鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用

李成明

摘要：路橋建設在我國的基礎設施建筑領域有著重要的地位，所以確保路橋質量就對于我國的基礎建設有著重要意義。為了滿足路橋技術要求，一些先進的技術應用，就是路橋施工中必不可少的部分。鋼纖維混凝土具有良好的抗壓、抗沖擊、抗裂、抗堿性能，能顯著提升路橋工程整體質量。鑒于此，圍繞鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用進行探討，闡述了其強度增強的機理，并從橋面鋪裝、路橋結構加固、樁基礎加強、邊坡堆砌等方面進行具體分析，最后總結了施工注意事項，旨在提高鋼纖維混凝土技術在路橋工程中的應用水平。

關鍵詞：路橋工程;鋼纖維混凝土;橋面鋪裝;樁基礎

中圖分類號：U445.57 ?文獻標識碼：B

鋼纖維混凝土是一種典型的復合型材料，相較于傳統(tǒng)的混凝土，其具備更強的承載力，同時耐久性也更好。路橋工程中使用鋼纖維混凝土后，原本的結構外形并不會受到過多影響，即便進行了補強處理，表面也不會出現(xiàn)明顯的痕跡。除此之外，鋼纖維混凝土在施工中更具可行性，成本更低，并且能夠顯著提升施工效率[1]。

1、鋼纖維混凝土技術概述

1.1技術含義

鋼纖維混凝土是指將排列不整齊的短鋼纖維加入到普通混凝土中，從而形成符合新配方工程建設要求的復合材料，這也就是人們常說的鋼纖維混凝土。從另一個角度來看，鋼纖維混凝土技術最大的優(yōu)勢在于可以有效提升混凝土的抗腐性與抗壓性，從而實現(xiàn)路橋抗壓力與荷載能力的提高[2]。當然，鋼釬維混凝土的應用還能促進我國公路建設事業(yè)的發(fā)展，并為國家?guī)砀叩慕洕б妗?/p>

1.2鋼纖維混凝土的特點

第一，在同一等級強度下，鋼纖維混凝土與其它材料相比重量會輕一些。第二，由于設置了一定程度的比例鋼纖維，這也直接提高了混凝土的抗壓、抗彎強度，但通常單軸抗壓只能提升至四五成，而抗彎極限則可以上漲至原來的1.5倍。第三，鋼纖維混凝土自身具有一定的沖擊能力，且整體的沖擊韌性會比普通混凝土高出一倍以上。第四，鋼纖維混凝土也具備較強的變形能力，雖然在抗壓彈性模量等方面沒有展現(xiàn)出來，但對提高混凝土的抗拉彈性效果卻非常理想，因此自身的收縮能力也非常理想，通?？梢愿纳苹炷潦湛s率的三成。第五，該混凝土還具備較強的抗裂能力與抗疲勞性。第六，鋼纖維混凝土可以有效阻止溫度裂縫形成了擴展性能，自身的抗凍能力也非常強。

2、鋼纖維混凝土的性能

將常規(guī)的混凝土作為基礎材料，向其中摻入適量的鋼纖維，然后充分攪拌，達到硬化狀態(tài)即成為鋼纖維混凝土材料。其具有突出的特性，具體如下。

2.1抗壓性能

傳統(tǒng)的混凝土材料并不具有優(yōu)良的力學強度，而鋼纖維自身具有較大的強度，由于實現(xiàn)了混凝土與鋼纖維兩大材料的充分攪拌，因此鋼纖維混凝土的力學強度顯著提升，具有優(yōu)良的抗壓能力以及較高的彎曲強度，因而被廣泛應用于路橋工程中。

2.2抗沖擊性能

由于含有一定量的鋼纖維，鋼纖維混凝土具有較大的黏性，可以顯著提升路橋的抗沖擊能力，對于地震頻發(fā)區(qū)其作用尤為明顯。如果鋼纖維含量在0.8%～2.0%范圍內，那么混凝土材料的沖擊韌性指標將得到顯著的改善，即超過了100%，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗壓縮性能，在路橋運營過程中可以有效避免結構裂縫，還能抵御因溫度變化導致的路面裂縫。

