钢纤维混凝土桥面铺装施工技术.pdf

1 8 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i n g 文章编 号 ： 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 1 8 - 0 3 钢纤维混凝土桥面铺装施工技术 孙吉书 ， 徐 洪涛 ， 邹隽琚 ( 1 河北工业大学 土木 工程学 院， 天津3 0 0 1 3 2 ；2 北 京交科公路勘察设计研 究院 ， 北京1 0 0 0 8 8 ) 摘 要 ： 钢 纤维混凝 土是 一种性 能优 良且 应 用广泛 的新型 复合 材料 ， 它在 桥 面铺 装层 的应 用 ， 由于钢 纤维 阻滞基体混凝土裂缝的开展 ， 从而使其抗拉、 抗 弯、 抗剪强度等较普通混凝土显著提高， 其抗冲击、 抗疲 劳、 裂后韧性和耐久性也有较大改善。归纳出钢纤维混凝土桥 面铺装的施工工艺及施工流程 ， 为桥面铺 装设 计施 工提 供指 导 。 关键 词 ： 钢 纤维 混凝土桥 面铺 装施 工 工艺 施 工流程 中图 分类号 ： U 4 4 3 3 3 文献标 识码 ： B 0 引言 近年来 ， 随着 交通事 业 的飞速发 展 ， 造 型优美 而结 构新颖 的大 中型 桥梁在 我 国各地屹 立如林 。 由于我 国 各相 关行业 对桥 梁结 构 及路 面 工 程 的施 工 比较 重 视 ， 技术 也 已相 当成 熟 。但 相对 而 言 ， 桥 面铺 装 的设 计 方 法和施工技术 的研究却显得薄弱。对于桥面铺装材 料 、 铺 装结 构厚度 、 防水 及排 水 措 施 以及 施 工工 艺 ， 只 是 给予指 导性说 明。另 一方 面 ， 随着 交通 量 和 重 型车 量 的增加 ， 桥 面铺 装损 坏较 为严重 ， 维修 周期也越 来越 短 ， 有 的甚 至 通 车 不 久 就 出现 了纵 向、 横 向 和斜 向裂 缝 、 坑洞 、 裂纹 、 起皮 等病害 。 因此 ， 设计出符合技术要求的桥面铺装， 并制订相 应 的施工 工艺 ， 对减 少桥面 铺装病 害 的发生 ， 延 长其使 用 寿命 ， 提高桥 面 的通行质 量 ， 减 少灾 害性事故 的发生 等均具有非常现实的意义。如何在施工中保证桥面铺 装的设计功能及设计寿命 ， 关键是处理好两个方面 ： 如何处理好桥面铺装层上表面 ， 满足行车质量要求 ； 如何处理好桥面铺装层下表面， 使之与下基层粘结牢 固 。本 文就 如 何 在 施 工 中 处 理好 这两 个 方 面 加 以探 讨 。 l 钢 纤维 混凝土桥面铺装层的施工流 程 水 泥混凝 土桥 面铺装 的上 表面 与水泥混 凝土路 面 在功能上是雷 同的， 即有抗滑 、 耐磨及 平整度三个因 素 。因此关 于桥面 铺装层 上表 面 的影 响 因素 及其分 析 和要求 ， 可参 照文献 4 所 提供 的认识 和方法 。 收 稿 日期 ： 2 0 0 9 - 0 7 -08 ； 修 回 日期 ： 2 0 0 9 - 1 1 1 5 作者简介 ： 孙吉书( 1 9 7 6 一) ， 男 ， 河北广宗人 ， 讲师 ， 博士研究生 。 钢纤维 混凝土 桥 面铺 装层 的施 工 方法 和 工序 ， 除 按水泥混凝土桥面铺装层 的施 工方法外， 施工工艺有 其特别之处 。