鋼纖維混凝土路面的應(yīng)用解析

周元冬

摘 要：鋼纖維混泥土具有抗疲勞和耐磨等諸多優(yōu)點本文對修筑鋼纖維砼路面的基層結(jié)構(gòu)設(shè)置，檢測試驗及施工情況總結(jié)分析，對以后修筑鋼纖維砼路面具有指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞：鋼纖維砼；基層結(jié)構(gòu)；礦料配合比；路面施工；質(zhì)量檢查

鋼纖維混凝土是一種由水泥、粗細集料和隨機分布的短鋼纖維組合成的復(fù)合材料。由于鋼纖維的摻入，使水泥混凝土的抗裂、抗折、抗疲勞和耐磨等各項力學性能都有很大的提高。鋼纖維混凝土因其成本較高，一般多用于最能發(fā)揮其技術(shù)特長的領(lǐng)域，以延長使用年限來降低成本。在公路路網(wǎng)改造中，由于受到路面標高，車輛通行，施工工期等因素的影響和制約，而采用鋼纖維混凝土能夠克服多種不良因素，達到良好的效果。

在對國道進行改建，該路段是石灰土基層，瀝青碎石面層，標準低，該段路面出現(xiàn)大面積下沉、坑槽和油包，路面破壞嚴重。但道路兩側(cè)的建筑物已經(jīng)形成，這就要求該段改建后的路面高程必須控制在一定的范圍之內(nèi)。為確保路面等級和強度，決定該段采用鋼纖維混凝土路面來降低路面高程。為使鋼纖維混凝土工藝應(yīng)用能順利完成施工，我們對老路段作了認真詳細的勘測，計算和論證。

一、鋼纖維混凝土路面的構(gòu)造

關(guān)于鋼纖維混凝土路面的構(gòu)造，我們著重考慮的是基層的結(jié)構(gòu)設(shè)置：砼面板的配合比及伸縮縫的設(shè)置等問題。

1、基層的結(jié)構(gòu)設(shè)置：根據(jù)剛性路面理論，在荷載

大時，基礎(chǔ)強度對面板應(yīng)力影響將增大，基層應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，且斷面正確表面平整的要求，因此采用水泥穩(wěn)定粒料基層結(jié)構(gòu)來加強基層強度，減薄混凝土面板厚度，以降低混凝土層的標高。通過試驗確定施工中采用水泥穩(wěn)定粒料基層結(jié)構(gòu)。（表1、表2）

通過水穩(wěn)粒料七天飽水無側(cè)限抗壓強度檢驗，依據(jù)規(guī)范得出實驗結(jié)果：最大值（Mpa）：4.0，最小值（Mpa）：3.6，平均值Rc：3.8，標準差S（Mpa）：0.12。（水泥穩(wěn)定粒料無側(cè)限抗壓強度設(shè)計為3.5mpa）。

2、面板厚度的設(shè)計：鋼纖維混凝土面板的厚度是鋼纖維混凝土路面質(zhì)量和造價的關(guān)鍵，是路面的設(shè)計中心問題。根據(jù)公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范規(guī)定，鋼纖維混凝土面板厚度則根據(jù)鋼纖維用量，道路交通重噸位軸載的數(shù)量而定。設(shè)計厚度一般取普通混凝土路面設(shè)計面板厚度的0.55至0.65。通過設(shè)計計算確定：鋼纖維混凝土面板的厚度為12厘米。

3、配合比設(shè)計：鋼纖維混凝土的配合比，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求的抗壓強度與抗折強度，同時還應(yīng)滿足施工要求的和易性，經(jīng)反復(fù)試驗，一般鋼纖維砼礦料級配范圍為：篩孔尺寸（20、10、5、2.5）mm，通過百分率為：（95～100）%、（35～55）%、（0～5）%，施工實際選用為：（95.6%、47%、4.2%、0）。確定鋼纖維混凝土礦料級配及混合料配合比（表3）。

4、伸縮縫的設(shè)置（板的平面尺寸）：根據(jù)鋼纖維混凝土路面韌性好，抗變形能力強的特點，橫向縮縫按10-20米間距設(shè)置，最大可間隔50米。我們采用間距15米。

二、鋼纖維混凝土路面施工

1、鋼纖維混凝土拌和：鋼纖維混凝土拌和中要嚴格掌握水灰比，在拌制鋼纖維摻入混凝土基體中，必須保證鋼纖維均勻分布，否則不能起到增強效果。經(jīng)過試驗，采用先用人工把鋼纖維篩入中砂中，把級配過的礦料加水泥投放拌和機內(nèi)攪拌，緊接著再把加過鋼纖維的中砂一起放入拌和機內(nèi)攪拌1-1.5分鐘，再加水攪拌40-60秒，這樣鋼纖維分散程度較好，坍落度在3.8-5.8cm左右，易施工。

2、鋼纖維混凝土運輸、攤鋪和振搗：鋼纖維拌和物運輸距離不宜過遠，盡量縮短運輸時間和距離，避免鋼纖維下沉，影響拌和料的均勻性。運輸采用封閉式自卸車。鋼纖維混凝土采用人工攤鋪，連續(xù)施工法，攤鋪完畢采用插入式振搗器，沿水平方向插入，保證鋼纖維向水平方向分布。用平板振搗器振搗密實，再用振動梁振平，然后用金屬圓滾將表面碾壓平整，待鋼纖維表面無泌水時，人工用泥刀抹平，表面不應(yīng)裸露鋼纖維，也不得留有浮漿。

3、鋼纖維混凝土路面養(yǎng)護：由于鋼纖維混凝土早期強度較高，應(yīng)加強早期濕養(yǎng)護，防止混凝土的水分過快蒸發(fā)而產(chǎn)生收縮裂縫和保證水泥能充分進行水化作用。養(yǎng)生期內(nèi)要始終保持其濕潤。

三、質(zhì)量檢查

在鋪筑鋼纖維混凝土之前，我們首先對基層進行壓實度、厚度、平整度和高程檢測驗收，面層配合比，水灰比從嚴控制，中砂做含水量、含泥量測定?；旌狭铣霭韬蜋C用坍落度控制，拌和物出機至鋪筑地點進行攤鋪、振搗、修面完畢時間一般控制在50-60分鐘。

四、結(jié)束語

從試驗施工結(jié)果和近年實際行車后的檢驗表明：1、鋼纖維混凝土抗折強度高，鋼纖維砼達到7.5Mpa。2、在路面工程應(yīng)用中可以明顯減薄厚度、鋼纖維混凝土面層厚度一般8-12厘米。3、路面韌性好，抗變形能力強，行車舒適。4、橫向縮縫少，可節(jié)省灌縫費用和日后對裂縫的維修費用。5、路面厚度??；材料用量少，因而施工速度快，時間短，開放交通早。6、使用壽命長，鋼纖維混凝土抗疲勞性能好，其底面的裂縫發(fā)展非常緩慢，直至裂縫發(fā)展到表面，其承受荷載作用次數(shù)比普通混凝土路面多得多；面板的板邊和板角破損少，剝落少；抗凍融性能好，因此使用壽命長。

參考文獻：

[1]中國工程建設(shè)標準化協(xié)會.CECS38-2004纖維混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。中國計劃出版社，2004：47-57