透水性聚丙烯纤维混凝土路面施工工艺及经济性分析

透水性聚丙烯纤维混凝土路面施工工艺及经济性分析

第8卷O1Vo1．8Supp2010年3月Mar．2010透水性聚丙烯纤维混凝土路面施工工艺及经济性分析高子兰，李继聪，梁素伟。，刘晓亮(1．河北工程大学水电学院，河北邯郸056021；2．河北省水利工程局，石家庄050023；3．河北省南水北调工程建设管理局，石家庄050035；4．河北省水利科学研究院，石家庄050052)摘要：透水性聚丙烯纤维PPF混凝土路面的施工工艺与普通水泥混凝土路面施工基本相同，没有特殊的工艺要求，只需注意它的多孔性及聚丙烯纤维对混凝土性能的影响就完全可行。掺人聚丙烯纤维后PPF的透水性混凝土路面的成本有所增加，但聚丙烯纤维的掺入改善了混凝土的使用性能和表面质量，使公路各种问接效益随之增加；另外，透水性混凝土对环境的改善作用是非常明显的，这是PPF透水性混凝土路面的社会效益。所以，PPF透水性混凝土路面的应用无论是在施工工艺还是经济上都是可行的。关键词：透水性混凝土；聚丙烯纤维；施工；经济中图分类号：TV332文献标识码：A文章编号：1672—1683(2010)001—0073—03TheConstructingTechniquesandEconomyPerformanceofthePermeablePolypropyleneFiberConcreteRoadSurfaceGAOZi—lan．LIJitong．LIANGSu—wei。．LIUXiao-liang(1．SchoolofWaterConservancyandHydroelectricPower，HebeiUniversityofEngineering，Handan056021，China；2．HebeiWaterConservancyEngineeringBureau，Sh巧iazhuang050023，ina；3．TheHebeiConstructionandAdministrationBureauofSoutht~NorthWaterTransfeProject，ShiJiazhuang050035，China；4．HebeiProvincialAcademyofWaterResources，Shijiazhuang050057，China)Abstract：Itisbasalsamethattheconstructingtechnicsofperviouspolypropylenefiberconcreteroadsurfaceandordinaryconcreteroadsurfaceandthereisnotspecialrequest．Onlytonoticetheinfluencesofthecellularityandtheinfluencethatthepolypropylenefibertothecapabilityofconcrete．Thecostincreaseafterjoinedthepolypropylenefiber．Butitimprovestheusingcapabilityandskinqualityoftheconcreteafterjoinedit．Itincreasestheindirectbenefitandveryobviousthattheimprovingtotheenvironment．Soitisfeasiblenotonlyinconstructingtechnicsbutalsoineconomyperformance．Keywords：permeableconcrete；polypropylenefiber；construction；ecnomyPPF透水性混凝土用于路面材料，是在透水性混凝土路1．1施工程序_6-7]面材料基础上的一种改进。掺入聚丙烯纤维有效改善了透水PPF透水性混凝土的路面施工程序如下：备料和配合比性混凝土路面材料的整体性和耐久性，并且不影响其透水透设计一测量放样一基层检验和整修一支立模板一拌和混凝土气的性能，从而使这种路面材料更为可行E153。下面主要介绍一运输混凝土一摊铺混凝土一振捣或压制混凝土一表面整修PPF透水性混凝土路面的施工工艺及经济分析。一接缝施工一养护一拆模一填嵌缝料。1．2施工注意事项1PPF透水性混凝土的路面施工工艺1．2．1混凝土的拌和PPF透水性混凝土的路面施工工艺与普通水泥混凝土①应准确称量各种材料，水和水泥误差不超过1％，集料路面施工基本相同，没有特殊的施工工艺要求。只是需注意误差不超过3。它的多孔性及聚丙烯纤维对混凝土性能的影响。本文参照混②聚丙烯纤维采用先掺法或后掺法均可，先掺法注意聚凝土路面的施工工艺和有关的研究]，对PPF透水性混凝土丙烯纤维与粗骨料的强制搅拌时间应适当加长，以使纤维均路面施工的有关工艺程序和技术要点总结如下。