为了保证施工质量 ， 要严格参照 钢纤 维混 凝土 结 构 设 计 与 施 工 规 程( C E C S 3 8 ： 9 2 ) ， 施 工按车道宽度分幅浇筑 ， 按先后顺序依次浇筑。施工 前 ， 要依据 施工规 范 ， 结合 试 验 试铺 情 况 ， 将施 工 操作 程 序进行完 善 和改 进 。详 细施 工 流 程 与要 求 见 图 1 、 图 2。 l调查损坏区 域I一1凿除Il粗凿ll精凿l l 一 怛 一 图 1 桥 面 铺 装 前期 准备 工 艺 控 制 流 程 匪 一匦 圈 一匦 一匦 匿 至 匿 堑 圈 匾圃一匿囹一圆 一 匿函一圜一圈 2 1 调 查损 坏 区域 调查可 根据新 旧桥梁情 况 的不 同而方法各 异 。对 于新桥 ， 需进 行全 面 的调 查 ， 主要 根 据设 计 要 求 ， 调查 是否达到设计所要求 的各项指标 。而对于将要修复的 旧桥 ， 可从 防止发展 和杜绝 再次 损坏 的前提 出发 ， 一般 可确定为正方形 ， 以便修补方便和美观。 2 2 凿 除 对于新旧桥梁板体表面上高出设计 的部分或旧桥 2 0 1 0年第 2期 钢纤维混凝土桥面铺装施工技术 l 9 已有 的桥 面铺装 ， 在 调查 研 究 与分 析 的基 础 上 应 进行 凿除。当确定完修复范围以后 ， 首先用切割机将即将 修复的部分与不准备修复的部分切割开来 ， 以保证凿 除修复部 分时殃 及邻里 。切 割时 ， 应 注意 切割 的深度 ， 避 免切 断铺 装层 钢 筋 。下 面 的部 分采 用 凿 除 的方 式 ， 这样虽然还会影响到不修复桥面铺装部分 ， 但 由于切 割分离 效应 ， 其 影响甚 微 ， 且 能保证 修复界 面 的直立 规 正 。 由于桥面铺 装是 在 桥 面板 施 工完 成 以后 进行 的 ， 因此无论怎样处理， 都会有新 旧混凝土的界面问题 ， 这 一 位置一 方面可 从凿 除 的混 凝 土结 构 材料 判 断 ( 交 界 面处 以砂 浆 为 主 ) ， 另 一 方 面 可从 凿 除 的难 易程 度 判 断( 交界面处往往是抗剪强度最弱处) 。 以上几个方面可帮助施工人员判断凿除是否己达 到桥面板 顶面 ， 一旦 出现 以上几 方 面症 状 时 ( 砂 浆 层 、 剥离、 混凝土成色出现变化等) ， 可认为将要或 己经达 到桥面板 顶面 了 ， 这 时应 改变 凿除 的方式 ， 如更换 小 功 率 的凿 除设备或 从下 而上 的铲 凿方 式 。 风炮 凿除应 分二步 走 ： 1 ) 粗凿 ： 基本 达到桥 面板 顶面 ( 除 边界 处外 ) 可大 刀 阔斧地进 行凿 除 ； 2 ) 精凿 ： 在粗 凿 的基础 上 ， 为 防止 伤 害 桥 面板 ， 可 用功率小的设备或告知施工人员采用轻凿方式 ， 清除 遗 留在桥 面板上 的残余 桥面铺筑 层 。 对 于桥 面板表 面还 须 除 去其 表 面 的微 裂 缝 ， 否 则 铺装后 ， 就会在 此处 形成 一个软 弱 区。 2 3 测量 将桥面划分为 1 m见方的方格 ， 计算并量测好设 计高程 后 ， 按纵 横方 向进 行 编 号 分别 量 测 各交 点 处 的 深度或 高程 ， 并 列表 记 录 ， 量测 完 后 ， 将 凿 除厚 度 不 够 的部位标 记下来 。这些 位置 厚度不 够 的原 因可能 为下 列 三种之 一 ： 1 ) 未彻 底凿 除原来 的桥 面铺 装 ， 致 使部 分 遗 留下 来 ： 2 ) 原桥 面铺装层 厚度 不够 ； 3 ) 桥面板 表 面平 整度 差 。 