無筋混凝土橋面鋪裝整平層施工

焦 陽, 寧建剛

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司，四川成都 610041)

無筋混凝土橋面鋪裝整平層施工

焦 陽, 寧建剛

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司，四川成都 610041)

介紹了纖維增強(qiáng)無筋混凝土橋面鋪裝整平層的特點(diǎn)，聚丙烯腈纖維和鋼纖維無筋混凝土鋪裝層的施工要求，包括材料的性能指標(biāo)、混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)等，可為高速公路橋面鋪裝層的設(shè)計(jì)和施工提供參考。

橋面鋪裝； 整平層； 聚丙烯腈纖維和鋼纖維混凝土； 施工技術(shù)

整平層位于混凝土主梁與瀝青混凝土面層之間，是橋面鋪裝系統(tǒng)的重要組成部分，既是保護(hù)層又是受力層，而且由于其厚度一般較薄且受力狀態(tài)復(fù)雜，因此，整平層的工作性能和施工質(zhì)量等對(duì)行車平穩(wěn)性和舒適度具有重要影響。

近年來，隨著我國高速公路橋梁建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及交通量和重型車輛的不斷增加，對(duì)水泥橋面混凝土整平層的質(zhì)量和耐久性也不斷提高，同時(shí)也促進(jìn)了新型材料、新技術(shù)和新施工工藝的研究與應(yīng)用，無筋混凝土即是近年來迅速發(fā)展起來的一種性能優(yōu)良的新型復(fù)合材料，它是在鋪裝層混凝土中摻入兩種或多種亂向分布的纖維增強(qiáng)材料的混凝土，包括采用鋼纖維[1-2]、聚丙烯腈纖維等制備的混雜纖維高性能混凝土，取消了主梁正彎矩區(qū)鋼筋網(wǎng)，而僅在伸縮縫等橋面連續(xù)處設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，同時(shí)加密橋面板錨固鋼筋。目前，雅安至瀘州高速公路連家彎大橋以及建設(shè)中的遂寧至廣安高速公路(簡稱“遂廣高速”)項(xiàng)目的部分橋梁結(jié)構(gòu)橋面整平層均采用了聚丙烯腈纖維和鋼纖維無筋混凝土橋面，取得了較好的效果(圖1)。

圖1 無筋混凝土橋面鋪裝層

因此，無筋混凝土鋪裝層施工技術(shù)研究對(duì)于進(jìn)一步完善高速公路水泥混凝土橋面鋪裝技術(shù)研究和應(yīng)用以及發(fā)展配套技術(shù)等均具有重要意義。本文結(jié)合遂廣高速公路橋梁項(xiàng)目，以聚丙烯腈纖維和鋼纖維無筋混凝土施工為例，對(duì)無筋混凝土橋面鋪裝層混凝土配合比設(shè)計(jì)的材料要求和施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析。

1 水泥混凝土橋面鋪裝的特點(diǎn)

目前，傳統(tǒng)的水泥混凝土橋面鋪裝層存在以下問題：

(1)由于主梁混凝土和鋪裝層混凝土齡期的差異導(dǎo)致后期的收縮不一致，從而容易在接觸面產(chǎn)生較大剪力。

(2)鋪裝層厚度較薄，施工質(zhì)量離散性影響大，抗?jié)B防水級(jí)別低。

(3)鋼筋混凝土鋪裝層存在鋼筋定位難、鋼筋網(wǎng)易沉底等突出問題，直接影響其工作性能。

(4)普通水泥混凝土剛性橋面在重載反復(fù)作用下容易出現(xiàn)開裂，影響耐久性。

為了解決以上問題，設(shè)計(jì)人員研究和開發(fā)了纖維增強(qiáng)無筋混凝土，無筋混凝土鋪裝層與普通混凝土相比具有明顯優(yōu)勢，試驗(yàn)研究表明，聚丙烯腈和鋼纖維混雜纖維無筋混凝土在延性、體積穩(wěn)定性、耐久性、斷裂能、抗沖擊性及耐磨性等方面具有明顯優(yōu)勢，同時(shí)簡化了鋼筋網(wǎng)綁扎等施工工序。而且，在聚丙烯腈纖維混凝土中摻入一定量的鋼纖維形成混雜纖維混凝土，無序分布的短纖維能夠有效地限制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，有利于提高橋面耐久性，對(duì)于改善橋面伸縮縫處等關(guān)鍵部位鋪裝層的工作性能也十分有效。

