超寬幅無筋橋面鋪裝技術應用及施工優化研究

摘要 橋面鋪裝質量直接影響橋梁安全性和使用耐久性。傳統橋面鋪裝中鋼筋網片普遍存在下沉現象，鋼筋網施工難度大、周期長，層間連接界面清理困難，導致橋面鋪裝整平層質量不可控。無筋橋面鋪裝是一種新型復合材料施工技術，取消了鋼筋網片，使用摻入鋼纖維的高抗裂混凝土，使橋面鋪裝抗壓、抗折強度有較大提升，從而提高橋面強度和耐久性。以成綿擴容高速連續40 km高架橋無筋橋面鋪裝試驗段為背景，介紹無筋橋面鋪裝結構形式、材料要求和施工工藝流程，在材料和配合比、施工設備、管控措施三個方面實踐和總結了優化途徑，為后續無筋橋面鋪裝（尤其是超寬幅橋面）施工提供重要參考。

關鍵詞 超寬幅；無筋橋面鋪裝；配合比；施工技術

中圖分類號 U 443 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）18-0061-03

0 引言

近年來，高速公路向復雜地形地質條件的山區快速延伸，橋梁占路線總長的比重越來越大。伴隨著交通量和氣候惡劣程度不斷提高，直接承受車輪荷載的橋面鋪裝面臨嚴峻考驗，現有高等級公路橋梁橋面鋪裝采用帶鋼筋網片的水泥混凝土作為橋面鋪裝的整平層，出現鋼筋網片易“沉底”、界面清理困難、結合強度低等問題，質量難以控制，短期內即出現裂縫、局部坑槽等病害，更有甚者，由于混凝土配合比設計、混凝土拌和、澆筑與養護技術落后，在混凝土澆筑后的早期就出現大量裂縫，極大地縮短了橋面鋪裝整體壽命[1]。

目前，關于無筋橋面鋪裝已取得一定成果。劉大華[2]、范碧琨[3]等、王碧鋒[4]系統介紹了無筋橋面鋪裝施工工藝流程。近年來，雅西高速、遂廣遂西高速、廣南高速等超過100 km的橋梁已成功應用無筋橋面鋪裝技術，并取得良好成效。

以國內高速公路中最長的連續40 km城市高架為工程背景，以國內首次的超寬幅無筋橋面鋪裝施工為例，橋梁鋪裝單幅寬度達19 m，此前國內尚無如此大規模的超寬幅無筋橋面鋪裝施工。因此，進一步開展無筋橋面鋪裝大規模應用施工優化研究對于行業內推廣該項技術具有重要意義。該文結合成綿擴容高速連續40 km高架橋無筋橋面鋪裝試驗段施工情況，探討超寬幅無筋橋面鋪裝施工技術優化。

1 無筋橋面鋪裝技術介紹

1.1 結構形式

無筋橋面鋪裝是一種新型復合材料施工技術，其結構形式如圖1所示。整平層采用韌性好、收縮量低、抗裂性能好的鋼纖維混凝土，整平層上界面通過防水黏結應力吸收層，整平層下界面通過埋設于梁體內的馬蹄形錨固鋼筋和界面激活技術形成強健連接層[3]。

1.2 材料要求

用于無筋橋面鋪裝的高抗裂混凝土，其材料性能要求如表1所示。

鋼纖維摻量通過試驗研究確定，該文取值為50 kg/m3。

混凝土配置要求：28 d抗壓強度>48 MPa，28 d抗折強度>5.5 MPa。

工作性能要求：整平層混凝土拌和物的初始坍落度不應大于160 mm，澆筑時的坍落度不宜大于 120 mm；橋面縱坡大于3%時，整平層混凝土拌和物的坍落度不應大于80 mm。

1.3 施工工藝流程

整平層施工工藝如圖2所示。

2 無筋橋面鋪裝施工優化研究

2.1 材料及配合比優化

經現場試驗和專家咨詢論證，發現30 mm長鋼纖維可能存在拌和不勻、容易結團的情況，對試驗段混凝土配合比進行優化，將原30 mm鋼纖維優化為25 mm鋼纖維混凝土，優化前后對比如表2所示。