2 4粗 面 桥面板表 面 的水 泥 浮浆主要 是 由混凝 土 中上 浮 的 水泥浆和细的砂粒组成 ， 强度低 、 耐久性很差 ， 如果不 进行处理 ， 那么在进行铺装后 ， 该处会形成一个软弱夹 层 ， 造成铺 装层 与桥 面 板 表 面 间粘 结 强度 的下 降 。 目 前 我 国对 桥面铺 装前 的粗 面还 未 能 引起 足 够 的 重 视 ， 大多施工单位没有粗面设备 ， 在这种情况下 ， 笔者建议 采用混凝土路面表面切缝机进行粗面 ， 实践证 明这一 建议是可行的， 只是要合理掌握切缝 的深度。 研 究 表明 ： 切 缝深 度可 掌握 在 3 6 m m 为宜 。在 实施 这一 过程 时应该 注意 以下几 个 问题 ： 1 ) 由于桥面 高低 不 平 ， 所 以切 缝 机行 走 时 易产 生 颠簸 ， 这时 ， 应 随时调 整 切 刀 的 高度 ， 以保 证 其 切割 深 度保 持在 3 6 mm的范 围 内。 2 ) 注意 不要 损 坏桥 面 板 的 配 筋 。在 用 切 缝 机 粗 面后 ， 由于 桥面板 的高 低 不平 ， 在进 行 切 割 的 过程 中 ， 留下 许多 空 白 ， 这些 空 白就 需要 人工 补造 ， 即用人 工在 空 白处的表 面用 凿 刀进 行 轻击 同 时要 掌握 好 力 度 ， 一 般 以打 出 3 6 m m 的小 坑 为准 。进 行这 一 工 序 时 ， 应 将数 个人 工横 向排列 ， 逐渐 推进 ， 避免 漏凿 。 2 5修 补 桥面板 的施 工过 程 中 ， 由于种种 原 因 ， 总会 出现这 样或那样的问题 ， 常见的有 ： 由于混凝土振动不密实 留下 的空洞 应凿 除 ； 由于 工 作 疏忽 将 施 工 时所 用 的 砖头 、 棉纱 ； 湿接 头施 工时用 来 吊底模 板 的竹 筒等 遗忘 在桥 面 ， 应 凿除 。凿 开 的部 分 ， 应 进 行 及 时 的修 补 ， 否 则可能会引起两方面的问题 ： 导致表面水下渗大梁 ， 造成大梁或桥面板内配筋的腐蚀 ； 成为藏污纳垢 的 地方 。 这 些地 方 的补 强 ， 其 主 要 的 问题 是 处 理 好新 旧混 凝土 的接合 问题 ， 混凝 土 的强 度 等级 应 接 近 桥 面板 的 设计强 度等 级 。 2 6 清 洗 检 查桥 面板 表 面 的是 否有 松 动 的颗 粒 ( 矿 粒砂 子 砂浆 或混凝 土块 等 ) 发 现 有 诸 如 这 些 问题 ， 则 需 清 除 ， 主要 方法 是先 凿除较 大粒 径 的松 动 颗粒 ， 再 用高压 水头进行地毯式喷射 ， 重点地段应多喷几次或增加喷 射 时 间 ， 如此 重复 两 到三 次 ， 直 至 检 查没 有 松 动 颗粒 ， 混凝 土 的新表 面完全 暴露 出来 为止 。 清理可能隐藏 的微裂缝 。该 步既重要又艰难 ， 重要 的是 ： 如果进 行 不 周 可能 对 整 个铺 装 层 造 成无 法 挽 回的影 响 ； 艰 难 的是 ： 如何 才 能 辨 出 微 裂 缝 已被 消 灭 ， 对 此一 般在施 工 现场无 能为 力 ， 大多 只能靠 经验和 肉眼做 出判 断 。 检查将要铺装的桥面板表面是否有污迹。 完全清洁。从头到尾 ， 从上到下 ， 清除一切可能 存 在 的污垢 。 