關(guān)于鋼纖維混凝土橋面施工技術(shù)淺析

王守方

【摘要】橋面鋪裝即行車道鋪裝，其作用在于車輪輪胎履帶直接磨損行車道板，保護(hù)橋體免受雨水侵蝕，并對車輛輪重的集中荷載起分布作用。因此行車道鋪裝要求有一定的強度，能防止開裂并有良好的耐磨性。傳統(tǒng)的橋面鋪裝材料逐漸不能適應(yīng)當(dāng)前交通發(fā)展的需要，經(jīng)常出現(xiàn)破損和開裂，使養(yǎng)護(hù)維修工作量逐年增大，面層更換周期短。近年來由于鋼纖維的摻入，大大改善了水泥混凝土的力學(xué)性能，使鋼纖維混凝土的橋面鋪裝具有良好的效果。

【關(guān)鍵詞】橋面 鋼纖維混凝土 耐久性 新型

筆者通過對鋼纖維混凝土橋面的施工技術(shù)和存在問題的研究、分析，為以后相同類型的橋面作充分的技術(shù)準(zhǔn)備。

一、鋼纖維混凝土橋面的優(yōu)點

鋼纖維增強混凝土，簡稱鋼纖維混凝土，它是在普通混凝土中摻入一定量的短而細(xì)的鋼纖維，拌制均勻而成?；炷羶?nèi)摻入鋼纖維主要是改善和提高普通混凝土的力學(xué)性能，尤其是增強混凝土的抗拉強度，推遲受拉區(qū)裂縫的出現(xiàn)。另外對混凝土的抗剪、抗沖擊及其抗震強度都有顯著的提高。鋼纖維混凝土橋面鋪裝具有良好的抗裂性、抗沖擊性、疲勞性、韌性、延長性及耐磨性，而且縮縫小，平整度好，行車舒適平穩(wěn)，可數(shù)倍提高混凝土橋面的壽命，是一種發(fā)展前景廣闊的新型橋面鋪裝形式。

二、鋼纖維混凝土橋面對材料的選擇

由于市場上鋼纖維的性能和價格都不統(tǒng)一，現(xiàn)主要對市場上普通的剪切型、鋼絲型和銑削型三種進(jìn)行研究比較：

1、剪切平直型鋼纖維這種鋼纖維抗拉強度大多為380Mpa。

2、剪切異型鋼纖維，這種鋼纖維有多種形狀，如波浪型、凹凸型、凸痕型、扭曲型等，抗拉強度一般均為600Mpa以上。

3、銑削型銑鋼纖維，這是采用鋼錠為原料，用銑刀進(jìn)行切削制而成，特點是軸向有扭曲，截面呈三角形，切割時由于刀具的擠壓，有一個面形成粗糙面，端部彎折成尾鉤。

4、鋼絲型鋼纖維，采用鋼絲切割而成，兩端帶鉤，呈弓形，該產(chǎn)品抗拉強度達(dá)1000Mpa以上。鋼絲型鋼纖維和銑削型鋼纖維，不易結(jié)團(tuán)，而且纖維分散得較均勻。目前市場價格由高至低依次為鋼絲型，銑削型，剪切異型，剪切平直型。

通過其特點的分析，使用性能和經(jīng)濟(jì)性綜合比較，得出使用銑削型鋼纖維是最佳選擇。

三、鋼纖維混凝土橋面鋪裝與結(jié)合面的處理

在實際施工的鋼纖維混凝土橋面鋪裝一般是澆注在預(yù)制梁頂部整體化層之上，這樣鋼纖維混凝土橋面鋪裝層與結(jié)構(gòu)層之間存在一結(jié)合面。如果這個結(jié)合面處理不好，橋面就容易出現(xiàn)早期破裂。因為在處理早期破壞橋面時，往往可以看到大塊的橋面輕易的被撬起，可以證明，層間結(jié)合面處理質(zhì)量的好壞直接影響到鋼纖維混凝土橋面鋪裝的使用壽命。

對梁頂面徹底鑿毛并清理是處理結(jié)合層的傳統(tǒng)方式，傳統(tǒng)的處理方式缺點是功效低，需花費大量的人力、物力與時間，盡管如此，但還是難以保證結(jié)合層面的黏結(jié)達(dá)到整體的混凝土的效果。分層澆筑的混凝土還存在一個收縮差異及層間結(jié)合面會儲存一定剪應(yīng)力的問題，一旦有其它外力疊加，就可能出現(xiàn)分層現(xiàn)象。因此，在分層澆筑的情況下，應(yīng)采取以下三種保證措施：