2.3其他性能

除了以上兩點，鋼纖維混凝土還具有其他諸多優(yōu)點，例如良好的抗裂性、抗堿性、耐磨性等，而這也正是鋼纖維混凝土被廣泛應用于路橋工程的重要原因。

3、鋼纖維混凝土的強度增強機理

在鋼纖維混凝土的構成中，鋼纖維材料是必不可少的一部分，其可以與水泥實現(xiàn)良好的融合，從而共同抵御來自外部的壓力。此外，當基料爆裂后，仍可以有效地承受外力，基于這一特性能夠保障鋼纖維混凝土結構的整體穩(wěn)定性[3]。值得注意的是，若鋼纖維含量大于標準臨界值，那么整體結構極易發(fā)生變形，在持續(xù)拉升作用下鋼纖維甚至會被從結構中拉出，這會對鋼纖維混凝土整體結構造成致命的損傷。鑒于此，工程人員需要高度重視鋼纖維混凝土的強度機制，采取合適的措施控制好鋼纖維含量，確保其質量不受影響。

4、鋼纖維混凝土在路橋施工技術中的應用建議

4.1鋼纖維混凝土的應用

鋼纖維自身不僅具有較強的控制基力，而且還能有效控制路橋的裂縫。需要注意的是，如果處于受力初期，那么施工人員就需要保證水泥基料與鋼纖維都保持在同一外力作用下，其受力者是水泥基料，但如果水泥基料出現(xiàn)裂縫，那么鋼纖維就需要變?yōu)槭芰φ?。在施工過程中，如果鋼纖維受力超出標準受力值之后，那么就會造成路橋面積的變形，從而造成材料破壞。通過對比發(fā)現(xiàn)，鋼筋混凝土的化學性質與物理性質都遠遠高于普通混凝土，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，整體重量與強度間的比例會明顯增加;第二，抗壓限度會明顯上升，且整體的抗擊打性也會有所提升;第三，自我的恢復能力非常強，整體的抗疲勞也有明顯優(yōu)勢;第四，在溫度的影響下，其還能有效控制路橋裂縫;第五，可以提升路橋的耐磨性與抗凍性[4]。

4.2路橋結構加固中的應用

從路橋結構加固上來看，噴射機可以說是施工過程使用最頻繁的噴射工具，而5cm-20cm的鋼纖維混凝土是最合理的噴射范圍，且具有自動修復的功能，其修補范圍包含有表面剝落、表面損害與橋面板裂縫等。在實際施工中，鋼纖維混凝土的應用不僅能加固路橋結構，而且還能起到一定的抗震效果，從而保證整個橋梁結構的合理與施工質量。從傳統(tǒng)的路橋施工中可以看到，鋼纖維的休整主要以剪切為主，整個受力過程會適當添加硫鋁酸鹽和TS速凝劑，目的是為了起到抗裂效果。

4.3樁基礎加強中的應用

將鋼纖維應用到路橋施工中的樁尖與樁頂工作中，其不僅能很大程度的提升局部硬度，而且還能保證樁基自身的穿透性。其次，適當改變樁基的打擊速度還能有效減少錘擊的數(shù)量，從而實現(xiàn)人力、物力上的節(jié)省，并有效降低路橋的施工成本，保證企業(yè)經濟效益的提高。鋼纖維混凝土在樁基加強中的使用不僅能體現(xiàn)出鋼纖維混凝土的優(yōu)勢，而且還能提升樁頂?shù)目箵舸蛐阅?，從而減少破裂等問題出現(xiàn)。其次，施工單位在利用傳統(tǒng)預應力鋼筋混凝土為基礎時，首先需要與非預應力的鋼筋混凝土相結合，這樣才能發(fā)揮出施工技術的優(yōu)勢。

5、鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用

已有的路橋工程實踐表明，鋼纖維混凝土施工技術的應用效果良好，但由于這是一種較為新型的混凝土材料，工程經驗相對較少，在施工過程中往往會出現(xiàn)一些問題，這意味著工程人員應當持續(xù)深入研究鋼纖維混凝土施工技術，確保鋼纖維混凝土施工的順利進行，提高該技術在路橋工程中的應用水平[5]。

