摘要：在市政交通体系的构建过程当中，桥梁建设起着极其重要的作用。随着城市公路建设的快速发展，桥梁施工需求也在不断扩大。钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，在桥梁的桥面铺装中有重要意义。结合钢纤维混凝土的施工实践，本文从桥梁桥面铺装施工中钢纤维混凝土的特性、施工技术等进行分析和探讨，以供参考。
关键词：市政桥梁；桥面铺装；钢纤维混凝土；施工技术
目前，在桥面铺装施工当中，钢纤维混凝土有着良好的应用前景，能够最大程度地避免施工阶段产生的裂缝，从而有效提高桥粱施工项目的整体质量，为市政交通事业的发展起到了积极的推动作用。
一、桥梁桥面铺装工程中钢纤维混凝土的特性
钢纤维混凝土（简称SFRC）是在普通混凝土中掺入适量的短钢纤维混合而成的一种新型复合材料。由于钢纤维的掺入，在混凝土基体中随机分布的短钢纤维阻碍混凝土内部微裂缝的扩展，同时阻滞宏观裂缝的发生和发展。在受荷（拉、弯）初期，水泥基料与纤维共同承受外力，当混凝土开裂后，横跨裂缝的纤维成为外力的主要承受者。经国内外大量的研究和试验表明，在混凝土中掺入适量钢纤维，其抗拉、抗弯、抗剪、阻裂、抗疲劳、抗冲击韧性、耐久性等物理和力学性显著提高。在桥梁上部结构中，主梁是承受车辆活载和结构自重的主体，而桥面铺装的主要作用是分布车轮集中荷载，保护主梁不受车辆轮胎直接磨损，防止主梁遭受雨水的侵蚀。因此，对于桥面铺装而言，结构应尽可能轻薄，减少主梁的负重。
若桥面铺装层直接承受车轮荷载的冲击，桥面铺装部分或全部参与了主梁结构的变形，可分散荷载并参与桥面板的受力，起着联结各主梁共同受力的作用。桥面铺装层既是桥面保护层，又是桥面结构共同受力层，其应具有良好的整体性，并具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。钢纤维混凝土克服了普通混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、性脆等缺点，具有比沥青混凝土更为优良的抗裂性、耐磨耐疲劳、高韧性等性能，经常使用于以承受车轮荷载疲劳和冲击作用为主的桥面结构。因此，钢纤维混凝土在桥面工程中可以减薄厚度。
二、钢纤维混凝土在桥梁桥面铺装工程中的应用
（一）钢纤维混凝土配合比设计
钢纤维混凝土配合比的设计步骤与普通混凝土大体相同，所配置的钢纤维混凝土要进行实验，同时满足抗拉、抗压、抗折强度要求。钢纤维混凝土当水灰比及集料最大粒径变化不大时，钢纤维含量特征参数影响钢纤维混凝土的抗拉强度。钢纤维混凝土极限荷载往往高于初裂荷载，初裂荷载与极限荷载的比值一般在0.8—1.0之间，并且初裂荷载、极限荷载及韧性均随钢纤维混凝土含量的增大而增大。在相同钢纤维含量情况下，钢纤维混凝土强度随钢纤维的强度增大而增大，随钢纤维直径增大而减小。钢纤维混凝土抗剪强度随水灰比的减小而增大，随钢纤维体积率的增大而增大。通过对钢纤维混凝土的力学基本性能的研究发现钢纤维的加入对混凝土的抗压强度提高不大，但抗压韧性有很大改善。
例如。某特大桥桥面原设计为8cm 沥青混凝土。由于主跨梁顶面未设置调平层，梁面平整度难以控制，不利于保证沥青混凝土层的施工质量。此外箱梁顶的竖向预应力筋顶端处在沥青混凝土层内，既影响沥青混凝土的摊铺，又不利于锚头防腐。因此，将这座大桥桥面铺装变更为钢筋纤维增强钢网混凝土CF40。
（二）桥面铺装施工准备
一是损坏区域调查。对于新建桥面，应根据设计要求和相关规范规定，对桥面结构的各项技术指标进行全面调查，核查其是否达到桥面铺装施工的要求；对于旧桥改造工程，可从防止破坏加剧和再次损坏的角度出发，将损坏区域确定为正方形，方便修补施工并有利于修补后桥面美观。二是在调查摸底清楚的前提下，应对新建桥梁板体表面上突出周围的局部区域、点位，或旧桥原有的桥面铺装面层结构进行凿除。三是将桥面划分为边长为1m的方格，计算并统计好各方格角点处的设计高程后，按纵、横双向进行编号并分别恻量、统计好各角点处的高程，列表记录，将预留铺装厚度不够的部分标记下来并进行凿除。四是对桥梁面板结构表面的水泥浮浆成分（混凝土混合料中上浮的水泥浆和细砂粒，强度和耐久性都相对较差）进行粗面处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若不及时处理，在进行面层结构铺装后，会形成一个混凝土的软弱夹层，造成钢纤维混凝土铺装层与桥梁面板结构之间的粘结强度下降。五是对桥梁面板结构混凝土施工过程中存在局部质量问题区域进行修补，其关键是处理好新、旧混凝土材料之间的接缝，新浇筑混凝土的强度等级应与桥梁面板结构的设计强度等级相同或接近。六是检查桥梁面板表面上是否有松动颗粒或其他杂物，需清除一切可能存在的杂质。
