和相互缠绕，具有一定程度的刚性，形成了空间网结构，抑制了内部水及水泥浆的流动性，给施工带来了一定的难度。因此，对钢纤维混凝土浇注点应严格控制，浇注点要分散，禁止只从一个方向或一个侧面进料，并应注意连续浇注，不宜留施工缝，因为若中断，钢纤维沿接缝的表面排列，起不到增强作用，易产生裂缝。在摊铺过程中要注意剔除结团的钢纤维，及时用人工撕开抖散或剔除。在浇注时最好按顺序铺满一部分后，用振捣棒或振捣板进行捣实处理。关于铺筑工艺，具体可分为如下几个部分：

a.施工前在桥面板顶面提前洒水，使整个桥面板处于饱和状态。

b.混凝土的摊铺与振捣成型

采用平板式振动器(又称表面振动器)振捣密实，先用插入式振动棒沿模板边缘振捣，再用平板振动器拖振两遍振捣密实，当混凝土不再下沉，不再出现气泡，表面开始泛浆时，即不再振捣。避免振动过度，影响钢纤维的分布，不利于其抗折强度和压缩韧性。最后用梁式振动器振捣整平，

c.整平与抹光

先用表面带凸棱的金属圆滚筒将竖起钢纤维及浮在面上的钢纤维和石子压下去，再用金属圆滚筒将表面滚压平整。利用4m长的铝合金尺装上可调节推柄作纵横向刮尺，反复多次精确整平表面，使钢纤维混凝土表面达到理想的平整度，先用抹子横向进行人工粗抹，再用塑料抹子纵向人工精抹，使之达到平而不光的效果。

3.2.7 表面拉毛

图2-3 人工精平桥面铺装层图2-4 钢纤维混凝土桥面铺层装整体图