路橋施工中的鋼纖維混凝土施工技術(shù)分析

陳為鋒

摘要：施工材料作為路橋工程中的重要內(nèi)容，合理的施工技術(shù)可提高工程質(zhì)量與效率。鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種常見的施工工藝，在抗拉性、抗裂性、抗沖擊等方面具有較大優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)鋼纖維混凝土性能進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并分別闡述該材料在道路和橋梁施工中的技術(shù)方法，力求以此促進(jìn)我國(guó)路橋工程的建設(shè)與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：路橋施工;鋼纖維混凝土;施工技術(shù)

在城市化不斷深入之下，道路橋梁數(shù)量不斷增加，人們對(duì)行車舒適性提出較高要求。如若路橋質(zhì)量較差，不但容易造成交通擁堵，還易引發(fā)安全事故。材料的選擇對(duì)路橋工程質(zhì)量具有直接影響，鋼纖維混凝土具有較強(qiáng)的抗裂、抗剪、抗疲勞等能力，在當(dāng)前路橋工程中已得到廣泛應(yīng)用。

1 鋼纖維混凝土性能

此類混凝土是以普通混凝土為基礎(chǔ)，加入鋼纖維后形成的復(fù)合型材料。錯(cuò)亂分布的鋼纖維可有效阻礙混凝土內(nèi)部裂縫的延伸，提高延展性，且在開裂之后仍具有一定的負(fù)載拉力，在剪切實(shí)驗(yàn)中，具有良好的表面承載能力，可在很大程度上提高建筑穩(wěn)定性，降低集體錯(cuò)動(dòng)對(duì)建筑物帶來(lái)的危害。主要性能如下：

1.1 抗裂抗剪能力。將鋼纖維摻入混凝土之中，對(duì)其自身極限荷載、開裂荷載具有一定影響，可使混凝土裂縫問題得到有效改善，當(dāng)受到破壞后，碎而不散，抗裂抗剪性能得到顯著提升。與常規(guī)混凝土相比，其抗剪性能可提高50～100%，抗彎曲性能可提高60～120%;

1.2 抗沖擊能力。在施工過(guò)程中，當(dāng)內(nèi)部摻入的鋼纖維含量達(dá)到2%時(shí)，便可使混凝土承載力有數(shù)倍的提升。因此，將鋼纖維加入后，可使其抗沖擊力得到顯著提升;當(dāng)纖維加入量達(dá)到0.8～2.0%時(shí)，混凝土的抗沖擊力可增長(zhǎng)到以往的百倍以上，自身韌性指標(biāo)也顯著增強(qiáng)，數(shù)據(jù)大幅度增加。

1.3 抗拉抗壓能力。鋼纖維在混凝土中以錯(cuò)亂的形式分布，可有效阻礙混凝土內(nèi)部裂縫的擴(kuò)展，抑制宏觀裂縫產(chǎn)生，使內(nèi)部拉伸與壓縮破壞形式得到有效改變，以此提高其抗拉抗壓能力。與常規(guī)混凝土相比，抗壓性能可提高25%，抗拉性能可提高40～80%，且抗壓韌性也將得到顯著提升[1]。

2 鋼纖維混凝土在道路工程的應(yīng)用

在新時(shí)期背景下，路橋工程中鋼纖維的應(yīng)用十分普遍。道路與橋梁建設(shè)存在諸多相似之處，但由于建筑對(duì)象不同，在材料配制、施工工藝等方面也有所區(qū)別，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。此類材料在道路路面工程中的應(yīng)用方法如下。

2.1 混凝土配制

此類混凝土主要包括砂石、水泥、水以及微量元素。在道路建設(shè)中，對(duì)此類混凝土的配制具有特殊要求，應(yīng)與公路特點(diǎn)相符合，尤其要注重材料強(qiáng)度與韌性方面的控制。同時(shí)，還應(yīng)注重配制比例，在一定量的鋼纖維混凝土中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求對(duì)砂石、水泥和水的比例進(jìn)行分配。配制的比例不同會(huì)對(duì)材料韌性和強(qiáng)度產(chǎn)生不同影響，需要在正式配制之前進(jìn)行計(jì)算。在配制時(shí)，不可一次性配制過(guò)多的量，而是先要配制出少量，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行抽樣檢查后，在符合要求的情況下再增加配制量;如若配制質(zhì)量與規(guī)定之間存在差異，則要進(jìn)行調(diào)整，直至滿意。此類混凝土的配制強(qiáng)度計(jì)算公式如下：

式中，fcu代表的是混凝土配制強(qiáng)度（MPa）;f代表的是立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）;z代表保證率系數(shù);σ代表的是立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）。在保證率系數(shù)計(jì)算方面，應(yīng)按照工程的重要程度，根據(jù)保證率要求，確定與之對(duì)應(yīng)的系數(shù)關(guān)系。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)施工單位的資料而定，如若資料中未標(biāo)注，當(dāng)鋼纖維材料強(qiáng)度等級(jí)為CF25—CF30時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為5.0MPa;當(dāng)鋼纖維材料強(qiáng)度等級(jí)為CF35—CF60時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為6.0MPa。以f=50MPa，設(shè)計(jì)保證率95%為例，混凝土配制強(qiáng)度計(jì)算為：

2.2 混凝土鋪設(shè)

