鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用探析

崔國鋒

(中國鐵道科學(xué)研究院深圳研究設(shè)計(jì)院，518000)

鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用探析

崔國鋒

(中國鐵道科學(xué)研究院深圳研究設(shè)計(jì)院，518000)

隨著城市化進(jìn)程的加快，我國路橋建設(shè)事業(yè)發(fā)展尤為迅猛，高級(jí)公路和橋梁建設(shè)步伐日益加快，人們對(duì)路橋依賴程度越來越高，對(duì)路橋的安全性、適用性和耐久性等指標(biāo)也提出了更高要求。鋼纖維混凝土作為一種新型優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，因其具有良好的力學(xué)強(qiáng)度、較強(qiáng)的韌性和抗裂性、良好的抗疲勞性和抗沖擊性，加上施工方便，使用壽命長，廣泛被用于道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域中?，F(xiàn)筆者就結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)探討鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用，并對(duì)其控制要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期為同行提供有益借鑒。

鋼纖維混凝土；路橋施工；配合比

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快促使高級(jí)公路和橋梁建設(shè)步伐日益加快，人們對(duì)路橋依賴程度越來越高，對(duì)路橋的安全性、適用性和耐久性等指標(biāo)也提出了更高要求，同時(shí)，由于交通流量和重型車輛數(shù)量的不斷增加，使得路面病害越來越多，嚴(yán)重影響人們出行安全，也增加了大量維修成本。鋼纖維混凝土是在普通混凝土中摻加適量鋼纖維而形成可澆筑、可噴射成型的一種新型復(fù)合材料，利用均勻分散的短鋼纖維，可改善普通混凝土脆性和各項(xiàng)力學(xué)性能，在公路路面、建筑結(jié)構(gòu)及道路橋梁中的應(yīng)用上有著廣闊前景。在現(xiàn)階段實(shí)踐中，多將鋼纖維混凝土用于路橋施工實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，對(duì)于控制路橋面層發(fā)生早期裂縫、邊角損壞等相關(guān)質(zhì)量問題具有良好價(jià)值。為此，本文將著重探析鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用。

一、鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

1.在道路施工中的應(yīng)用

在道路工程中，鋼纖維混凝土主要用于路面施工中，作用是減小路面鋪設(shè)厚度，減少縫隙，提升路面耐磨性。在新建路面工程中采用鋼纖維混凝土可保證雙車道路路面不設(shè)縱縫，延長路面使用壽命。在罩面修補(bǔ)路面中，采用結(jié)合式罩面面層與舊混凝土路面相互結(jié)合在一起，增加罩面橫截面積，提升罩面強(qiáng)度，從而提升路面整體負(fù)載能力，使路面整體功能得以充分發(fā)揮。除采用結(jié)合式罩面面層外，還可在中間設(shè)隔離層，使各層獨(dú)立發(fā)揮作用，確保路面受力均勻。

2.在橋梁施工中的應(yīng)用

在橋梁工程中應(yīng)用鋼纖維混凝土可提升橋梁負(fù)載能力。首先應(yīng)用于橋面鋪裝上有利于提升橋面承載能力，進(jìn)而確保橋梁工程施工質(zhì)量。實(shí)踐表明，鋼纖維混凝土橋面鋪裝與普通混凝土橋面鋪裝相比，其抗裂性明顯提高，從實(shí)際情況來看，只有極個(gè)別地方出現(xiàn)裂縫，而裂縫并不會(huì)迅速擴(kuò)張而斷開，由于鋼纖維整體連接作用，在縮縫位置不易完全斷開，具有一定傳荷能力，不易形成錯(cuò)臺(tái)等病害。鋼纖維混凝土在橋梁墩身施工中的應(yīng)用能改善橋梁受力狀況，起到加固橋梁結(jié)構(gòu)的作用，為滿足橋梁結(jié)構(gòu)抗震性和整體性要求，可采用噴射機(jī)噴射厚為5-20cm鋼纖維混凝土。鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁工程中占有重要地位和作用，材料配比、施工人員技術(shù)水平都對(duì)施工質(zhì)量有顯著影響，應(yīng)加以注意。

二、路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)控制要點(diǎn)

1.配合比設(shè)計(jì)

