路桥施工中的钢纤维混凝土技术

李帆

【摘 要】在不断发展的路桥施工中，钢纤维混凝土的应用在路桥施工中扮演着重要的角色。钢纤维混凝土与普通混凝土相比，其抗断裂性、抗拉能力以及抗韧性均有着明显的提高，在某种程度上符合人们对交通基础设施的需求。本文先介绍了钢纤维混凝土的的特点，分析了路桥施工中的钢纤维混凝土技术，，并探讨了路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用。

【关键词】路桥施工；钢纤维混凝土；技术

1.导言

近些年在路桥施工中得到了广泛的使用，钢纤维混凝土施工技术的应用使桥梁与路面的整体适用性和耐久性都大大增强，降低我国对大量路桥的维护保养成本。钢纤维混凝土作为一种新型混凝土材料，在使用过程中或多或少会出现一些新情况，因此，我们必须对钢纤维混凝土进行全面的认识，了解它的性能，只有这样，我们才能将钢纤维混凝土最有效的运用于桥路施工中去。

2.钢纤维混凝土的特点

当混凝土所受荷载超出内部阀值时，混凝土的内部就会出现微裂缝，如果荷载进一步提升，这些裂缝会进一步蔓延形成贯穿性裂缝等不同种类的裂缝。研究表明，包括浆体和骨料的综合强度、粘结能力以及可变形性在内的一些材料性能，都会对混凝土中内部微裂缝的扩展产生一定影响。例如浆体的相对强度低于骨料的相对强度时，骨料的阻裂作用会使得砂浆表面产生分支裂缝，但由于这些微裂缝在未形成贯穿裂缝前是不易观察到的，故往往在路桥施工中所使用的水泥浆体的、混凝土或砂浆等材料，其实断裂面都大大超过肉眼观测到的断裂表面，长期下去，会对路桥工程的使用埋下安全隐患。因此，在充分考虑道路和桥梁的结构的基础上，提升混凝土的强度韧性也就成为了路桥施工中的重中之重。钢纤维混凝土是在纤维增强塑料、纤维增强金属的基本理论上发展而成的，其主要机理是纤维阻裂理论。该理论指出，控制荷载作用下影响裂缝尖端的应力强度因子，能够增强混凝土这种本身具有一定的内部缺陷的脆性材料的综合强度。而大量的研究和实践表明，加入钢纤维后，应力强度因子在有限元的条件下会被钢纤维所影响，即在复合材料结构形成和受力破坏的过程中，钢纤维会通过阻止裂缝发展，增大抗裂强度的途径实现了复合材料受力前后阻止裂缝引发与扩展的能力，达到了增强混凝土抗拉能力和韧性的最终效果。

3.路桥施工中的钢纤维混凝土技术

3.1配比设计

业内人士都清楚，如果钢纤维混凝土施工质量不能保证，那么路桥工程的质量也不能被保证，在实践中必须做好钢纤维的施工技术。主要施工技术有浇注、灌浆、喷射，下面就先分析这三种施工技术的区别和特点。钢纤维混凝土在配比设计中和普通混凝土类似，区别在于其需要对钢纤维体积率进行测量和计算，除此之外，还需要分析影响钢纤维的韧性强度以及体积率。具体而言要分析其单位范围的用水量，以及含砂率的大小。技术人员都知道，含砂率和用水量不同将会直接影响钢纤维混凝土的体积率和韧性强度，所以进行配比设计时，必须严格按照操作规范进行，研究在不同情况下钢纤维混凝土的体积率，然后进行科学的计算，提高配合比的准确性。与此同时，钢纤维的长径比、掺量和类型也会影响最终效果。由于钢纤维混凝土面层板非常薄，因此地下排水情况也会影响路面的钢纤维材料，如果长时间浸泡钢纤维材料性能也会有很大变化，因此也要做好路桥的地下排水，避免影响道路桥梁的使用寿命。

3.2投料顺序及搅拌控制

在钢纤维混凝土的制作过程中，为了避免出现钢纤维结团现象，一般选择先干后湿分级投料的施工方法。对于先干后湿的分级投料施工工藝，必须要控制好放料的时间和顺序。出现任何的失误都不行，所以说钢纤维混凝土的制作工艺比普通混凝土制作工艺要高级得多，这也是钢纤维混凝土与普通混凝土的区别所在。如果搅拌时间和放料的顺序没有控制好，就会使钢纤维混凝土的各项指标不符合要求，导致钢纤维混凝土的的质量出现问题，从而影响路桥施工。根据以往的施工经验，搅拌方式最好是采用先干后湿的搅拌方法，即现在搅拌机内不加水搅拌1min，然后再加水搅拌2min左右，或者加入外加剂搅拌2min左右。另外，对于搅拌机一般选用强制式的搅拌机。为不使搅拌机超负荷工作，当纤维坍落度较小和掺量较高时，相应有所降低搅拌机的利用率。

