鋼纖維混凝土及其在橋面鋪裝層應用
2005-03-15 00:00
鋼纖維增強混凝土的應用起始于六十年代。由于纖維的形狀、施工技術的提高和改進，從七十年代起，鋼纖維混凝土成為商業產品并得到實際應用，其使用范圍在不斷擴展。通過對八十年代鋼纖維混凝土試驗工程的檢查和考評，肯定了它用于工程的優越性。目前，鋼纖維混凝土主要用于工業廠房地坪、隧道襯砌、公路路面、橋梁和機場跑道、滑行道以及停機坪，在歐洲、北美、澳洲、印度、日本等國都得到了廣泛的應用。
我國從七十年代開始對鋼纖維混凝土進行研究，八十年代才有了專門生產的鋼纖維產品，由于當時纖維品種、數量和施工性能限制，工程應用甚少。而且鋼纖維的價格，當時的經濟狀況，亦制約了鋼纖維混凝土的普遍應用。近十年來，我國鋼纖維混凝土的研究和應用發展異常迅速，無論是纖維的生產、材質的提高、工藝的改進，還是機理的探討都取得了很大的進步。特別是應用領域的拓展和應用規模的擴大更令人鼓舞。除建筑結構和構件外鋼纖維混凝土已廣泛應用于公路路面、機場道面，鐵路軌枕、隧道襯砌、結構加固與補強等方面，并取得了十分顯著的技術經濟效益。
鋼纖維混凝土作為橋面鋪裝材料以及鋪裝層的修復材料也是目前國外纖維混凝土較為成功領域。由于橋面鋪裝層是橋梁的附屬結構，不是橋梁的主體，因而常被設計和施工所忽視，造成橋面開裂、損壞，從而使橋梁的使用質量下降，使用壽命降低，嚴重的甚至造成橋梁的破壞。重視鋪裝結構，研究高質量的橋面鋪裝材料是一個重要的課題。橋面鋪裝層直接受到車輪荷載的作用，磨耗和沖擊，同時又受到大氣、雨水的侵蝕，目前運輸車輛越來越大型化，橋梁超載時有發生，在重車的沖擊下，橋面伸縮縫處極易損壞，同時施工質量控制不好造成混凝土強度不足，出現裂縫、表面蜂窩、麻面等缺陷，混凝土密實度不夠造成滲水，影響主梁。而橋面鋪裝層一旦損壞，修復，更換均非易事。
過去的混凝土橋面鋪裝層多采用加單層小直徑鋼筋網片的鋼筋混凝土。鋼筋直徑一般為φ6～φ10，網格間距一般為15～20cm，布設位置在鋪裝層表面下約3cm的高度處。后來，從改善和減少鋪裝層裂紋考慮，人們逐漸縮小鋼筋網格間距，許多設計將其縮小至10cm。鋼筋混凝土橋面鋪裝有一個致命的弱點，就是施工中鋼筋網片不可避免地受到施工人員和施工機具的踐踏，使支墊就位的鋼筋下沉而緊貼橋梁梁體表面，從而喪失了鋼筋網片在鋪裝層中防止和改善裂縫的作用。我國許多橋面鋪裝層出現大量裂縫，甚至嚴重破壞，原因多在于此。
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