2 纖維增強(qiáng)無筋混凝土鋪裝層施工

2.1 材料

高速公路水泥混凝土橋面整平層的混凝土為高性能混凝土，強(qiáng)度等級(jí)一般采用C40，粗骨料粒徑優(yōu)先選用直徑5～20 mm的連續(xù)級(jí)配碎石，細(xì)骨料選用級(jí)配良好的河砂?；炷良夹g(shù)指標(biāo)要求[3]，初始坍落度160～180 mm，初凝時(shí)間大于3 h，28 d的抗壓強(qiáng)度不小于48 MPa。

整平層纖維混凝土的外加劑應(yīng)采用高效保塑緩凝的聚羧酸系高效減水劑，如SX-QM型等。

由于橋面混凝土所處的工作環(huán)境特點(diǎn)，在混凝土配合比設(shè)計(jì)中還需要考慮加入粉煤灰摻和料改善其耐久性和抗?jié)B性能，整平層混凝土中粉煤灰的摻入量一般為80 kg/m3。

纖維混凝土中摻入的聚丙烯腈纖維、鋼纖維等應(yīng)符合《纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(CECS38)的有關(guān)規(guī)定，整平層混凝土中纖維的摻入量一般為聚丙烯腈纖維0.8 kg/m3、鋼纖維40 kg/m3。纖維材料抗拉強(qiáng)度指標(biāo)為聚丙烯腈纖維不低于800 MPa[3]、鋼纖維抗拉強(qiáng)度600～1000 MPa。

2.2 混凝土的施工

由于無筋混凝土僅在伸縮縫槽口處布置焊接鋼筋網(wǎng)，因此，采用鋼筋網(wǎng)片(圖2)。

圖2 某公路橋橋面鋪裝層施工

混凝土的施工過程包括梁頂閉合環(huán)錨固鋼筋矯正、梁面清理和鑿毛、支模、撒水、混凝土的拌制、澆筑、振搗、養(yǎng)生等關(guān)鍵工序，一般按照從低處向高處施工的順序進(jìn)行澆筑，當(dāng)橋面縱橫向坡度均較大時(shí)，需要控制混凝土的流動(dòng)性，包括坍落度和振搗時(shí)間等，以滿足厚度要求。

混凝土澆筑完成后根據(jù)設(shè)計(jì)要求在墩頂?shù)炔课患皶r(shí)切縫，切縫深度為2 cm左右，并選用彈性好、粘結(jié)性和穩(wěn)定性好的材料填充。

3 橋面鋪裝層養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了防止混凝土中的水分過快散失，使混凝土處于濕潤狀態(tài)，在混凝土收面后及時(shí)采用透水土工布或薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，特別是冬季施工時(shí)，薄膜保濕養(yǎng)護(hù)效果較好，但需注意采取措施防止風(fēng)掀作用。圖3給出了某橋面鋪裝層薄膜養(yǎng)護(hù)情況。

圖3 整平層混凝土薄膜養(yǎng)護(hù)

4 小結(jié)

纖維增強(qiáng)無筋混凝土作為一種新型的橋面鋪裝材料，具有較好的延性、抗裂性、耐久性、耐滲性和耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，因而值得在工程中進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

橋面鋪裝無筋混凝土為高性能混凝土，本文對(duì)配合比設(shè)計(jì)中材料選擇、混凝土的施工和養(yǎng)護(hù)等問題時(shí)行了分析，可為工程施工提供參考。

[1] 王鈞利. 鋼纖維混凝土橋面抗裂性能及設(shè)計(jì)和施工技術(shù)[J]. 公路，2006，(4)：124-128

[2] 牟廷敏，丁慶軍，周孝軍，等. 鋼纖維混凝土橋面鋪裝疲勞性能試驗(yàn)研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2012，36(5)：988-991

[3] 廖哲. 水泥混凝土橋面鋪裝施工技術(shù)[J]. 湖南交通科技，2011，37(1)：84-88

[4] SCG F31-2010 水泥混凝土橋面鋪裝技術(shù)指南[S]

焦陽(1985～ )，男，本科，主要從事高速公路施工管理。

U416.05

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[定稿日期]2015-03-31