滑模摊铺纤维水泥混凝土路面施工工艺.pdf

2 0 0 8年第 2期 广 东 公 路 交 通 g u a n g d o n g g o n g l u j i a o t o n g 总第 1 0 3期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9 ( 2 0 0 8 ) o 2一o 3 0 0 1 9 滑模摊 铺 纤维水泥 混凝 土路 面施 工工艺 李国清 ( 河北路桥集团有限公司，石家庄0 5 0 0 2 1 ) 摘要： 通过对宣大高速公路滑模摊铺钢纤维混凝土及耐碱玻璃纤维混凝土路面的施工 ， 从纤维混凝土配合比的 设计、 拌合以及施工工艺等各环节总结了经验和体会。 关键词 ： 水泥砼路 面 ；滑模摊铺 ；纤维混凝 土 ；施工工 艺 中图分 类号 ： u 4 1 6 、 2 1 6 文献标识码 ： b o 概 王 术 宣 ( 化 )大( 同) 高 速公路 ( 河北段 ) 是 河北 省第一条山区重载交通 高速公路 ， 路线西起 河北 省阳原县冀晋交界 ， 东 至张家 口市宣化 区京张高 速公路 ， 是 国家 干线公 路重 要组 成 部分 ， 也 是河 北省公 路网主骨架 中的重 要组成 部 分 和晋煤外 运 的重要通 道之一 ， 路 线全 长 1 2 6 k m， 其 中水 泥 混凝土路 面 2 1 k m。水 泥 混凝 土 路 面是 “ 九五 ” 国家重点新 技 术 推广 项 目 水 泥 混 凝土 路 面滑 模施工技术 推广 课 题 的重 要组 成部 分 ， 路基 宽 度 2 6 m， 路 面 宽度 21 0 7 5 m。在 水 泥 混 凝土 路面施工 过程 中采 用 了新 材 料 、 新 技术 和新 结 构 ， 尤其 是 对 钢 纤 维 和耐 碱 玻 璃 纤 维 的 应 用 。 通 过宣大高 速公 路钢纤 维 混凝 土 和耐碱玻 璃纤 维混凝土路 面的施 工 ， 从 配合 比设 计 、 纤维 混凝 土 的拌合及滑模摊铺 等 各个 环节 都取 得 了一定 的成果 。 1 纤维的使用 目的 ( 1 ) 钢纤维的应用能明显提高混凝土的抗弯 拉强度、 劈裂 强 度 、 抗 冻 性 、 耐磨 性 以及 抗 疲 劳 性， 较相同水泥用量的普通混凝土相比， 其抗弯 拉强度及劈裂强度相对提高 1 o 1 5 。 ( 2 ) 耐碱玻璃纤维的应用能较明显地提高混 凝土的抗弯拉强度 ， 与 相同水 泥用量 的普通混凝 土相比， 其弯拉强度能相对提高 5 8 。耐碱 玻璃纤维与钢纤维相 比， 造价低、 掺量少， 即使磨 损露纤也 具有很 好 的安全 性 。预 期耐 碱玻 璃纤 维是未来纤维 增强水 泥 混凝 土路 面很 有前 途 的 一 种纤维材料 。 2 对材料 的基本要求 2 1钢纤维混凝 土 钢纤维混凝 土 的性 能除 了与基本 混凝土 有 关外 ， 还受钢纤维 品种 、 性 能及其掺率 的影 响 ， 同 时 ， 钢纤维混凝土对粗 集料 的粒径 也有一定 的要 求。粗集料的最大粒径直接影响到钢纤维的握 裹力 ， 一般最大粒径不宜超过钢纤 维长度的 2 3， 即跨越最大粒 径 的锚 固长度 不应小 于 1 3 ， 极 值 也应考虑钢纤 维不 能小 于 5 m m 的锚 固长度 。钢 纤维表面不 得有 油污 、 锈 斑 、 粘 连及 其它不 利于 水泥粘结的杂质 ， 钢纤 维 内的粘连 片 、 铁 屑、 锈屑 及杂质 的总质 量不应超过钢纤维总质量的 1 。 宣大高速 公路 钢 纤 维混 凝 土路 面所用 的钢 纤维为上海 哈瑞 克斯 金属 制 品有 限公 司生 产 的 铣削型钢纤维 ， 它具有 三角形横 断面 ， 扭 曲主径 ， 内侧具有粗糙面， 两端带有锚尾 ， 强度高， 质量均 匀稳定 ， 与混 凝土 粘着 性 能好 ， 易 拌合 。