1、先保證預(yù)制梁安裝的質(zhì)量，特別是大跨徑橋梁多層預(yù)制梁的安裝，如鋼拱橋，先進(jìn)行橫梁的安裝再到T型梁即預(yù)制的橋面板的安裝，且通常是先簡支后連續(xù)的橋面體系。當(dāng)其中一種梁的安裝質(zhì)量不保證，都會影響到鋼纖維混凝土橋面的使用。T型梁直接與鋼纖維混凝土連結(jié)形成行車道板，所以T型梁的支承面一定要與橫梁緊密接觸，且梁要垂直。

2、設(shè)置層間剪力筋，剪力筋一般預(yù)埋在預(yù)制梁頂部，且錨固在預(yù)制梁的鋼筋上，把預(yù)埋剪力筋制作成U型，直徑采用10mm，每平米1 1根，按65-70cm的間距預(yù)埋。同時剪力筋也可起到幫助鋼筋網(wǎng)架立定位的作用。

3、調(diào)平層混凝土澆筑后（包括預(yù)制梁和現(xiàn)澆連續(xù)梁及梁間濕接縫），將其表面拉毛，粗糙度即紋理深度達(dá)到6mm。在澆筑橋面混凝土前要把預(yù)制梁梁面的灰塵、砂等雜物徹底清除干凈。采用梁面拉毛加剪應(yīng)力筋聯(lián)結(jié)的措施就可保證分層澆筑的橋面達(dá)到整體的效果。

四、鋼纖維混凝土橋面鋪裝鋼纖維的用量

鋼纖維用量并不是越多越好，在實際應(yīng)用時，選擇鋼纖維的用量要考慮的因素還有施工操作和經(jīng)濟(jì)性的兩方面的問題。

筆者在某大橋工地上對鋼纖維混凝土攪拌問題做了工藝試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在鋼纖維混凝土攪拌時，體積率超過1.2%以上時，有相當(dāng)多的鋼纖維結(jié)團(tuán)。這樣會影響橋面平整度的施工，而且橋面通車后經(jīng)過一段時間的磨蝕，橋面鋼纖維外露量較大，外觀質(zhì)量較差。但是，國內(nèi)外資料表明，鋼纖維混凝土中纖維體積率低到一定程度時不起增強作用。對于不同品種、不同長徑比的纖維，最低體積率略有不同。對于剪切型鋼纖維，0.5%是國內(nèi)外廣泛認(rèn)可的最小體積率。而銑削型纖維最小體積率為0.32%?？傮w上看，最小值規(guī)定為0.4%是較為合適的。綜上所述，對于大規(guī)模采用鋼筋加鋼纖維混凝土的橋面鋪裝，在現(xiàn)有的鋼纖維材料和設(shè)備條件下，鋼纖維的摻量（體積率）推薦為0.4%-1.0%之間。

五、鋼纖維混凝土橋面鋪裝縱縫、縮縫的布置

1、橋面鋪裝層平面設(shè)計宜用矩形分塊，縱縫和橫縫應(yīng)盡量垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得互相錯位或間隔設(shè)置。

2、縱縫施工縫間距由橋面寬度確定，一般不大于15m。單向坡三車道或小于三車道完工的橋面可不設(shè)縱縫。

3、橋面鋪裝層通常只設(shè)橫向縮縫，一般不設(shè)脹縫。橫縫間距應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁?、橋梁跨度、大小和橋面長度及鋼纖維的體積率等因素確定。通常橫縫間距為l0-20m，橫縫的寬度為4-8mm。縫的深度為鋪裝層的1/3 - 1/4（ 20 - 30rnm）。縫間可采用瀝青馬蹄脂等填縫材料澆灌封閉。

4、采用鋼纖維混凝土連續(xù)橋面鋪裝時，無論橫縫如何布置，靠橋臺處梁端或墩上立柱（橫梁）處必須設(shè)置橫向縮縫，并從構(gòu)造上給予加強。

混凝土進(jìn)行振搗時，混凝土中鋼纖維會產(chǎn)生一定趨勢的運動，其特點是沿著模板或振動器的方向平行分布，且自動下沉，其余的再人工精平時，基本上已把它剔除掉。從已做好且已通車多年的六景大橋等橋面的觀察來看，隨著表面混凝土被磨去，個別豎立鋼纖維會露頭，但都很容易被彎折貼在地面，不會對輪胎造成損害。

對于外露在表面的鋼纖維的確會銹蝕，但從已通車的橋面情況來看，由于外露鋼纖維所占面積很少，表面生銹不會對混凝土產(chǎn)生影響，對外觀也沒有大的影響。且在車輪經(jīng)常碾壓的地方，外露的鋼纖維也不會生銹。

總之，鋼纖維混凝土是一種具有優(yōu)良力學(xué)性能的特種混凝土。橋面混凝土由于加入了一定數(shù)量的鋼纖維，由于鋼纖維在混凝土中的均勻分布，在受載過程中限制了混凝土基體的開裂，因而使橋面混凝土對防止龜裂及抗?jié)B、抗折、抗彎等指標(biāo)有了一定的提高，延長了橋面混凝土的壽命。