超宽幅无筋桥面铺装技术应用及施工优化研究

摘要 桥面铺装质量直接影响桥梁安全性和使用耐久性。传统桥面铺装中钢筋网片普遍存在下沉现象，钢筋网施工难度大、周期长，层间连接界面清理困难，导致桥面铺装整平层质量不可控。无筋桥面铺装是一种新型复合材料施工技术，取消了钢筋网片，使用掺入钢纤维的高抗裂混凝土，使桥面铺装抗压、抗折强度有较大提升，从而提高桥面强度和耐久性。以成绵扩容高速连续40 km高架桥无筋桥面铺装试验段为背景，介绍无筋桥面铺装结构形式、材料要求和施工工艺流程，在材料和配合比、施工设备、管控措施三个方面实践和总结了优化途径，为后续无筋桥面铺装（尤其是超宽幅桥面）施工提供重要参考。

关键词 超宽幅；无筋桥面铺装；配合比；施工技术

中图分类号 U 443 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）18-0061-03

0 引言

近年来，高速公路向复杂地形地质条件的山区快速延伸，桥梁占路线总长的比重越来越大。伴随着交通量和气候恶劣程度不断提高，直接承受车轮荷载的桥面铺装面临严峻考验，现有高等级公路桥梁桥面铺装采用带钢筋网片的水泥混凝土作为桥面铺装的整平层，出现钢筋网片易“沉底”、界面清理困难、结合强度低等问题，质量难以控制，短期内即出现裂缝、局部坑槽等病害，更有甚者，由于混凝土配合比设计、混凝土拌和、浇筑与养护技术落后，在混凝土浇筑后的早期就出现大量裂缝，极大地缩短了桥面铺装整体寿命[1]。

目前，关于无筋桥面铺装已取得一定成果。刘大华[2]、范碧琨[3]等、王碧锋[4]系统介绍了无筋桥面铺装施工工艺流程。近年来，雅西高速、遂广遂西高速、广南高速等超过100 km的桥梁已成功应用无筋桥面铺装技术，并取得良好成效。

以国内高速公路中最长的连续40 km城市高架为工程背景，以国内首次的超宽幅无筋桥面铺装施工为例，桥梁铺装单幅宽度达19 m，此前国内尚无如此大规模的超宽幅无筋桥面铺装施工。因此，进一步开展无筋桥面铺装大规模应用施工优化研究对于行业内推广该项技术具有重要意义。该文结合成绵扩容高速连续40 km高架桥无筋桥面铺装试验段施工情况，探讨超宽幅无筋桥面铺装施工技术优化。

1 无筋桥面铺装技术介绍

1.1 结构形式

无筋桥面铺装是一种新型复合材料施工技术，其结构形式如图1所示。整平层采用韧性好、收缩量低、抗裂性能好的钢纤维混凝土，整平层上界面通过防水黏结应力吸收层，整平层下界面通过埋设于梁体内的马蹄形锚固钢筋和界面激活技术形成强健连接层[3]。

1.2 材料要求

用于无筋桥面铺装的高抗裂混凝土，其材料性能要求如表1所示。

钢纤维掺量通过试验研究确定，该文取值为50 kg/m3。

混凝土配置要求：28 d抗压强度>48 MPa，28 d抗折强度>5.5 MPa。

工作性能要求：整平层混凝土拌和物的初始坍落度不应大于160 mm，浇筑时的坍落度不宜大于 120 mm；桥面纵坡大于3%时，整平层混凝土拌和物的坍落度不应大于80 mm。

1.3 施工工艺流程

整平层施工工艺如图2所示。

2 无筋桥面铺装施工优化研究

2.1 材料及配合比优化

经现场试验和专家咨询论证，发现30 mm长钢纤维可能存在拌和不匀、容易结团的情况，对试验段混凝土配合比进行优化，将原30 mm钢纤维优化为25 mm钢纤维混凝土，优化前后对比如表2所示。