纤维 长 度 3 5 mm， 宽 3 0 m m， 厚 0 3 mm， 考 虑到钢纤维两 端具有 2 mm 的锚 固 台， 宣大 高速 公路 钢纤维 混 凝土路面所用粗集料最大粒径为 3 0 mm。 2 2耐碱玻璃纤维混凝土 因水泥 与水接 触后立 即发生水 化反应 ， 在其 初始反 应 期 内， 混 合 物 的 p h 值 可 迅 速增 加 至 1 3 ， 所 以对 纤维 的耐 碱性 有特殊 的要求 ， 必须足 以抵抗其碱度 。 宣大高 速公 路所 采 用 的耐 碱玻 璃纤 维为北 京赛姆菲尔有限公司生产的 c s 3 8型耐碱玻璃纤 - 】 9 - 维普资讯 2 0 0 8年第 2 期 广东公路交通 总第 1 0 3 期 维 ， 纤维长 1 2 m m。耐碱玻璃纤维直径很小 ， 仅几 m， 所以其掺量 1 k g m 比钢纤维 5 0 k g m 时的 纤维根数还多。 3 配合 比设 计 ( 1 ) 钢纤维混凝土的配合比设计方法和步骤 原则上与普通混凝土相同。钢纤维的用量按混 凝土体积 的百分率计 ， 对滑模摊铺 混凝 土路面来 说 ， 一般采用体 积率为 0 5 1 o ， 且不宜 超 过 6 0 k g m ， 用量太大则费用太高 ， 且影响路面微 观抗滑构造的制作 ， 太少则效果不显著。为保证 施工时拌和物质的均匀， 不离析， 集料宜采用连 续级配。钢纤维混凝土的砂率取值较普通混凝 土大 ， 增 大 范 围 与 钢纤 维用 量 有 关 ， 一 般 采用 4 0 5 0 ， 或按下式估算 ： s =s。 + 1 0v 式 中： 5 一钢纤维混凝土的砂率 ( ) ； 5 ，一普通混凝土的砂率 ( ) ； 一 钢纤维的体积率 ( ) 。 ( 2 ) 玻璃纤维混凝 土的配 合 比设计 同普通 混 凝土 ， 其砂率可较普 通混凝 土提高 1 3 ， 纤 维用量视其粗细可控制在 1 3 k g m 。可按抗裂 ( 用低值) 或增强( 用高值) 分别控制。 4 粉煤灰的应用 混凝 土中掺人一定量 的粉煤灰 ， 可起 到 以下 几方面的作用 ： ( 1 ) 代替部 分水泥 和细骨 料 ， 降低 了工程造 价 ； ( 2 ) 有利于 面板 的抗 弯拉强 度 ， 并 对混凝土 的长龄期强度有一定 的提高 ； ( 3 ) 改善混凝土的和易性， 有利于滑模摊铺 ， 提高平整度和外观质量 ； ( 4 ) 降低混凝土初始反应期的碱性， 减少 了 对纤维特别是对玻璃纤维的腐蚀； ( 5 ) 降低了混凝土的泌水率， 有利于混凝土 的远距离运 输 。但粉 煤灰 的用 量过大 不利于 面 板 的耐磨性 ， 面板 容易 开裂 ， 建 议纤维 混凝土路 面粉煤灰的掺量为水泥用量 的 1 0 1 5 。 5 纤维混凝 土 的配合 比 宣大高速公路纤维混凝土所用配合 比如表 1 。 表 1 纤维混凝 土的配合 比 各种材料的选用 ： ( 1 ) 水泥： 大同云岗5 2 5 普通硅酸盐水泥； ( 2 ) 细集料 ： 采用细度模数为3 0的中粗砂， 级配良好， 含泥量 1 2 ； ( 3 ) 粗集料： 采用0 5l e m与 1 3 e m两种碎石按 3 ：7比例掺配而成， 含泥量为 0 6 ； ( 4 ) 粉 煤灰： 山西神 头电厂 i 级粉煤灰 ； ( 5 ) 外加剂： 大同光明外加剂厂生产的 nr f复合高效外加剂， 减水率达 1 8 2 0 ， 含 固量为 4 0 。 6 纤维混凝土的拌合 纤维用料误差控制在 1 ， 其它材料同普通 混凝土。 为保证纤维混凝 土的均质性 ， 应严格控 制拌 和物的最短搅拌时间。纤维混凝土相对普通混 凝土纯搅拌时间应 延长 1 3 。一 般 情况下 ， 单立 轴式搅拌楼每一搅拌循环应控制在 9 o 1 5 0 s ； 卧 2 o 轴式搅拌楼每一搅拌循环应控制在 8 01 2 0 s 。 