3 桥 面铺装施 工 3 1 准 备 1 ) 在保证施工人员安全的前提下， 选择对桥面铺 装 干扰 最小 的施 工 场地 ； 2 ) 安 排 好 混 凝 土 的 运 输 ， 注 意避 免 不 必 要 的 振 动 ， 保证混凝土在施工前的各项要求； 铁道建筑 F e b r u a r y ， 2 0 1 0 3 ) 认 真 考 虑铺 筑 场 地 上 不 同铺 装 层 及 不 同位 置 处 的铺 筑施 工方式 ， 如边 角 、 中心等处 ； 4 ) 注意施 工期 的天气影 响 ； 5 ) 准备好 各种可 能应用 的施 工机具 。 3 2铺 设钢 筋 1 ) 根据设 计 图纸 中配筋 设计 图纸进 行墨 斗弹线 ； 2 ) 嵌 入 支 架 筋 用 于 支 架 铺设 的钢 筋 网 。在 十 字 交叉处 ， 间 隔一定距 离打孔 并嵌 入一定 长度 的短筋 ， 露 筋长度 不能 大于桥 面铺装 层 的设 计厚 度 ； 3 ) 绑扎钢筋将钢筋按弹好的墨线摆放好后 ， 进行 绑扎 ， 在有 支架筋 的地方 ， 应将 钢筋首 先绑扎 在支架 筋 上， 并保证铺装钢筋能与桥面板之间保持一定 的距离， 尽量使 铺装 钢筋 的位置处 在铺 装层 的 中部 。 3 3模 板安 装 钢筋 网绑扎好 后 ， 采用 专 用 钢 模 ， 提前 1 d支 立 。 立模的平面位置和高程应符合设计要求 ， 模板支立要 稳 固 ， 接头 紧密平顺 ， 与梁 顶 接 触部 位 不得 有漏 浆 ， 模 板 内侧 应涂 好隔离 剂 。 3 4钢 纤维 混凝土 的搅 拌 钢纤维 混凝 土生产 过程 的各个环 节 ， 不 论是投 料 、 搅拌 、 运输 ， 还是浇 筑 和成 型 ， 都 要 有利 于 钢 纤 维混 凝 土 的密实性 和钢纤 维 分 布 的均 匀 性 ， 只有 纤 维 分布 均 匀才 能充分 发挥其 对 混 凝 土 的增 强 、 增 韧 、 阻裂 作 用 ， 这是 制备钢 纤维混 凝 土特别 要关注 的 问题 。钢纤 维混 凝土的投料与搅拌工艺主要有三种： 先干后湿的搅 拌工 艺 ； 湿拌工 艺 ； 分段 加料与搅 拌工 艺 。 3 5铺筑 铺筑 时尽量 采用 泵送混 凝土 ， 并 注意 轻放 ， 以防止 混 凝土 的离析 或造成 布 筋 的变 形 ， 用 拉板 及 铁 铲将 混 凝 土初 步整平 ， 避免通 过振 动 的方 式 ， 将 混凝土 分散开 来 ， 最好 是按顺 序铺满 一部分 以后 ， 用振 捣棒或 振捣板 进 行捣 实处理 。关于 铺 筑 的工 艺 ， 具 体 可分 为 如 下几 个 部分 ： 1 ) 施 工前 的桥面 板 顶 面应处 于饱 和 面干 状 态 ， 为 此 ， 在施 工前 的 3 4 h ， 应不 停地 洒 水 ， 尽 量 使整 个桥 面板处 于饱 和状 态 。而在 即将 施工 的 0 51 h ( 看 天 气情况 ， 天阴可在 1 h前停止洒水 ， 天气晴可在施工前 半小时停止洒水 ) 停止洒水 ， 以保证桥面板在桥面铺 装 施工 时处 于面干饱 和状 态 。 2 ) 混 凝 土 的摊 铺 与 振 捣 ： 严 格 按 照 施 工 顺 序 、 松 散 摊铺厚 度摊 铺混凝 土 ， 先 以人 工大致 找平 ， 边 角部 位 用 振动棒 轻振 ， 其它 地方用 平板振 捣器 横 向平 行振 实 ， 平 板每 次重叠 1 2 ， 严禁 在一处 久 振 或 中间停 滞 ， 以防 混凝土过振、 振捣不均和横向出现臃包现象。 3 ) 利用三轴混凝土提浆整平机进行匀料、 整平 、 压实 、 提浆 ， 直至达 到理想 为止 。 