匀分布于骨料中，然后再按普通透水性混凝土一样搅拌成熟收稿日期：2010—01—12修回日期：2010—03—10作者简介：高子兰(1982)，女，河北井陉人，助教，从事水工结构教学与研究工作。蔽．73．n第8卷01·南水北调与水利科技·2010年3月后出料；后掺法应在混凝土拌和好准备出料前，加入聚丙烯纤是用来解决某种物品是否就应该生产的问题，即这种物品的维，强制搅拌2～3min后出料运输。效用是否抵偿生产费用的问题，如果两种物品的生产费用相1．2．2混凝土的运输等，那么效用就是确定它们的比较价值的决定因素”。价值可和普通混凝土一样采用混凝土罐车运输，但每罐的混凝以表示为：土运输量不能过少，以免因混凝土量少而使纤维黏附在罐壁价值一功能：成本(或记为V—F／C)(1)上，影响到混凝土的性能质量。因此，提高价值可能有以下5种形式。1．2．3混凝土表面整修①降低成本，保持功能不变(即C，)；②保持成本不由于掺入聚丙烯纤维后，混凝土的坍落度明显降低，振捣变，提高功能(即，F十)；③使成本略有提高，功能有更大后出浆量相应减少，应及时进行表面整修抹平，在抹平过程中提高(即C十，F十十)；④使功能少许下降，成本大幅度下降表面可能存在部分纤维影响抹平，应人工拍打抹平。(即C，F)；⑤使成本降低，功能却提高(即C●，F十)。1．2．4压纹和假缝锯割2．2PPF透水性混凝土路面的成本分析收面时注意将表层纤维压平一道，再抹两道，最后必须用2．2．1材料成本分析．压纹，不能用拉毛，以免将纤维带出。很明显，就相同厚度的普通透水性混凝土路面与PPF透在现场施工温度及条件等相同情况下，压纹和假缝锯割水性混凝土路面建造成本而言，由于掺人了单位体积(或重应比一般混凝土滞后约0．5～1h，这样可避免因聚丙烯纤维量)价格比普通透水性混凝土材料价格高得多的聚丙烯纤维，的存在而出现缝边的拉毛现象。在施工过程中，应根据现场建造成本也随之而增加。条件进行具体确定。若假定厚度为h的普通透水性混凝土路面每平方米的造1．3施工中的试验要求及相关技术分析价为C，则同样厚度的PPF透水性混凝土路面的造价c，为：为了保证施工质量，施工时应按普通混凝土路面施工试C：C+h×1XVXA(2)验规程进行路面材料抗压和抗弯拉试验。采用施工现场摊铺式中：一纤维掺入率；A一单价。的混凝土制备试件，每100m为一个测段，各做抗弯拉试件两在实际应用中，由于加入纤维后，路面的抗压、抗弯拉强组。抗压试件采用尺寸为150rnmX150minx150ITtiTI试模，度有所增加，减少路面厚度仍能满足相同的技术要求。因此，抗弯拉试件采用尺寸为150mm×150mmX550IllIn试模。路面厚度减小后纤维混凝土路面的实际造价应为：对于分层施工的路面，试模制备时纤维混凝土在试模中所占一C一1××A+1×(^一Ah)XXA(3)厚度比例应与路面施工中所占厚度比例相同，从而使所用试式中：一实际造价；Ah一厚度减少值；A一透水性混凝土材验试件与实际施工的路面的强度基本相同。由以上的施工工料每立方米的价格。艺可以看出，与普通混凝土路面的施工相比较，纤维混凝土路其它符号意义同上。面与普通混凝土路面在施工工艺方面没有太大的区别。根据以上的分析，并参照有关研究成果，可以大致得出采1．3．1施工机具用不同路面结构的成本及性能结果。根据现有水泥混凝土路PPF透水性混凝土路面与普通混凝士路面所用施工机面设计规范规定，板厚采用试算法确定，只要荷载应力和温度具可以完全相同，主要有施工准备用机具、范本、混凝土拌和应力之和在1．03cm和0．95cm范围之内，初估厚度即可做机械(最好用强制式混凝土拌和机)、运输机械、振动棒和平板为设计厚度。近几年来，普通混凝土路面面板一般设计为24式振动器等。需注意的是：PPF透水性混凝土路面仍是多孔cm厚。从现有试验数据和实践来看，纤维透水性混凝土路面混凝土，应避免振动强度或振动频率太大，以免使混凝土过于一般设计为6cm(透水砖)或18cm(现浇混凝土路面)，能得密实，影响其透水性。对于全截面纤维混凝土路面，也可采用到相同的使用效果。这里只做18cm现浇PPF透水性混凝滑模式混凝摊铺机施工。土路面与24CFfl普通混凝土路面的比较。1．3．2施工难易程度聚丙烯纤维按1．2kg／m3掺入透水性混凝土，1kg价格PPF透水性混凝土路面的施工程序与普通透水性混凝为7O元。从对比数据来看，PPF透水性混凝土比普通透水性土路面基本相同，仅仅在拌和混凝土的过程中增加了掺拌纤混凝土造价都高，但从抗折、抗压强度上来比，抗折、抗压强度维的内容。因此，在施工中基本不存在特殊困难。会有所提高；从使用性能来讲，PPF透水性混凝土的抗冻性可见，在施工方面，PPF透水性混凝土路面是可行的。