由表2可看出，較于30 mm鋼纖維混凝土，25 mm鋼纖維所需水泥、粉煤灰、減水劑材料均有所下降，而28 d抗壓及抗折強度均有所上升。

2.2 施工設備優化

為了實現19 m超寬幅橋面鋪裝一次性施工，引入了XD-SWJG219三維激光攤鋪機（如圖3所示）；采用FM3200全自動覆膜機（如圖4所示），實現薄膜自動覆蓋。

2.3 管控措施優化

（1）加強對原材料質量的控制

砂的含泥量、碎石的針片狀和壓碎值必須滿足規范要求；砂的細度模數控制在2.6～2.9。

（2）調整拌和時間

鋼纖維干拌時間太短，初始混合料嚴重不均勻，適當調整混合料干拌時間，原干拌時間由5～10 s調整為50～60 s，以確保鋼纖維在混凝土中三維均勻分布。

（3）采取有效措施保障混凝土的澆筑環境

混凝土澆筑應嚴格按照混凝土澆筑環境溫度的相關要求，從而控制混凝土收縮的最小范圍。橋面鋪裝施工前，應對混凝土梁體頂部充分潤濕，當環境溫度超過35℃時，采取較長時間潤濕的措施確保澆筑前的環境溫度滿足要求。濕潤后的梁體頂部不能積水，積水必須處理，避免混凝土托空。

（4）加強養護

混凝土澆筑后及時覆膜，養護覆膜前，需用噴霧將薄膜噴濕后再貼膜，在養生膜貼上后不間斷用霧炮灑水潤濕，混凝土終凝后再人工鋪透水土工布，并不間斷灑水確保土工布濕潤。灑水養護時間不低于3 d，覆膜養護時間不低于10 d。所灑的水宜與當時的外界環境溫度基本一致。

（5）縮短切縫時間

縮短切縫時間，不宜超過24 h，可直接在薄膜上切縫。

3 無筋橋面鋪裝施工優化成效

（1）降本增效

1）通過橋面鋪裝整平層復合強化技術，將傳統鋼筋網片橋面鋪裝更改為無筋橋面鋪裝，取消了鋼筋網層，節省造價15%；2）采用三維激光攤鋪機、覆膜機機械組合，橋面攤鋪工人由30人縮減為19人，省員率達50%。日攤鋪長度從120 m提高到240 m，提高工效100%。

（2）結構可靠

采用混凝土密實骨架堆積法增加鋼纖維。1）減少氣泡和空隙的形成，增加混凝土的強度和耐久性；2）材料之間黏結力更強，再配合界面激活技術，層間黏結更好。

（3）施工智能

采用三維激光攤鋪技術，由激光控制系統核對里程樁號及對應的設計高程，通過液壓升降系統實現實時調整。在攤鋪機后端配套使用覆膜機，可將覆膜時間控制在5 min以內，提高了養生及時。

（4）質量可控

有效解決橋面龜裂、厚度不均、脫空、邊部銜接不順、混凝土包裹性差等質量通病。

（5）品質提升

對比30 mm鋼纖維混凝土，25 mm鋼纖維混凝土能將平整度提升為≤4 mm，厚度為±5 mm，抗壓強度提高7.1%，抗折強度提高11.3%

4 結語

無筋混凝土橋面鋪裝是一種新型復合材料施工技術，結構簡單、施工便捷、質量可控、耐久性好，具備廣泛的應用前景。

該文結合成綿擴容高速連續40 km高架橋試驗段的施工實踐，在材料和配合比、施工設備、管控措施三個方面實踐和總結了優化途徑，并取得了顯著的成效，為后續無筋橋面鋪裝（尤其是超寬幅橋面）施工提供重要參考，探索超寬幅無筋橋面鋪裝無人化智能攤鋪是下一步的研究重點。

參考文獻

[1]橋面鋪裝整平層復合強化技術規程：DB 51/T 1993—2015[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]劉大華.無筋混凝土橋面鋪裝施工技術[J].中國水運（下半月），2016（4）：190-192.

[3]范碧琨，熊國斌，趙藝程.無筋橋面鋪裝的技術革命[J].中國公路，2018（11）：134-137.

[4]王碧鋒.橋面鋪裝用摻有減縮劑的乳膠改性混凝土性能[J].廣東公路交通，2023（5）：32-37.