钢纤维混凝土在桥面铺装中的运用

白建珍

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

随着高速公路的日新发展，以及交通量及荷载的影响对道路路面的各个方面的性能要求越来越高，在高速公路桥面铺装中掺加纤维，即称为钢纤维混凝土，以增强混凝土的抗磨耗、提高桥面铺装的使用寿命已日趋明显，钢纤维混凝土在桥面铺装中得到了越来越多的运用，下面就临吉高速公路实践中的应用情况，从钢纤维的掺加、配合比设计、施工中的一些运用情况作一简要的介绍。

1 掺加钢纤维的种类选择

钢纤维混凝土是将纤维按特定方向和位置排布于水泥浆、砂浆或混凝土中或随机均匀地掺入水泥浆、砂浆或混凝土中所形成的复合材料。

钢纤维按照制作方法一般分为:高强钢丝切断型、剪切异型(端钩形、大头形、压痕形)、钢锭铣削型、熔抽型(直形、大头形)等类型，其选用的规格一般按表1选取。

表1 钢纤维选用规格

在高速公路桥面中一般选用铣削型钢纤维，采用铣削型钢纤维混凝土和易性好，在混凝土中分布均匀，不结团，不裸露。我们实际采用的钢纤维型号为AMi04 32 600，长度一般为32 mm，长径比为35～40，抗拉强度不小于700 MPa，其纤维表面抛兰防锈处理，一面光滑，一面粗糙，径向扭曲，两端有锚固端。

2 钢纤维混凝土的性能改善情况

1)在掺入钢纤维后，可提高原普通混凝土的性能，对于铣削型钢纤维有如下技术及应用特点:混凝土开裂前发挥作用，抗裂效果显著，提高混凝土的开裂强度，与混凝土粘结好，阻止混凝土内部微裂缝贯通和发展，在掺入钢纤维后，混凝土的各项强度指标均有提高，其抗压强度可提高5%～20%，抗拉强度可提高20%～40%，弯拉强度可提高20%～50%，耐磨性能提高约40%，抗裂性能提高3倍～4倍(冲击荷载下)，弯拉疲劳强度提高1.65倍～2.25倍，其耐磨强度及耐久性和抗高温能力也得到明显的提高。

2)有明显的技术经济优势:减少原设计板厚(70%)，可省去素混凝土找平层，省去传统钢筋网绑扎和定位的工时，收缩缝间距加大、切缝处美观整齐，可使用大型摊土机施工，大大提高施工速度。

3 钢纤维配合比设计

1)在配合比设计时主要从以下两个方面考虑:a.施工性能:钢纤维分散性、拌合物的和易性、流动性。b.钢纤维混凝土力学性能:阻裂、增强、增韧，光、直、粗、短对施工性能有利，麻、钩、细、长对阻裂、增强、增韧有利。一般要求如下:骨料粒径一般不大于20 mm，钢纤维长度2/3;骨料最大粒径40 mm时，钢纤维长度宜为60 mm～65 mm;单位用水量比普通混凝土适当提高;砂率比普通混凝土适当提高;根据抗压强度要求确定水灰比(与普通混凝土相同);根据抗拉强度或弯拉强度或弯曲韧性确定钢纤维掺量。

2)步骤如下:钢纤维混凝土配合比设计应按绝对体积法计算，并按下述步骤进行:a.根据强度标准值或设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗拉强度或试配抗压强度与抗弯拉强度。b.根据试配抗压强度计算水灰比。c.根据试配抗拉强度或抗弯拉强度，抗拉强度影响系数at或抗弯拉强度影响系数atm来计算或通过试验确定钢纤维体积率。d.根据施工要求的稠度确定单位体积用水量，钢纤维每掺加0.5%(体积率)，单位体积用水量相应增加6 kg，如掺用外加剂应考虑外加剂的影响。e.确定合理砂率，钢纤维每掺加0.5%(体积率)，砂率相应增加2%。f.按绝对体积法计算材料用量，确定试配配合比。g.按试配配合比进行拌合物性能试验，调整单位体积用水量和砂率，确定强度试验用基准配合比。h.根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工配合比。

通过现场的多次调试和试配，确定了如表2所示的配合比用以指导施工。

表2 C50泵送混凝土配合比

4 钢纤维施工

4.1 搅拌运输

铣削钢纤维混凝土搅拌的投料次序和方法与普通混凝土相同，无需特殊工序或专用机具，应以保证一定的生产率为原则，在拌合过程中要防止钢纤维结团，先干拌后湿拌，并辅以人工分散撒入。

钢纤维混凝土的搅拌时间应较普通混凝土规定的搅拌时间延长10 s～30 s。

钢纤维混凝土的运输可采用与普通混凝土相同的运输规定，由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动，使钢纤维下沉，坍落度和含气量都会有所损失，从而影响钢纤维混凝土的均匀性，因此，选择钢纤维混凝土的搅拌场地时应当尽量缩短运输距离，并保证浇筑时的卸料高度不得超过1.5 m，确保混凝土卸料过程中不发生离析现象，同时，也应当注意运输时的温度，避免造成混凝土的施工和易性下降，应避免运输过程中拌合物离析。

4.2 现场控制

一般使用自动行走式的全幅振捣梁，要连续浇筑，防止出现施工冷缝。

不允许采用人工插捣，边角处可采用振捣棒或平板振捣器补振。

在成型的路面表面应采用压纹或硬刻槽;在浇筑完工时应用凸棱辊将钢纤维压下去，刻槽时不应切断纤维;采用抹面和拉毛时，不应将钢纤维带出，完工后表面不应有钢纤维裸露或竖立伸出表面。

在施工过程中，一般检验和试验有如下的内容:配合材料计量准确检验;水洗法钢纤维含量检验;抗压强度检验;抗拉强度检验(用劈裂法试验可乘0.85换算);弯拉强度或弯曲韧性检验以及其他设计要求的性能检验。