上述两种搅拌楼原材料上齐后的纯拌合时间应 不短于 5 0 s ， 最长搅拌时间不宜超过限值的 2 倍。 宣大高速公路所用拌合设备为德国产 e l b a 单卧轴式搅拌楼， 在拌合纤维混凝土时， 每一搅 拌循环调至 1 2 0 s ， 相应纯搅拌 时间为 6 0 s ， 拌合物 质均匀、 性能良好 ， 无离析现象。 维普资讯 2 0 0 8年第 2期 李国清滑模摊铺纤维水泥混凝土路面施工工艺 总第 1 0 3 期 拌合物的工 作 性能 直接 影 响 到滑模 摊铺 路 面的质量 ， 为保证 摊铺 机 的正 常摊铺 ， 机前混 凝 土拌合物 的工 作性 应严 格控 制 。对 钢纤 维混 凝 土 ， 混凝土的最佳坍落度范 围为 2 04 0 mm， 允 许 范 围为 1 o 5 0 mm， 极值不允 许超 过 6 0 m m； 对 玻 璃纤维混凝土 ， 混凝土的最佳坍落度范围为 3 o 5 0 m m， 允许 工作 范围为 2 06 0 mm， 极值 不允 许 超过 7 0 m m。摊铺后路面的表面浆层厚度应控 制 在 2 mm左 右。 7 滑模摊铺 针对不 同机型的滑模摊 铺机 ， 摊铺 前应对 其 所有机构部件进行 正确施 工位 置 的设定 ， 并将这 些施工参数 ， 通 过试摊 铺 调整 固定 下来 ， 正 式摊 铺时应根据 供料 情况 进行 微调 。对 纤维 混 凝 土 的摊铺施工 ， 应 注意以下几点 ： ( 1 ) 振捣棒位置的设 定 ： 对于纤维混凝 土 ， 振 捣棒下缘应严格控制在路 面标 高以上 ， 严 禁插入 路面 ， 以免振捣棒拖 出浆槽 。 ( 2 ) 滑模摊 铺 机正 常摊铺 时 ， 因振 捣棒 控制 在路面以上 ， 振捣频 率应 较摊 铺 普通 混凝 土 高 ， 宜控制在 8 0 0 01 1 o 0 0 r mi n之间 ， 机手应 随时 根据机前混 凝土 拌合 物 的稠度 调整 摊铺 速度 和 振捣频率 ， 偏稠则适 当降低摊铺 速度和加大 振捣 频率 ， 偏稀则加快摊铺速度和降低振捣频率 。 ( 3 ) 混凝土的布料 ： 正常摊铺 时 ， 机前最 高料 位不得高于摊铺 机松方控制 板顶面 ， 料位 的正常 高度应在螺旋 布料器或 布料犁 顶面 ， 以至松 方控 制板 1 2的高度为宜 ， 但不 得缺料 。松 铺系数应 视坍落度大小而定 ， 坍落度为 3 0 m m时， 松铺系 数宜控制在 1 1左 右 ， 布料 及卸料 长度应随天气 状况控制在 5l o m之间。摊铺停机等料时， 应 停止布料器 的工作 ， 以免过分扰动纤维。 ( 4 ) 摊铺 速度 的控 制 ： 机手操作 摊铺 机应匀 速连续不 断地摊 铺 ， 对 于纤 维混 凝土 ， 摊铺 速度 应控制在 0 81 5 m mi n之 间， 速度太快则影 响 混凝土的密实性 ( 5 ) 抗滑 构造 的制作 ： 钢纤维混 凝 土路 面抗 滑构造的施 工不宜采用 挂布软拖制作法 ， 因钢纤 维宜刺入 布 中拖 出坑 槽 ， 建 议采 用拉 、 挂软 毛排 刷拉毛法 ， 但 要对 排刷 经 常换洗 。也可 不拉 毛 ， 只用硬刻槽 机刻 出宏观 抗滑 构造 。玻 璃纤 维混 凝土路 面抗 滑构 造 的制作 不 宜采用 拉挂 软毛排 刷或粗 布、 帆 布制作 ， 因上 述制作 方 法 皆容 易拉 出纤维球 体 ， 影 响 面层 的外 观 ， 建议 采用挂 拖多 层丝绸 法 ， 或不拉毛仅刻槽 。 8 总结及建议 宣大高速公 路 混凝 土 路 面对 上述 两种纤 维 的应用是 比较成功 的 ， 钢纤维混凝 土面板平均抗 弯拉强度达 7 7 m p a ， 平均抗压强度达 4 2 m p a ， 劈 裂强度达 4 8 mp a ； 耐 碱玻 璃纤 维 混凝 土 面板平 均抗 弯 拉 强 度 达 7 5 m p a ， 平 均抗 压 强 度 达 4 0 mp a