3.3浇筑

浇筑钢纤维混凝土时要先隐藏浇注接头，然后连续进行浇注，浇注完一次相压15—20m m，接着就是钢纤维混凝土的振捣操作，一般都使用插入式振动棒，其有集束效朝振动棒聚集的特点，还能紧实边角的混凝土，把露在外面的混凝土进行振捣，完成后压入到已经振捣好的大面积混凝土中，最后把表面均匀的抹平，提高外观的美观度。

3.4振捣及后期养护

钢纤维混凝土的振捣工作一般不允许直接进行人工抹平或是水泥浆体填补，从而避免钢纤维混凝土内部出现下沉，影响使用效果。实际施工过程中，可考虑采用振动提浆整平机实现振捣整平一体化，条件允许时也可采用混凝土激光整平机，最大限度保证钢纤维混凝土的使用效果。整个振捣持续时间以混凝土停止下沉、不再冒气泡并泛出泥浆为准，同时施工人员需尽可能避免过振现象出现。振捣工作结束后，可考虑在抹平的钢纤维混凝土表面采用滚式压纹机沿路线横断面方向压纹1～2mm或采用人工拉毛收平，终凝后用塑料农膜覆盖并在十五天内持续进行洒水养护工作，使得混凝土呈潮湿状态，有效延长路桥工程的使用寿命。

4.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用

4.1桥面铺装

要增强桥面的承载能力，还不增加自身的重量，保持甚至要增强自身的功能，目前使用钢纤维混凝土是最好的选择。以其为材料铺成的桥面经久耐磨，与原来的材料用量上没有大的差别，铺设在路基上的混凝土的厚度也没有变化，还增强了桥面的承载能力，因其特殊的结构特点，能够有效调节好桥面的受力分布，提高桥面以及桥梁的使用寿命。

4.2桩基础施工

在路桥的施工中，桩基础是重要的施工工序之一，其施工质量直接影响到整个路桥工程的质量，所以，相关施工人员要给予足够的重视，切实保障桩基础的施工质量，提高桩基础的稳定性。而钢纤维混凝土在这道工序中就显得十分重要，特别是在桩基础施工中的桩顶和桩尖施工中，利用钢纤维混凝土施工技术是具有明显优势的。从具体的施工过程来分析，应用钢筋混凝土施工技术可以增加整个桩基础施工效率，从而缩短工期，节约了施工成本，并且应用钢纤维混凝土施工技术的工程质量对于传统混凝土具有明显的优势。向表层发生剥落以及板裂缝的桥面和桥梁墩台喷射5～20cm的钢纤维混凝土，不仅可以保持结构的整体性，还可以提高其抗震性。通常使用的是参入比例为1%的剪切钢纤维。钢纤维混凝土还可以增强桩的穿透力，提升打击速度。但以目前的施工现状来看，虽然钢纤维混凝土的应用价值比较明显，但是考虑到工程成本，桩身一般还是采取传统钢筋混凝土材料进行施工。

4.3边坡加固与隧道衬砌

对隧道进行衬砌最有效也是最完善的技术措施就是浇筑钢纤维混凝土。这样做的好处就是不仅可以杜绝隧道漏水渗水的现象，而且在一定程度上又提高了结构的安全性、耐久性、适用性。某些地质环境比较差的地方，如边坡岩石节理裂隙发育质，可以使用普通混凝土做支护，并喷射钢纤维混凝土进行加强，或者全截面使用钢纤维凝土进行喷射，实现其支护和加固作用。

5.结论

路桥建设作为交通事业的重要组成部分，其质量的好坏直接关系到交通的正常通行，对我国交通事业的发展起着决定性的作用。钢纤维混凝土施工技术是路桥施工中经常使用且重要的施工方式之一。可以在很大程度上提升路桥耐久性和防腐蚀性。本文对钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的具体运用和注意事项进行了简要介绍，望对相关人员提供一定的帮助。

参考文献：

[1]王立生.试析路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].江西建材，2015.

[2]梁旭东.钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].中国新技术新产品，2016.endprint