鋼纖維混凝土材料在舊混凝土路面修補工程中的應用
發布時間：2010-01-14 共2頁
2 工程實例 某二級公路水泥混凝土路面修補工程段全長112m，寬2×3m，修補前路面板呈破碎、斷裂狀，原為一般普通混凝土澆筑，部分板底基層下沉。現用鋼纖維混凝土修補路面，基層補強采用C15素混凝土澆筑，舊混凝土路面平均鑿除深度25cm（包括基層松動部分），擬采用12cm厚、C30鋼纖維混凝土澆筑路面。
2.1 施工材料
2.1.1 原材料
水泥：425＃普通硅酸鹽水泥；
細集料：用中粗砂，平均粒徑0．35mm～0．48mm，含泥量＜2％；
粗集料：碎石5mm～20mm，含泥量＜1％，質地堅硬；
鋼纖維：選用長度30mm、當量直徑0．60mm由浙江某廠生產的低碳結構鋼剪切扭曲型，型號DN－30，其強度380MPa以上。該產品性能穩定，使用效果良好。
2.1.2 配合比
鋼纖維混凝土配合比設計按照抗折強度和抗壓強度雙控標準要求及施工的工作度采用以抗折強度為主要指標進行設計。設計抗折強度6．5MPa、抗壓強度35MPa。經試驗室進行幾種配比方案確定：水泥∶黃砂∶碎石∶鋼纖維∶水并強度試驗。
2.2 施工工藝
2.2.1 基層處理及路面澆筑
在鋼纖維混凝土澆筑前，為提高水泥混凝土面層下基層和墊層的剛度，做好對舊混凝土板及板底基層的處理工作，即在破損板及板底脫空破裂的舊混凝土板塊鑿除后，對部分板底基層進行補強處理。鑿除舊混凝土板時，鑿除深度必須滿足原路面設計要求，再將原基層松動部分全部清除。被清除后的基坑及深度一律用C15貧混凝土進行處理。待混凝土半干狀態時即可澆筑路面。按要求先用C15普通混凝土澆筑至路面面層厚度12cm時，經底面層整平處理后再用鋼纖維混凝土澆筑。
2.2.2 鋼纖維混凝土攪拌
鋼纖維混凝土攪拌采用滾筒式攪拌機。為使鋼纖維在混凝土中分散均勻，采用二次投料三次攪拌法，即先將石子和鋼纖維干拌1min，加入砂子、水泥再干拌1min，最后注水濕拌1.5min左右，總攪拌時間控制在6min內，攪拌時間過長會形成濕纖維團。且每次的攪拌量宜在攪拌機公稱容量的173以下。
2.2.3 運輸與澆筑
混凝土運輸采用自卸運輸車，運至施工地點進行澆筑時的卸料高度不得超過1.5m，以防混凝土離析。鋼纖維混凝土采用人工攤鋪，用人工將其大致攤鋪整平，攤鋪后用平板振動器振搗，振搗的持續時間以混凝土停止下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿為準，且不宜過振。振搗時輔以人工找平，混凝土整平采用振動梁振搗拖平，再用鋼滾筒依次滾壓進一步整平，整平的表面不得裸露鋼纖維。在做面時需分兩次進行，即先找平抹平，待混凝土表面無泌水時，再做第二次抹平，抹平后沿模板方向拉毛，拉毛深度1mm～2mm。拉毛時避免帶出鋼纖維，如采用滾式壓紋器進
行處理則效果更佳。
2.2.4 養護與切縫
鋼纖維混凝土設有多種切縫。脹縫與路中心線垂直，縫壁必須垂直，縫隙寬度必須一致，縫中不得有連漿現象，縫隙內應及時澆灌填縫料，當混凝土達到強度25％～30％時，采用切縫機進行縮縫切割，切縫深度3cm，縮縫設置16m?道。施工縫位置宜與脹縫或縮縫設計位置吻合，施工縫與路中心線垂直，不設置傳力桿。對脹縫、縮縫均采用10＃石油瀝青，灌式填縫。混凝土做面完畢后，及時采用濕法養護，終凝后及時覆蓋草袋，并每天均勻澆水，保持潮濕狀態，養護10d～15d。與此同時做好封閉交通，待強度測試達到規定要求后即可開放交通。
2.3 施工質量控制
鋼纖維混凝土的質量除對原材料、配合比以及施工過程的主要環節進行控制外，還重點對鋼纖維混凝土的攪拌、鋼纖維的投入以及混凝土振搗的控制，同時按規定對每天所澆筑混凝土的28d抗折、斷塊抗壓強度進行檢驗，均達到了設計要求，使平整度、坍落度、主要技術指標得到有效控制。
3 經濟與社會效益
從經濟和社會效益分析，鋼纖維混凝土路面與普通水泥混凝土路面相比，其特點：①面層厚度可減薄至1/2以上，使施工工期縮短，因此節約原材料及減少工程量后所帶來的一切費用；②路面使用壽命延長因此而節省的費用；③減少縮縫帶來的材料、人工等所節省的費用；④節省養護、減少時間延誤及維修費用；除此以外，還有路面質量好，接縫少，延長車輛使用壽命等費用。綜合分析，對于舊混凝土路面，若采用鋼纖維混凝土進行罩面修復，則一次性投資的費用比挖掉重建混凝土路面要節省許多。同樣，從一次性投資、使用年限、維修費用、資金的時間價值來全面評價鋼纖維混凝土路面工程的經濟效益，與新鋪瀝青混凝土路面評價綜合效益，鋼纖維混凝土路面雖一次性投資較前者高，但從其維修費用、使用年限的不同考慮，以及和資金的時間效益，用年成本法計算其等值年金，結果表明鋼纖維混凝土路面每年支出的費用比瀝青混凝土路面要低35％。采用鋼纖維混凝土修補法，不但可使鋼纖維混凝土的質量及其增強效果得到保證，而且還可提前開放交通，具有顯著的經濟效益和社會效益。
4 結語
鋼纖維混凝土自發展以來，已在公路路面、橋面、機場跑道等工程中得到廣泛應用，同時也取得了一定的經濟效益和社會效益。它除了具有良好的抗彎強度外，而且還具有優異的抗沖擊、抗開裂性能。在對鋼纖維混凝土進行的沖擊荷載等試驗研究中表明：摻以體積率為1％～2％的鋼纖維增強混凝土與基體比較，其抗沖擊強度可提高10倍～20倍，彎曲韌性可提高20倍左右，抗彎強度可提高1倍～6倍，抗拉強度可提高2倍左右，疲勞強度提高50％，抗裂強度可提高2倍，抗壓強度可提高10％～30％。由此可見，鋼纖維混凝土的抗裂性與抗沖擊是非常優異的。此外，用鋼纖維混凝土修筑舊混凝土路面還能達到早期強度高，提前通車的目的。
參考文獻
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