关于钢纤维混凝土桥面施工技术浅析

【摘要】桥面铺装即行车道铺装，其作用在于车轮轮胎履带直接磨损行车道板，保护桥体免受雨水侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起分布作用。因此行车道铺装要求有一定的强度，能防止开裂并有良好的耐磨性。传统的桥面铺装材料逐渐不能适应当前交通发展的需要，经常出现破损和开裂，使养护维修工作量逐年增大，面层更换周期短。近年来由于钢纤维的掺入，大大改善了水泥混凝土的力学性能，使钢纤维混凝土的桥面铺装具有良好的效果。

【关键词】桥面 钢纤维混凝土 耐久性 新型

笔者通过对钢纤维混凝土桥面的施工技术和存在问题的研究、分析，为以后相同类型的桥面作充分的技术准备。

一、钢纤维混凝土桥面的优点

钢纤维增强混凝土，简称钢纤维混凝土，它是在普通混凝土中掺入一定量的短而细的钢纤维，拌制均匀而成。混凝土内掺入钢纤维主要是改善和提高普通混凝土的力学性能，尤其是增强混凝土的抗拉强度，推迟受拉区裂缝的出现。另外对混凝土的抗剪、抗冲击及其抗震强度都有显著的提高。钢纤维混凝土桥面铺装具有良好的抗裂性、抗冲击性、疲劳性、韧性、延长性及耐磨性，而且缩缝小，平整度好，行车舒适平稳，可数倍提高混凝土桥面的寿命，是一种发展前景广阔的新型桥面铺装形式。

二、钢纤维混凝土桥面对材料的选择

由于市场上钢纤维的性能和价格都不统一，现主要对市场上普通的剪切型、钢丝型和铣削型三种进行研究比较：

1、剪切平直型钢纤维这种钢纤维抗拉强度大多为380Mpa。

2、剪切异型钢纤维，这种钢纤维有多种形状，如波浪型、凹凸型、凸痕型、扭曲型等，抗拉强度一般均为600Mpa以上。

3、铣削型铣钢纤维，这是采用钢锭为原料，用铣刀进行切削制而成，特点是轴向有扭曲，截面呈三角形，切割时由于刀具的挤压，有一个面形成粗糙面，端部弯折成尾钩。

4、钢丝型钢纤维，采用钢丝切割而成，两端带钩，呈弓形，该产品抗拉强度达1000Mpa以上。钢丝型钢纤维和铣削型钢纤维，不易结团，而且纤维分散得较均匀。目前市场价格由高至低依次为钢丝型，铣削型，剪切异型，剪切平直型。

通过其特点的分析，使用性能和经济性综合比较，得出使用铣削型钢纤维是最佳选择。

三、钢纤维混凝土桥面铺装与结合面的处理

在实际施工的钢纤维混凝土桥面铺装一般是浇注在预制梁顶部整体化层之上，这样钢纤维混凝土桥面铺装层与结构层之间存在一结合面。如果这个结合面处理不好，桥面就容易出现早期破裂。因为在处理早期破坏桥面时，往往可以看到大块的桥面轻易的被撬起，可以证明，层间结合面处理质量的好坏直接影响到钢纤维混凝土桥面铺装的使用寿命。

对梁顶面彻底凿毛并清理是处理结合层的传统方式，传统的处理方式缺点是功效低，需花费大量的人力、物力与时间，尽管如此，但还是难以保证结合层面的黏结达到整体的混凝土的效果。分层浇筑的混凝土还存在一个收缩差异及层间结合面会储存一定剪应力的问题，一旦有其它外力叠加，就可能出现分层现象。因此，在分层浇筑的情况下，应采取以下三种保证措施：

1、先保证预制梁安装的质量，特别是大跨径桥梁多层预制梁的安装，如钢拱桥，先进行横梁的安装再到T型梁即预制的桥面板的安装，且通常是先简支后连续的桥面体系。当其中一种梁的安装质量不保证，都会影响到钢纤维混凝土桥面的使用。T型梁直接与钢纤维混凝土连结形成行车道板，所以T型梁的支承面一定要与横梁紧密接触，且梁要垂直。

