鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋工程施工中的運(yùn)用探析

孫昌軍

中交集團(tuán)第二公路工程局第六工程有限公司

鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋工程施工中的運(yùn)用探析

孫昌軍

中交集團(tuán)第二公路工程局第六工程有限公司

鋼纖維混凝土主要運(yùn)用于道路和橋梁的施工中，它是新型的優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料。鋼釬維混凝土實(shí)際上就是鋼纖維和素混凝土按照一定的比例結(jié)構(gòu)相互組合最后硬化而成。鋼纖維混凝土因其實(shí)用的功能受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注，特別是很多工程人員青睞于將鋼纖維混凝土運(yùn)用于道路和橋梁的施工建設(shè)之中。影響鋼纖維混凝土性質(zhì)的因素有很多，一般而言與其自身構(gòu)成的類型有關(guān)，包括鋼纖維的類型及摻入比例、減水劑摻量多少、鋼纖維的直徑長短等因素。本文從鋼纖維混凝土的運(yùn)作機(jī)制出發(fā)綜合論述了在橋梁與路面建設(shè)過程中的實(shí)際運(yùn)用，最后提出了相關(guān)的注意事項(xiàng)。

鋼纖維混凝土；施工技術(shù)；路橋工程

1 前言

鋼纖維混凝土作為一種優(yōu)質(zhì)的復(fù)合型材料與其他混凝土相比具有更大的承載力并且耐用，不僅如此，鋼纖維混凝土在補(bǔ)強(qiáng)上并不會對結(jié)構(gòu)的外形做出較大的改變，這樣就使得因補(bǔ)強(qiáng)而出現(xiàn)的一些痕跡不會顯露，它是改善早期鋪裝出現(xiàn)裂痕的有效實(shí)用技術(shù)力量。當(dāng)然，鋼纖維混凝土的優(yōu)點(diǎn)還很多，施工時(shí)非常的快捷且成本較低，提高了施工的效率。

2 鋼纖維混凝土的性能

2.1 鋼纖維增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度機(jī)理

在混凝土中起主要作用的是鋼纖維，因?yàn)槠湓谑艿酵饬ψ饔孟聲?dǎo)致鋼筋的機(jī)體出現(xiàn)裂縫甚至是裂縫擴(kuò)大的現(xiàn)象。在力學(xué)中我們知道當(dāng)物體受力時(shí)一方肯定是處于承載力量的位置，而水泥與鋼纖維則扮演著這樣的角色。一旦水泥混凝土出現(xiàn)裂縫，鋼纖維則能很好地承擔(dān)由裂縫帶來的張力。

2.2 鋼纖維混凝土的基本性能

鋼纖維混凝土是一種抗壓性高、抗裂性強(qiáng)并且具有極大耐磨能力的不同于普通混凝土類型的一種新型混凝土結(jié)構(gòu)，它在現(xiàn)代化工業(yè)大潮地不斷推進(jìn)中的地位舉足輕重。

3 鋼纖維混凝土性能的主導(dǎo)因素

影響鋼纖維混凝土性質(zhì)的因素有很多，一般而言與其自身構(gòu)成的類型有關(guān)，包括鋼纖維的類型及摻入比例、減水劑摻量多少、鋼纖維的直徑長短等因素。

3.1 鋼纖維長徑比

本文為了使影響纖維混凝土性能的主導(dǎo)因素更加鮮明地表達(dá)和呈現(xiàn)出來，制作了表1（如下圖）。從表格中我們可以發(fā)現(xiàn)，混凝土強(qiáng)度的高低與鋼纖維長徑比呈正相關(guān)，也就是說其強(qiáng)度的高低隨鋼纖維長徑比的增加而增加，隨長徑比的減小而減小，具體如表1所示。

表1 鋼纖維混凝土性能與長徑比關(guān)系表

3.2 鋼纖維摻入量

表1表達(dá)了當(dāng)鋼纖維摻入量一定時(shí)，混凝土強(qiáng)度的高低與鋼纖維長徑比的正相關(guān)情況，而當(dāng)鋼纖維長徑比一定時(shí)，混凝土強(qiáng)度的高低則與鋼纖維的摻入量有關(guān)。如果增加混凝土當(dāng)中的鋼纖維攝入量，那么混凝土的強(qiáng)度就會得到極大增加。

4 鋼纖維混凝土在路橋施工中的應(yīng)用

4.1 道路施工中的鋼纖維混凝土應(yīng)用

鋼纖維混凝土由于其自身的抗凍性能與抗壓性能較好，所以在我國的現(xiàn)代公路建設(shè)中得到廣泛的推廣與運(yùn)用。

（1）全截面鋼纖維混凝土路面。如果在公路建設(shè)中采用全截面鋼纖維混凝土路面結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工，那么我們必須對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理而恰當(dāng)?shù)陌芽亍Ｊ紫蠕摾w維含量上要保證在0.8%到1.2%之間，其次在路面的橫縫方面要保證雙車道間距在25米左右，最大不可超過50米。

（2）多年凍土區(qū)的抗凍運(yùn)用。由于鋼纖維混凝土自身的優(yōu)良特性，當(dāng)其被用于多年凍土層的建設(shè)施工中時(shí)可以有效減少外界熱量的吸收，防止路面溫度過高以保持路面的抗凍性能。