由表2可看出，较于30 mm钢纤维混凝土，25 mm钢纤维所需水泥、粉煤灰、减水剂材料均有所下降，而28 d抗压及抗折强度均有所上升。

2.2 施工设备优化

为了实现19 m超宽幅桥面铺装一次性施工，引入了XD-SWJG219三维激光摊铺机（如图3所示）；采用FM3200全自动覆膜机（如图4所示），实现薄膜自动覆盖。

2.3 管控措施优化

（1）加强对原材料质量的控制

砂的含泥量、碎石的针片状和压碎值必须满足规范要求；砂的细度模数控制在2.6～2.9。

（2）调整拌和时间

钢纤维干拌时间太短，初始混合料严重不均匀，适当调整混合料干拌时间，原干拌时间由5～10 s调整为50～60 s，以确保钢纤维在混凝土中三维均匀分布。

（3）采取有效措施保障混凝土的浇筑环境

混凝土浇筑应严格按照混凝土浇筑环境温度的相关要求，从而控制混凝土收缩的最小范围。桥面铺装施工前，应对混凝土梁体顶部充分润湿，当环境温度超过35℃时，采取较长时间润湿的措施确保浇筑前的环境温度满足要求。湿润后的梁体顶部不能积水，积水必须处理，避免混凝土托空。

（4）加强养护

混凝土浇筑后及时覆膜，养护覆膜前，需用喷雾将薄膜喷湿后再贴膜，在养生膜贴上后不间断用雾炮洒水润湿，混凝土终凝后再人工铺透水土工布，并不间断洒水确保土工布湿润。洒水养护时间不低于3 d，覆膜养护时间不低于10 d。所洒的水宜与当时的外界环境温度基本一致。

（5）缩短切缝时间

缩短切缝时间，不宜超过24 h，可直接在薄膜上切缝。

3 无筋桥面铺装施工优化成效

（1）降本增效

1）通过桥面铺装整平层复合强化技术，将传统钢筋网片桥面铺装更改为无筋桥面铺装，取消了钢筋网层，节省造价15%；2）采用三维激光摊铺机、覆膜机机械组合，桥面摊铺工人由30人缩减为19人，省员率达50%。日摊铺长度从120 m提高到240 m，提高工效100%。

（2）结构可靠

采用混凝土密实骨架堆积法增加钢纤维。1）减少气泡和空隙的形成，增加混凝土的强度和耐久性；2）材料之间黏结力更强，再配合界面激活技术，层间黏结更好。

（3）施工智能

采用三维激光摊铺技术，由激光控制系统核对里程桩号及对应的设计高程，通过液压升降系统实现实时调整。在摊铺机后端配套使用覆膜机，可将覆膜时间控制在5 min以内，提高了养生及时。

（4）质量可控

有效解决桥面龟裂、厚度不均、脱空、边部衔接不顺、混凝土包裹性差等质量通病。

（5）品质提升

对比30 mm钢纤维混凝土，25 mm钢纤维混凝土能将平整度提升为≤4 mm，厚度为±5 mm，抗压强度提高7.1%，抗折强度提高11.3%

4 结语

无筋混凝土桥面铺装是一种新型复合材料施工技术，结构简单、施工便捷、质量可控、耐久性好，具备广泛的应用前景。

该文结合成绵扩容高速连续40 km高架桥试验段的施工实践，在材料和配合比、施工设备、管控措施三个方面实践和总结了优化途径，并取得了显著的成效，为后续无筋桥面铺装（尤其是超宽幅桥面）施工提供重要参考，探索超宽幅无筋桥面铺装无人化智能摊铺是下一步的研究重点。

参考文献

[1]桥面铺装整平层复合强化技术规程：DB 51/T 1993—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]刘大华.无筋混凝土桥面铺装施工技术[J].中国水运（下半月），2016（4）：190-192.

[3]范碧琨，熊国斌，赵艺程.无筋桥面铺装的技术革命[J].中国公路，2018（11）：134-137.

[4]王碧锋.桥面铺装用掺有减缩剂的乳胶改性混凝土性能[J].广东公路交通，2023（5）：32-37.