4 ) 整平 、 抹光 ： 利用 4 5 m长 的铝 合金 尺装 上可 调节推柄作纵横向刮尺 ， 反复多次精确整平表面， 使混 凝土 表面达 到理想 的平整 度 。 5 ) 表面刻槽： 表面刻槽 是不可轻视 的一道工序。 表面 刻槽质 量直接影 响桥 面 的美 观和抗 滑性能 。表 面 刻槽 的深度 、 宽度 和间 距 ， 可视 设 计 单位 、 建 设 单 位 和 监理部门的具体要求而定。根据美 国和法 国的研究 ： 通常 ， 槽宽 为 3 5 m m， 槽 深为 5 6 mm， 槽 间距为 2 0 3 0 m m。考虑 行 车 的舒 适 性 及 刻 槽 寿命 ， 槽 宽可 取 2 4 mm窄槽 。刻槽 表面 积 比为 1 2 1 7 时 比较合 理 。拉毛 、 压 纹工艺 因其 耐久性 较差尽 量避免 使用 。 3 6切 缝 桥面铺 装横 向缩缝 自墩顶 每 3 0 n l 一条 ， 并 和防撞 栏缩 缝对齐 。切缝 时 间可按混凝 土初凝 时气温 同浇筑 完成 时 间的乘 积 为 2 5 0 3 0 0 ( h ) 来控 制 ， 切 缝深 度为 2 c m， 并选 择专用 填缝料 灌缝 。 3 7 养护 为防止混凝 土表 面干缩裂纹影 响美 观和使用性 能 ， 初期养护很重要 ， 养护可采用淋水养护或养护剂养 牛 4 结 语 钢纤 维增强 聚合物 混凝 土桥面铺 装 ， 其结 构简单 ， 施工 方便 。本文 提 出了保证该 种桥 面铺装设 计功能及 设计 寿命 的关键 是 ： 如何处 理好桥 面铺装 层上表 面 ， 满足行车质量要求； 如何处理好桥面铺装层下表面， 使 之与下 基层粘 结牢 固 。并探 讨在施 工 时如何处理 这 两个面 ， 使其达到设计要求的功能 ， 最后在总结工程实 践 与分 析理论 的基础 上 ， 归 纳 出施 工 该类 桥 面铺 装 的 施 工工 艺及施 工流程 。 参 考 文 献 1 微音 “ 豆腐渣工程 ” 质疑 N 羊城 晚报 ， 1 9 9 8 1 2 1 6 ( 1 ) 2 涂常卫 ， 黎增 丰， 凌子如 混凝 土桥 面铺装病 害与设计和施 工 的关 系浅析 J 公 路 ， 1 9 9 9 ， 2 ( 2 ) ： 1 7 2 1 3 S t e v e O t t o a n d S a mu e l T A r i a r a t n a m，A s s o c i a t e Me m b e r ， ASCEGui de l i n e s f o r d e v e l o pi n g p e rfo r ma n ce me a s u r e s i n h i g h wa y m a i n t e n a n c e o p e r a t i o n s J J o u r n a l o f t r a n s p o r t a t i o n e n g i n e e r i n g ， 1 9 9 9( 1 、 2)： 4 6 5 3 4 黄熙 ， 黄键 ， 金志强 ， 等 交 通部水泥混凝 土路 面推广组编 水 泥混凝土路面表面使 用品质 的研究 与应用 M 北 京 ： 人 民 交通出版社 ， 1 9 9 5 5 中国工程建设 标准化 协会 C E C S 3 8 ： 9 2 钢 纤维 混凝土 结 构设计 与施工规程 S 北京 ： 中国计划 出版社 ， 1 9 9 6 ( 责任审编 王天威)