（3）復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。所謂復(fù)合式路面也就是指在混凝土路面建設(shè)中采用三層或雙層的混凝土與鋼纖維結(jié)合的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種施工方式的結(jié)構(gòu)較為合理而工藝則較為復(fù)雜，因此在大多數(shù)機(jī)械化施工中都采用該種方式來進(jìn)行路面建設(shè)。需要注意的是，在路面建設(shè)的上層部分需要用50%左右的鋼纖維混凝土進(jìn)行覆蓋以確保路面的穩(wěn)定性。

（4）碾壓鋼纖維混凝土路面。為了在一些公路建設(shè)中增加路面的柔韌性能，我們可以采用鋼纖維同碾壓混凝土相結(jié)合的復(fù)合工藝來進(jìn)行施工，一方面可以有效改善二者在配合之中制造出來的力學(xué)性能，另一方面也可以加大路面的強(qiáng)度、提升路面的穩(wěn)定性能。

（5）鋼纖維混凝土罩面修補(bǔ)。同對鋼纖維性能的充分運(yùn)用可以將鋼纖維使用到破損路面的罩面修補(bǔ)工作當(dāng)中，體積率需要控制在1%到2%之間，長徑比應(yīng)該在70到100左右。

4.2 橋梁施工中的鋼纖維混凝土應(yīng)用

（1）橋面鋪裝。除了上述的公路建設(shè)中的應(yīng)用外，鋼纖維混凝土還可以在橋梁的施工中得到充分的運(yùn)用，例如可以在橋面的鋪裝工序中起到重要作用。利用鋼纖維混凝土進(jìn)行橋面的鋪裝不僅可以極大地增加橋面的抗裂性能、而且可以極大地增強(qiáng)橋梁的抗折性、減少橋梁崩塌的可能性。

（2）橋梁上部承載。另外鋼纖維混凝土還可以在橋梁的承載功能當(dāng)中起到重要作用，通過在應(yīng)力集中區(qū)采用鋼纖維混凝土的方式來改變力學(xué)結(jié)構(gòu)，達(dá)到降低結(jié)構(gòu)自身重量的目的。這樣一來，不僅可以減少在橋梁建設(shè)中的用料量、降低工程施工成本，而且可以增強(qiáng)橋梁上部的承載能力、提升橋梁的安全性能。

（3）加固橋梁墩臺。橋梁墩臺是橋梁最為基礎(chǔ)和重要的部分，如果墩臺穩(wěn)定性不高就極易影響到橋梁的整體安全，因此橋梁墩臺的加固就成為了題中之義[3]。鋼纖維混凝土極其重要的一個(gè)運(yùn)用就是加固橋梁墩臺的穩(wěn)定性，長期飽受巨大承壓力的墩臺會因?yàn)轱L(fēng)化等其他因素導(dǎo)致重要部位發(fā)生表皮剝落，此時(shí)可以利用鋼纖維混凝土的獨(dú)特性能在墩臺附近進(jìn)行加固，噴射20厘米以內(nèi)的鋼纖維混凝土，增強(qiáng)橋梁墩臺的抗裂性能。

（4）加強(qiáng)鋼筋混凝土樁。在橋梁穩(wěn)定性中起到主導(dǎo)作用的是鋼筋混凝土樁，通過對鋼纖維混凝土的利用不僅可以在很大程度上增加橋梁的抗壓性，而且還可以對鋼筋混凝土樁起到一定的加固作用，提升樁的承載能力。

5 鋼纖維混凝土建設(shè)中的注意事項(xiàng)

鋼纖維混凝土的建設(shè)是一個(gè)集灌漿、噴射和澆注等多個(gè)階段于一身的整體性工程，因此在不同的建設(shè)施工階段我們必須確保各個(gè)階段的順利運(yùn)作，所以針對不同的階段我們必須明確的工作思路。

5.1 成型階段

一般而言在澆筑混凝土的過程中我們必須采用真空吸水工藝以確?；炷林械暮傲勘３衷谄胶鉅顟B(tài)，同時(shí)要保證鋼纖維在混凝土中的平均分布。

5.2 運(yùn)輸階段

因?yàn)榛炷撂厥獾幕旌蠘?gòu)成導(dǎo)致在運(yùn)輸過程中可能會出現(xiàn)離析、鋼纖維分散的變化，同時(shí)由于鋼纖維位置的不固定性會導(dǎo)致鋼纖維混凝土的平衡與均勻性受到破壞，所以在運(yùn)輸過程中要特別注意運(yùn)輸距離以短距離為宜。

6 結(jié)語

在鋼纖維混凝土的路橋施工建設(shè)當(dāng)中往往會受到多種因素的影響，這就要求施工者時(shí)刻注意到各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)際變化并立即做出回應(yīng)。本文從鋼纖維混凝土的運(yùn)作機(jī)制及其受因出發(fā)綜合論述了在橋梁與路面建設(shè)過程中的實(shí)際運(yùn)用，最后提出了相關(guān)的注意事項(xiàng)。

[1]胡雪欽.隧道噴射鋼纖維混凝土支護(hù)的力學(xué)特性及其施工技術(shù)[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2015,32(6):92～94.

[2]孔干.鋼纖維混凝土在深井軟巖巷道反底拱施工中的應(yīng)用研究[J].煤炭技術(shù),2017(1):96～98.

[3]王晛.XYPEX鋼纖維抗?jié)B混凝土在石化項(xiàng)目防止地下水污染中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2015(3):113～116.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.080