（三）钢纤维混凝土桥面铺装施工工艺
1.施工工艺流程
经有关专家经研究，将钢纤维混凝土桥面铺装施工工艺不断完善和定型，形成了配合比设计、清凿桥面浮浆、精确放样、安装模板、浇筑钢纤维混凝土、人工粗平、平板振动器振实、齿开振动粗平、滚筒滚压提浆、4m 纵向刮尺刮平、3m 横向刮平精平、抹面收浆、4m 直尺检查平整度、养生切缝、拆模刻槽、灌缝等16 道工序的施工工艺流程。
2.主要材料的技术要求
钢纤维混凝土的破坏主要是钢纤维的拔出而不是拉断，应该从钢纤维的表面和形状来改善它与基体的粘结性能。为提高钢纤维的粘结性能，本工程采用0.6×30—800 哑铃型钢纤维，以提高其锚固力和抗拔力。纤维长30mm，抗拉强度800Mpa，用量按体积1%掺入；水泥选用425 号普通硅酸盐水泥；砂采用中粗砂，砂的级配应符合要求；碎石粒径不宜大于钢纤维长度的2/3，一般为5～20mm。
3.桥面铺装施工关键工序
一是铺设钢筋。根据大桥的具体情况，可采取3 种处理方式：T 梁引桥部分浇筑整体层时，插入型d10mm 剪力钢筋，间距为75cm×75cm，分别伸入整体层6m 和铺装层5m。剪力筋作成型，可增加在铺装层内的锚固长度，同时不留出尖角以免损伤车辆轮胎。采用这种处理方式时，混凝土表面应进行拉毛，并清除浮浆。在变更设计下达前，部分区段已浇筑了整体化层，可将混凝土面凿花彻底清除浮浆，并按75cm×75cm 的间距在混凝土面钻孔，插入d12mm 钢筋棒，用环氧树脂固结。主桥箱梁顶面没有调层时，采取“地毯式”凿毛的方法，彻底凿出新鲜混凝土面。
二是模板安装。绑扎好钢筋网后，选用专用钢模预先支立。钢模板的水平位置和标高应严格按设计要求确定，模板支设应足够牢靠，接头处平顺、紧密，在钢模内侧表面应预先喷涂相应的隔离剂，确保其与梁顶接触部位不出现漏浆现象。
三是钢纤维混凝土制备。钢纤维混凝土材料在制备生产的各个环节（通常情况下包括投料、搅拌、运输，浇筑等），都要确保钢纤维混凝土混合料中钢纤维分布的均匀性和混合料的密实性。只有钢纤维分布充分均匀，才能充分发挥其对混凝土结构增强、增韧、阻裂的效应，这是制备生产钢纤维混凝土材料的关键问题。
四是铺筑。桥面铺筑混凝土施工时应尽量采用泵送混凝土，采用专用拉板、铁铲将混凝土摊开、初平，防止混凝土严重离析。实际施工时，应按相应的顺序分区铺筑，采用振捣棒或振捣板充分振捣密实。
五是切缝处理。桥面铺装由于纵向分幅施工不设纵向施工缝，横向在每个桥墩顶部设一道横向假缝，其他以15—20m 间距设横向假缝，并与防撞栏的假缝对齐，缝宽3—5mm，缝深2.5cm，切缝时间由气温和SFRC 强度确定，切缝完成后用聚氨脂焦油灌缝。
六是混凝土养护。为防止钢纤维混凝土面层出现干缩裂纹而影响桥面结构的使用性能和美观，浇筑结束后的混凝土初期养护尤为重要，可采用喷水养护或喷洒养护剂进行养生。
结语
钢纤维混凝土作为一种新型复合材料，在桥梁的桥面铺装中有重要意义。采用钢纤维混凝土复合材料进行桥面铺装施工，结构形式简单，施工快速方便。合理的钢纤维混凝土配合比设计，以及合理的施工组织和严格的质量控制措施，对新建桥梁还是旧桥面层改造有很好的使用性能及耐久性能均，有利于提高市政桥梁路面铺装工程的质量，为人们创造更好的出行环境。
参考文献
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论文作者:赵明禄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
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