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      養護專項工程“四新”技術運用系列報道——ECC混凝土在橋面鋪裝中的應用技術



            山東高速菏澤發展有限公司通過與山東大學、山東省交通規劃設計院集團有限公司開展校企合作,成立黨員創新工作室,圍繞低碳環保、降本增效目標,加強固廢利用,依托G3511菏寶高速、S32菏東高速維修工程積極推行“四新”技術應用和轉化,著力打造精品工程。

            公司制作了養護專項工程“四新”技術應用系列報道,本期為大家介紹ECC混凝土在橋面鋪裝中的應用技術。







            在菏寶高速K31+576橋下行橋面連續處設置試驗點,采用高延性纖維增強水泥基復合材料(ECC)澆筑橋面連續,并設置數據傳感器,驗證ECC混凝土在大流量高速公路通行環境下的性能。ECC混凝土具體性能指標如下:

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            1.技術簡介:超高韌性PVA纖維混凝土(Engineered Cementitious Composite,ECC)是經系統設計,在拉伸和剪切荷載下呈現高延展性的一種纖維增強水泥基復合材料,被稱為“會彎曲的混凝土”。在拉伸荷載作用下ECC可產生多條細密裂縫,其極限抗拉應變一般介于3 %-6 %,最高可達 8%,直拉強度可達到4-8 MPa,彎拉強度可達14 Mpa。

      圖片 (a)試件彎曲 

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      (b)受拉區多裂縫發展

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         (c)ECC直拉應力應變曲線
            2.典型應用:基于ECC材料優異的力學及耐久性能(抗拉、抗裂、抗沖擊、耐磨等),其作為橋面鋪裝層具有以下優勢:減輕橋梁自重,降低橋面鋪裝厚度,有效改善橋梁的整體受力狀況,延長橋面鋪裝的疲勞壽命,減低養護費用,延長橋梁服役壽命等。

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      (a)自制ECC現場拌和裝備

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      (b)ECC-正交異性鋼橋面鋪裝

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      (c)ECC用于橋梁伸縮縫
            3.環保性好:ECC材料組成中有粉煤灰,沒有粗骨料。粉煤灰,是從燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰,是燃煤電廠排出的主要固體廢物,對人體、生物以及環境有一定的危害作用。由于其自身的特性,能以較大比重被應用于ECC材料中代替部分水泥。另外,由于目前大多由破碎石頭得到,而礦石開采對環境不好。ECC不用粗骨料,能減少石子用量,減少石頭開采量,減少對環境的影響,更具環保性。
            4.橋面鋪裝與補修:大量實驗表明,ECC具有優異的抗疲勞性能,能有效阻止水和離子的滲透。由于道路工程中主要經受車輛行駛造成的疲勞荷載,傳統的混凝土材料耐沖擊性能和抗疲勞性能較差,易造成道路表面的破壞,影響通行。大量工程經驗和使用現象表明,在車輛沖擊荷載作用下,易在橋梁伸縮縫的橡膠板和兩邊混凝土內造成應力集中,造成破壞?;炷恋氖覂仍囼灲Y果表明,ECC混凝土有較好的韌性和抗滲性。工程實際效果表明,將ECC用到橋梁伸縮縫中可獲得良好的效果,并且施工簡單、耐久性好,伸縮縫未出現裂縫。


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