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摘要:在公路施工中采用鋼纖維混凝土有助于延長公路使用壽命,為此,結合鋼纖維混凝土特性,對公路施工中鋼纖維混凝土應用要點進行分析,然后結合工程實例對技術的實際應用過程進行了探討。結果表明,采用該技術施工建設的公路路面平整度合格率達96%以上,抗壓強度和抗折強度分別達48MPa和6.5MPa,均能滿足設計要求。
關鍵詞:公路施工;鋼纖維混凝土;選材試驗
0引言
公路的使用壽命長短,直接影響車輛行駛安全和公路建設運營成本。在公路施工中采用鋼纖維混凝土施工技術,能改善混凝土各種力學性能,利用鋼纖維轉移和承受公路路面的車輛負荷,達到減少路面變形和延長公路使用壽命的目的,為公路建設運營帶來更多的效益。
1鋼纖維混凝土特性
鋼纖維混凝土其實就是在原混凝土中添加多項復合材料得到的混凝土,較之普通混凝土力學性能更佳。從性能上來看,在纖維摻量達到0.8%~2%時,鋼纖維混凝土承受的沖擊力為普通混凝土的50~100倍,擁有較好的抗沖擊性。添加適量鋼纖維,可以使混凝土單軸抗拉極限強度提升40%~50%,抗彎極限強度可以提升50%~150%[1]。此外,添加鋼纖維可以使混凝土因溫度應力產生的裂縫得到抑制,使混凝土長期收縮變形降低10%~30%,改善混凝土變形性能。
2公路施工中鋼纖維混凝土的應用
2.1應用要點
2.1.1應用要求針對新建全截面和新建復合式路面,采用鋼纖維混凝土施工有不同的技術要求。針對前一種路面,鋼纖維混凝土鋪筑的路面厚為普通路面的50%~60%,施工中需要加強鋼纖維摻入量控制,雙車道路面無需進行縱縫設置,橫縫需要保持20~30m的間距,最高不超出50m。針對復合式路面,路面為兩層,需要在上層40%~60%部位進行鋼纖維混凝土的鋪設。針對三層路面,需要在上層和下層進行鋼纖維混凝土層鋪設,中層采用普通混凝土。
2.1.2選材與摻量如表1所示,為《纖維混凝土應用技術規程》(JGJ/T221—2010)規定的鋼纖維抗拉強度等級。在公路建設中,應保證鋼纖維極限抗拉強度超出500MPa。針對高標號混凝土,鋼纖維摻量控制在0.5%~2%之間。考慮到混凝土的和易性和強度,需要將鋼纖維長徑比控制在50~80范圍內,直徑至少達到0.4mm,通常在0.45~0.7mm之間。
2.1.3配比與拌和在公路施工中,需要結合工程資料對鋼纖維混凝土配合比進行科學設計,確保材料滿足施工結構強度和路面抗彎強度要求。
2.1.4澆筑與養護在澆筑混凝土時,應避免出現澆筑接頭,倒料重疊相壓在15~20cm,采用攤鋪機進行全幅整體攤鋪,確保結構整體性。為避免鋼纖維產生集束效應,應采用平板振動器進行振搗成型,邊角密實時采用插入式振動棒,并保證振動棒縱向移動過程中能夠保持一定間距,促使鋼纖維縱向條狀集束排列,對溫度應力、收縮應力等進行抵抗。振搗后需要及時抹平混凝土表面,將外露鋼纖維壓入。在養護過程中,考慮到鋼纖維亂向分布,且材料砂率大、骨料小,需要采用壓紋機壓紋和真空吸水等工藝。拆模后,需采取保溫等措施。
2.2實際工程應用
2.2.1工程概況某公路工程為旅游公路,對路面施工質量有較高要求。在公路鋪裝層施工中,采用鋼纖維混凝土施工技術,公路由鋼纖維混凝土鋪裝層和后澆混凝土結構層構成。公路設計強度為CF40,鋪裝層厚8~10cm。
2.2.2選材試驗在鋼纖維混凝土施工選材方面,按照《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041—89)規定進行混凝土及組成材料選擇,骨料為人工砂和碎石,水泥為中熱525,外加劑為ZB-1A高效緩凝劑和DH9引氣劑。如表2所示,為工程路面混凝土配制強度。按照設計,鋼纖維混凝土抗壓強度應達到40MPa,抗折強度應達到6MPa,抗拉強度應超出380N/mm2。
2.2.3工程施工在工程施工中,路面下層攤鋪4~13cm厚基層混凝土,上層鋪筑8~10cm厚鋼纖維混凝土,其內部設置鋼筋網,表面采用壓紋工藝處理。按照施工工序,需先進行施工縫鑿毛,然后安裝鋼筋網,完成模板、刮軌安裝,完成驗收清理后進行鋼纖維混凝土澆筑,最后進行抹面、壓紋、養護處理。鋪設的鋼筋網間距為20cm,φ8mm,搭接長10d。在混凝土澆筑過程中,由公路一端向另一端澆筑,下料后先利用插入式振動棒進行初振,然后利用平板振動器進行面層振搗,最后利用刮軌進行收面高程控制。每次鋪料寬在4~6cm之間,需做到澆筑連續,保證混凝土分布均勻。在抹面施工期間,需要利用木抹具進行人工抹面,實現找平,將突出骨料和外露鋼纖維壓下去。間隔30min后,利用鐵抹具抹面,保證表面光滑。做好平整度檢查后,在桁架上安裝槽鋼做導軌,進行壓紋施工。最后,對混凝土進行養護,在混凝土強度達到設計的85%后,采用路面切縫機進行端縫處理,灌注填縫材料。
2.2.4施工效果從工程施工效果來看,公路通車以后運行效果良好,無開裂現象。通過實際測量發現,公路路面鋼纖維平整度合格率超出了96%。對公路進行現場抽芯取樣測試發現,公路抗壓強度能夠達到48MPa,抗折強度能夠達到6.5MPa,均能滿足設計要求。
3結語
在公路施工中應用鋼纖維混凝土,可以在改善公路路用性能的同時,降低施工成本,為公路建設帶來更多的經濟效益和社會效益。在實際施工中,還應加強對施工技術要點的把握,然后結合工程實際情況做好選材試驗,嚴格按照施工工序施工,才能保證技術的應用效果,為公路施工提供更多保障。
參考文獻:
[1]姚曉翔.公路橋梁施工中鋼纖維混凝土的施工技術的應用分析[J].中華民居(下旬刊),2014(4):303-304.
[2]陳世訓.鋼纖維混凝土施工技術在公路工程施工中的應用解析[J].科技與企業,2015(10):143.
作者:林錦青 單位:河源市鴻粵工程監理有限公司