在路橋施工中對(duì)鋼纖維混凝土加以應(yīng)用的過程中，為保證所選取的鋼纖維混凝土材料具有良好性能優(yōu)勢(shì)，必須在遵循實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)原則的基礎(chǔ)上對(duì)其配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮路橋面層厚度參數(shù)、鋼纖維混凝土原材抗彎強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)參數(shù)、鋼纖維混凝土強(qiáng)度參數(shù)、鋼纖維原材體積率數(shù)值、澆筑作業(yè)區(qū)域等，要求首先應(yīng)使路面減薄，其次要保證鋼纖維混凝土具有較高的抗彎強(qiáng)度，根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和施工配置強(qiáng)度提高系數(shù)確定適配抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水灰比，確定鋼纖維體積率，根據(jù)混合材料用量確定試配配合比，最后進(jìn)行性能試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定施工配合比。鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)置值依據(jù)下式確定：

2.拌合與澆搗

式中，fftm——鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ftm——素混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；atm——鋼纖維對(duì)抗折度的影響系數(shù)（需根據(jù)試驗(yàn)確定）；Pf——鋼纖維體積率；Lf/df鋼纖維長徑比。

鋼纖維彈性模量與鋼筋基本一致，取2.0×105MPa進(jìn)行分析，取混凝土極限應(yīng)變?yōu)?×10-4，鋼纖維體積率0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，C30、C40、C50混凝土設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度分別為1.75MPa、2.15MPa、2.45MPa，對(duì)鋼纖維抗拉強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，見表1。

表1 鋼纖維摻量與強(qiáng)度的關(guān)系

鋼纖維混凝土是鋼纖維作為一種攪拌料與骨料、水泥、外加劑等一同攪拌混合形成的，攪拌作業(yè)實(shí)施過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制投料順序、攪拌時(shí)間和攪拌工藝，按照砂、鋼纖維、碎石、水泥的順序投料，充分?jǐn)嚢?5min后加水?dāng)嚢?min，同時(shí)嚴(yán)禁在攪拌器中一次性投入過量鋼纖維材料，采用分次投入方式確保鋼纖維材料能均勻且全面覆蓋在混凝土原料中。由于隨著鋼纖維的加入，混凝土坍落度會(huì)逐漸降低，為保證攪拌質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)先選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。為保證鋼纖維混凝土具有較好的整體連續(xù)性，應(yīng)連續(xù)澆筑，若不能連續(xù)澆筑，必須留置與道路伸縮縫重合的施工縫。每次倒料后下壓 15-20cm，邊澆筑邊振搗，盡量不要采用振搗棒，邊角部分則可先用搗棒搗實(shí)，之后用夯梁板來回整平。

圖1 鋼纖維混凝土澆筑后總體效果

3.養(yǎng)護(hù)與成型

鋼纖維混凝土具有砂率大、纖維亂向分布的特點(diǎn)，鋼纖維混凝土路橋宜采用真空吸水工藝，機(jī)械抹平，防止鋼纖維外露，采用壓紋機(jī)壓紋工藝，避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。成型后，發(fā)現(xiàn)纖維外露或漏振，要及時(shí)處理，鋼纖維澆筑養(yǎng)生達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度50%后可切鋸接縫。

結(jié)語

總之，鋼纖維混凝土作為一種新型優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，因其具有良好的力學(xué)，用于路橋施工實(shí)際作業(yè)當(dāng)中，對(duì)于路橋面層發(fā)生早期裂縫、邊角損壞等相關(guān)質(zhì)量問題具有良好控制價(jià)值，且與路橋施工輕型化、大跨度化發(fā)展趨勢(shì)充分契合。在實(shí)際施工中，我們應(yīng)摒棄傳統(tǒng)觀念，注意鋼纖維混凝土特性和特點(diǎn)，把握施工技術(shù)要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，使鋼纖維混凝土施工技術(shù)不斷為提高路橋質(zhì)量和安全服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)道路橋梁事業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

[1]楊大為.現(xiàn)代路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)研究[J].科技致富向?qū)?2011,23：395+367.

[2]葛文宇.淺談鋼纖維混凝土技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,05：151.

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1007-6344（2015）08-0309-01