2、设置层间剪力筋，剪力筋一般预埋在预制梁顶部，且锚固在预制梁的钢筋上，把预埋剪力筋制作成U型，直径采用10mm，每平米1 1根，按65-70cm的间距预埋。同时剪力筋也可起到帮助钢筋网架立定位的作用。

3、调平层混凝土浇筑后（包括预制梁和现浇连续梁及梁间湿接缝），将其表面拉毛，粗糙度即纹理深度达到6mm。在浇筑桥面混凝土前要把预制梁梁面的灰尘、砂等杂物彻底清除干净。采用梁面拉毛加剪应力筋联结的措施就可保证分层浇筑的桥面达到整体的效果。

四、钢纤维混凝土桥面铺装钢纤维的用量

钢纤维用量并不是越多越好，在实际应用时，选择钢纤维的用量要考虑的因素还有施工操作和经济性的两方面的问题。

笔者在某大桥工地上对钢纤维混凝土搅拌问题做了工艺试验，结果发现，在钢纤维混凝土搅拌时，体积率超过1.2%以上时，有相当多的钢纤维结团。这样会影响桥面平整度的施工，而且桥面通车后经过一段时间的磨蚀，桥面钢纤维外露量较大，外观质量较差。但是，国内外资料表明，钢纤维混凝土中纤维体积率低到一定程度时不起增强作用。对于不同品种、不同长径比的纤维，最低体积率略有不同。对于剪切型钢纤维，0.5%是国内外广泛认可的最小体积率。而铣削型纤维最小体积率为0.32%。总体上看，最小值规定为0.4%是较为合适的。综上所述，对于大规模采用钢筋加钢纤维混凝土的桥面铺装，在现有的钢纤维材料和设备条件下，钢纤维的掺量（体积率）推荐为0.4%-1.0%之间。

五、钢纤维混凝土桥面铺装纵缝、缩缝的布置

1、桥面铺装层平面设计宜用矩形分块，纵缝和横缝应尽量垂直相交，纵缝两侧的横缝不得互相错位或间隔设置。

2、纵缝施工缝间距由桥面宽度确定，一般不大于15m。单向坡三车道或小于三车道完工的桥面可不设纵缝。

3、桥面铺装层通常只设横向缩缝，一般不设胀缝。横缝间距应根据当地气温、桥梁跨度、大小和桥面长度及钢纤维的体积率等因素确定。通常横缝间距为l0-20m，横缝的宽度为4-8mm。缝的深度为铺装层的1/3 - 1/4（ 20 - 30rnm）。缝间可采用沥青马蹄脂等填缝材料浇灌封闭。

4、采用钢纤维混凝土连续桥面铺装时，无论横缝如何布置，靠桥台处梁端或墩上立柱（横梁）处必须设置横向缩缝，并从构造上给予加强。

混凝土进行振捣时，混凝土中钢纤维会产生一定趋势的运动，其特点是沿着模板或振动器的方向平行分布，且自动下沉，其余的再人工精平时，基本上已把它剔除掉。从已做好且已通车多年的六景大桥等桥面的观察来看，随着表面混凝土被磨去，个别竖立钢纤维会露头，但都很容易被弯折贴在地面，不会对轮胎造成损害。

对于外露在表面的钢纤维的确会锈蚀，但从已通车的桥面情况来看，由于外露钢纤维所占面积很少，表面生锈不会对混凝土产生影响，对外观也没有大的影响。且在车轮经常碾压的地方，外露的钢纤维也不会生锈。

总之，钢纤维混凝土是一种具有优良力学性能的特种混凝土。桥面混凝土由于加入了一定数量的钢纤维，由于钢纤维在混凝土中的均匀分布，在受载过程中限制了混凝土基体的开裂，因而使桥面混凝土对防止龟裂及抗渗、抗折、抗弯等指标有了一定的提高，延长了桥面混凝土的寿命。