在配制完畢后，應(yīng)根據(jù)施工方案與規(guī)章制度，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)軟件模擬的方式，以具體數(shù)據(jù)為參考選擇最佳鋪設(shè)方案，將混凝土鋪設(shè)在道路上。在鋪設(shè)之前，應(yīng)滿足滑模技術(shù)、三輥機(jī)組技術(shù)、軌道路面鋪設(shè)技術(shù)的要求。在鋪設(shè)過(guò)程中，應(yīng)將混凝土材料鋪設(shè)均勻。對(duì)此，可先將材料放入分散機(jī)中，將震動(dòng)裝置安裝在出料口處，分散機(jī)處理后再放入攪拌機(jī)內(nèi)，這樣便可避免材料打結(jié);混凝土鋪設(shè)應(yīng)連續(xù)施工，并且從前到后依次實(shí)施;在試鋪完畢后，在相同鋪設(shè)高度下，與常規(guī)材料鋪設(shè)的路面相比，應(yīng)高出1cm左右[2]。

2.3 混凝土壓實(shí)

在道路工程施工中應(yīng)滿足以下兩項(xiàng)要求，一是此類混凝土鋪設(shè)應(yīng)均勻、疏密有致;二是建設(shè)材料應(yīng)滿足抗裂要求。對(duì)此，可采取振搗的方式，使其更加平整，再進(jìn)行壓實(shí)。需要注意的是，禁止將振搗棒插入路面內(nèi)部工作，杜絕空穴出現(xiàn)。此外，還應(yīng)對(duì)鋪設(shè)后的路面進(jìn)行噴霧，避免材料過(guò)早凝結(jié)硬化，但是禁止隨意灑水。為了提高防滑度，可采取刻槽方式，增強(qiáng)摩擦力;在建設(shè)過(guò)程中還應(yīng)考慮到氣溫、環(huán)境因素，盡可能的減少外界因素對(duì)混凝土的不良影響。

3 鋼纖維混凝土在橋梁工程的應(yīng)用

橋梁建設(shè)與道路路面的鋪設(shè)有所區(qū)別，主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)、材料受力情況等方面。因此，在鋼纖維混凝土配制比例方面也有所區(qū)別。在施工過(guò)程中，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，做好橋面鋪裝、墩臺(tái)加固、樁基增強(qiáng)等工作。

3.1 橋面鋪裝

在對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行配制時(shí)，由于各地實(shí)際情況不盡相同，采用的纖維也應(yīng)因地制宜。部分鋼纖維材料中的纖維過(guò)于粗大，容易影響橋梁外觀藝術(shù)性。因各地情況不同，鋼纖維材料的比例也應(yīng)具體問題具體分析。利用此類混凝土進(jìn)行橋面鋪裝，不但可提高橋面的抗裂性，延長(zhǎng)橋梁使用壽命，使橋梁使用更加舒適持久，還可增強(qiáng)抗折強(qiáng)度與剛度，降低鋪裝厚度與結(jié)構(gòu)自重，使橋梁的受力情況得到良好改善。此外，還可采用橡膠瀝青與鋼纖維相結(jié)合的雙層橋面，也可使橋面鋪裝效率得到顯著提升。在橋體上方承受荷載的位置，可采用鋼纖維混凝土作為主梁，使結(jié)構(gòu)受力性能得到有效改善，控制結(jié)構(gòu)變形，減少上部材料用量，還可使下部墩臺(tái)數(shù)量減少，由此降低整體造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益，與橋梁工程的特殊要求相符合。

3.2 墩臺(tái)加固

在以往的橋梁工程應(yīng)用中，在長(zhǎng)期動(dòng)載影響下很容易使墩臺(tái)與橋面產(chǎn)生裂縫、表層剝落等病害。對(duì)此，可利用轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射5～20cm的鋼纖維混凝土，使結(jié)構(gòu)整體抗震度得到顯著提升。通常情況下，采用剪切鋼纖維，加入1.0%劑量即可;利用TS型速凝劑與硫鋁酸鹽塊可提高抗裂性能;對(duì)舊混凝土進(jìn)行噴砂或鑿毛，使新舊混凝土能夠有機(jī)融合，提高整體性[3]。

3.3 （預(yù)制）樁基增強(qiáng)

利用此類混凝土對(duì)樁尖、樁頂位置進(jìn)行增強(qiáng)，使樁的穿透力得以提升，錘擊次數(shù)減少，打擊速度增加。通常情況下，在樁頂與樁尖位置采用鋼纖維混凝土，提高樁頂位置的沖擊韌性，以免尚未打入設(shè)計(jì)深度時(shí)便出現(xiàn)破裂，提高樁尖的入土能力，提高打擊速度。同時(shí)，在樁身位置仍采用預(yù)應(yīng)力/非預(yù)應(yīng)力混凝土，也可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)整個(gè)斷面澆筑鋼纖維混凝土，但會(huì)使造價(jià)增加，應(yīng)具體問題具體分析。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在路橋施工中，鋼纖維混凝土技術(shù)作為一種常見的施工工藝，在抗拉性、抗裂性、抗沖擊等方面具有較大優(yōu)勢(shì)，可使工程抗拉力、承載力得到顯著提升。與傳統(tǒng)工程相比，在強(qiáng)度與使用壽命方面有所增強(qiáng)，還可降低工程成本，提高整體工程效率和質(zhì)量，為我國(guó)路橋工程發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雨，王大勇.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)分析[J].黑龍江科技信息，2018，000（016）：244-244.

[2]郭昭.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019，000（002）：31-31.

[3]舒嵩嶺.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)分析[J].中國(guó)科技博覽，2019（9）：150-150.