鋼纖維混凝土材料在舊混凝土路面修補(bǔ)工程中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁(yè)
2 工程實(shí)例 某二級(jí)公路水泥混凝土路面修補(bǔ)工程段全長(zhǎng)112m，寬2×3m，修補(bǔ)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(xiàn)用鋼纖維混凝土修補(bǔ)路面，基層補(bǔ)強(qiáng)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(dòng)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(xì)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(zhì)地堅(jiān)硬；
鋼纖維：選用長(zhǎng)度30mm、當(dāng)量直徑0．60mm由浙江某廠生產(chǎn)的低碳結(jié)構(gòu)鋼剪切扭曲型，型號(hào)DN－30，其強(qiáng)度380MPa以上。該產(chǎn)品性能穩(wěn)定，使用效果良好。
2.1.2 配合比
鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)按照抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度雙控標(biāo)準(zhǔn)要求及施工的工作度采用以抗折強(qiáng)度為主要指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度6．5MPa、抗壓強(qiáng)度35MPa。經(jīng)試驗(yàn)室進(jìn)行幾種配比方案確定：水泥∶黃砂∶碎石∶鋼纖維∶水并強(qiáng)度試驗(yàn)。
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(duì)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(duì)部分板底基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。鑿除舊混凝土板時(shí)，鑿除深度必須滿足原路面設(shè)計(jì)要求，再將原基層松動(dòng)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(jìn)行處理。待混凝土半干狀態(tài)時(shí)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(shí)，經(jīng)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(jī)。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(shí)間控制在6min內(nèi)，攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)形成濕纖維團(tuán)。且每次的攪拌量宜在攪拌機(jī)公稱容量的173以下。
2.2.3 運(yùn)輸與澆筑
混凝土運(yùn)輸采用自卸運(yùn)輸車，運(yùn)至施工地點(diǎn)進(jìn)行澆筑時(shí)的卸料高度不得超過(guò)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(dòng)器振搗，振搗的持續(xù)時(shí)間以混凝土停止下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿為準(zhǔn)，且不宜過(guò)振。振搗時(shí)輔以人工找平，混凝土整平采用振動(dòng)梁振搗拖平，再用鋼滾筒依次滾壓進(jìn)一步整平，整平的表面不得裸露鋼纖維。在做面時(shí)需分兩次進(jìn)行，即先找平抹平，待混凝土表面無(wú)泌水時(shí)，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(shí)避免帶出鋼纖維，如采用滾式壓紋器進(jìn)
行處理則效果更佳。
2.2.4 養(yǎng)護(hù)與切縫
鋼纖維混凝土設(shè)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(xiàn)象，縫隙內(nèi)應(yīng)及時(shí)澆灌填縫料，當(dāng)混凝土達(dá)到強(qiáng)度25％～30％時(shí)，采用切縫機(jī)進(jìn)行縮縫切割，切縫深度3cm，縮縫設(shè)置16m?道。施工縫位置宜與脹縫或縮縫設(shè)計(jì)位置吻合，施工縫與路中心線垂直，不設(shè)置傳力桿。對(duì)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(shí)采用濕法養(yǎng)護(hù)，終凝后及時(shí)覆蓋草袋，并每天均勻澆水，保持潮濕狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)10d～15d。與此同時(shí)做好封閉交通，待強(qiáng)度測(cè)試達(dá)到規(guī)定要求后即可開放交通。
2.3 施工質(zhì)量控制
鋼纖維混凝土的質(zhì)量除對(duì)原材料、配合比以及施工過(guò)程的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行控制外，還重點(diǎn)對(duì)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(shí)按規(guī)定對(duì)每天所澆筑混凝土的28d抗折、斷塊抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，使平整度、坍落度、主要技術(shù)指標(biāo)得到有效控制。
3 經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益
從經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(diǎn)：①面層厚度可減薄至1/2以上，使施工工期縮短，因此節(jié)約原材料及減少工程量后所帶來(lái)的一切費(fèi)用；②路面使用壽命延長(zhǎng)因此而節(jié)省的費(fèi)用；③減少縮縫帶來(lái)的材料、人工等所節(jié)省的費(fèi)用；④節(jié)省養(yǎng)護(hù)、減少時(shí)間延誤及維修費(fèi)用；除此以外，還有路面質(zhì)量好，接縫少，延長(zhǎng)車輛使用壽命等費(fèi)用。綜合分析，對(duì)于舊混凝土路面，若采用鋼纖維混凝土進(jìn)行罩面修復(fù)，則一次性投資的費(fèi)用比挖掉重建混凝土路面要節(jié)省許多。同樣，從一次性投資、使用年限、維修費(fèi)用、資金的時(shí)間價(jià)值來(lái)全面評(píng)價(jià)鋼纖維混凝土路面工程的經(jīng)濟(jì)效益，與新鋪瀝青混凝土路面評(píng)價(jià)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(fèi)用、使用年限的不同考慮，以及和資金的時(shí)間效益，用年成本法計(jì)算其等值年金，結(jié)果表明鋼纖維混凝土路面每年支出的費(fèi)用比瀝青混凝土路面要低35％。采用鋼纖維混凝土修補(bǔ)法，不但可使鋼纖維混凝土的質(zhì)量及其增強(qiáng)效果得到保證，而且還可提前開放交通，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
4 結(jié)語(yǔ)
鋼纖維混凝土自發(fā)展以來(lái)，已在公路路面、橋面、機(jī)場(chǎng)跑道等工程中得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)也取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。它除了具有良好的抗彎強(qiáng)度外，而且還具有優(yōu)異的抗沖擊、抗開裂性能。在對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行的沖擊荷載等試驗(yàn)研究中表明：摻以體積率為1％～2％的鋼纖維增強(qiáng)混凝土與基體比較，其抗沖擊強(qiáng)度可提高10倍～20倍，彎曲韌性可提高20倍左右，抗彎強(qiáng)度可提高1倍～6倍，抗拉強(qiáng)度可提高2倍左右，疲勞強(qiáng)度提高50％，抗裂強(qiáng)度可提高2倍，抗壓強(qiáng)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(yōu)異的。此外，用鋼纖維混凝土修筑舊混凝土路面還能達(dá)到早期強(qiáng)度高，提前通車的目的。
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