和整体性也都有较大改善。按一般普通混凝土路面面板厚度计算。2经济分析一条8m宽的普通透水性混凝土厚24cm，每km造价一项工程技术的应用是否经济合理，应从直接经济效益为：和间接经济效益两个方面，利用价值工程原理进行综合分析，8mX0．24mX1000mXC一1920C(元)以确定其经济上是否可行。式中：C普通透水性混凝土的成本价格，C~280元／m。；2．1价值工程原理L8J等宽的PPF透水性混凝土厚18cm全掺入时，每km造恩格斯说过：“价值是生产费用对效用的关系。价值首先价为：．74．n高子兰等·透水性聚丙烯纤维混凝土路面施工工艺及经济性分析8×0．18×1000×(C+1．2×7O)一1440C十120960几方面。(元)①聚丙烯纤维的无腐蚀性，克服了因钢筋混凝土路面钢PPF透水性混凝土比普通透水性混凝土每km大概节筋诱蚀而增加养护成本的缺点，使公路使用寿命增加，大大降约：低了养护成本；由于路面质量经久耐用，给旅客和货物运输创480C一120960=13440(元)造了条件，车速的提高降低了运输成本；交通的便利和环境的PPF透水性混凝土由于所用空隙大，即比重小。显然改善，增强了公路部门和党在人民群众中的威信。PPF透水性混凝土比PPF普通透水性混凝土路面的成本要②如1．1．2所述透水性混凝土路面的诸多优点，它不仅低的多。吸声减躁、避免眩光，改善了交通运输环境；通透地气，改善城2．2．2全寿命期综合成本分析市热湿环境，缓和“城市干燥化”和“城市热岛效应”；还能减少路面的全寿命综合成本包括材料费用、施工及管理费用城市洪水，补充地下水资源，实现生态还原。这些都是PPF及养护管理费用等。PPF透水性混凝土路面与普通透水性透水性混凝土路面的无形效益。混凝土路面相比较，由于施工程序稍有变化，施工技术要求略总之，高质量公路路面使用的社会效益是难以直接核算高，从而导至其材料费用和施工费用及管理费用相应增加。的，但它的表现是十分明显的。但由于纤维混凝土路面具有更为优良的性能，在设计寿命期3结语内，养护管理费用一般明显下降。美国交通筑路联合会1985年7月在宾西法尼亚州的分析表明透水性聚丙烯纤维混凝土在施工工艺和经济上“322”公路上铺设了1．5km实验路段(聚丙烯纤维混凝土路都是可行的。透水性聚丙烯纤维混凝土路面的应用能体现面)-9]，经对比发现，在使用6年后，聚丙烯纤维路面使用情况“与环境共生”的理念和“可持续发展”的要求，有利于实现人良好，无明显的需要维修的损坏，而对比的普通混凝土路面出与自然和谐发展的理想目标。现明显的断裂，且高度磨损，需进行大修。因此，虽然纤维混参考文献：凝土路面比普通混凝土路面的建设费用(成本)高，但全寿命综合成本一般比普通混凝土路面要低。而对于透水性混凝土[1]王娇娜．透水性聚丙烯纤维混凝土试验研究[D3．邯郸：河北工路面，也是一样的。程大学，2008．2．3经济效益分析[2]杨善顺．环境友好型混凝土——透水性混凝土[J]．混凝土与水参照交通部《公路建设项目可行性研究报告编制办法》中泥制品，2004，(1)：36—39．[3]王波．透水性硬化路面及铺地的应用前景l-J]．建筑技术，2002，的规定，公路项目经济效益的组成包括：运输成本降低的效(9)：659—660．益、运输时间节约的效益、运输事故减少的效益、运输里程缩短的效益、促进国民经济发展的效益、提供就业机会的效益、[4]徐健达，陈桁，吕伟民，等．低噪声透水性沥青路面应用[J]．公治理环境污染的效益以及提高运输质量和信誉的效益。路，1998，(1)：14—18．聚丙烯纤维的掺入明显改善了透水性混凝土的表面质量[5]赵志缙，赵帆．新型混凝土及施工工艺[M]．北京：中国建筑工业和整体性能，上述各项效益中运输时间节约的效益、运输事故出版社，2005．减少的效益、促进国民经济发展的效益、治理环境污染的效益[6]廖宪廷，倪建华，王依民．改性聚丙烯纤维在水泥混凝土中的应理论上是增加无疑的。用[J]．江苏纺织，1999，(10)：9-11．可见，与普通透水性混凝土相比，采用PPF透水性混凝[7]马华堂．纤维混凝土的力学性能及其在路面工程中的应用[D]．土路面，直接经济效益是可观的。大连：大连理工大学，2002．2．4社会效益分析[8]徐健达，陈桁，吕伟民，等．低噪声透水性沥青路面应用EJ]．公公路是公共基础设施，正所谓“一家修路，万家使用”，是路，1998，(1)：14—18．国家重点扶持的基础设施建设项目，公路质量的好坏直接[9]FiberReinforcedConcrete：MechanicPropertiesandApplication／bySwamyRNEJ]．TheIndianConcreteJournal，1974，48(1)．影响着党在人民群众中的形象，社会效益土要表现在以下箍8蔽鬻慕．75．