5.1橋面鋪裝

為了保證橋面鋪裝工作的順利進行，必須做好前期準備工作：①對橋面板進行復測，獲得其標高，當浮漿混凝土過多時需要進行清除，此外橋面鋪裝層的厚度也要控制在合理范圍內;②做好鋪裝層與橋面板的連接工作，由于空心板頂面較為粗糙，因此需要將其處理光滑;③對橋面進行灑水處理，確保路面處于濕潤狀態(tài)。

當前，鋼纖維混凝土施工技術廣泛已應用于橋面鋪裝中，相較于在其他應用領域的應用，已經積累了一些經驗。在橋面鋪裝中，鋼纖維混凝土的顯著效應主要體現(xiàn)在以下方面：①能夠顯著提升橋面的剛度與抗折性，滿足了橋梁的運行需求;②在鋼纖維混凝土的作用下，橋面的裂縫得到了有效的控制，耐久性得到了保障，車輛的通行更加平穩(wěn);③在進行橋面鋪裝施工時，僅需要少量的鋼纖維混凝土便可以顯著提升橋面的剛度，因此可以有效減小鋪裝厚度，橋梁的質量也相對更輕，在運行過程中受力更加均勻，有利于提高橋梁的穩(wěn)固性;④在鋼纖維混凝土的影響下，橋梁的受力結構得到了明顯的改善，耐久性更好，在使用過程中也更為安全。

5.2結構加固

安全性是所有路橋工程最基礎的評價指標，這與路橋結構的穩(wěn)定性有著很大的關聯(lián)。考慮到安全性原則，有必要對路橋做加固處理，應用最為廣泛的當屬鋼纖維混凝土施工技術，它在優(yōu)化路橋結構方面具有良好的應用效果。在實際加固過程中，二號轉子噴射機是必不可缺的一種施工機械，其鋼纖維混凝土噴射厚度可以達到5～20cm，并且具有高效的修補功能，一方面可以完成對橋墩的修補，另一方面可以有效處理橋面板裂縫等各類型病害。在對老舊路橋進行改造時，要求鋼纖維的摻量為1/100，如果向其中摻入適量的硫鋁酸鹽以及TS速凝劑，還可以顯著提升結構的抗裂性[6]。

5.3樁基礎加強

在路橋工程中，樁基礎是至關重要的結構部分，它對工程的整體穩(wěn)定性有直接的影響。在路橋施工過程中，鋼纖維混凝土被廣泛應用于樁頂及樁尖部位，可以顯著增強樁基的局部強度，一方面可以提升樁基的穿透能力，另一方面可以改善樁基的打擊速度，減少錘擊次數(shù)。因此，樁基礎施工中采用鋼纖維混凝土可以顯著減少人力、物力的損耗，同時有效地控制費用，從而提升建筑企業(yè)的經濟效益[7]。

在進行樁基礎加強施工時，鋼纖維混凝土是必不可少的材料，其可以有效增強樁頂?shù)捻g性，與此同時還可以加大樁尖的入土能力，保障了打擊質量。在使用鋼纖維混凝土進行施工時，如果橋梁工程較為老舊，樁身為預應力混凝土結構，則意味依然需要以傳統(tǒng)的預應力鋼筋為主要施工方式，在此基礎上引入非預應力鋼筋混凝土，進而開展鋼纖維混凝土的施工作業(yè)。

5.4邊坡堆砌

鋼纖維混凝土還可以被用于邊坡堆砌施工中。對于隧道工程中的襯砌施工而言，鋼纖維混凝土施工技術具有較高的可行性，它不僅可以顯著提升隧道的整體性能，還能有效地解決隧道滲水、漏水等問題。如果所在施工區(qū)域地質條件較差，如邊坡巖石節(jié)理產生裂隙等，必須采取支護措施，此環(huán)節(jié)需要使用普通混凝土，在此基礎上進行鋼纖維混凝土噴射施工，以起到加強的效果。為了進一步增強加固效果，可采用鋼纖維混凝土全截面噴射方式[8]。

結束語

在當前的路橋工程施工中，鋼纖維混凝土技術已經逐步普及應用。相較于傳統(tǒng)的混凝土技術，鋼纖維混凝土技術可以顯著提升混凝土的強度，大幅提升路橋的抗壓性能。國家經濟的發(fā)展也讓路橋施工項目有了量變向質變的提速，同時對路橋新技術也提出了更高的要求，在這樣的社會發(fā)展下，傳統(tǒng)混凝土施工技術也已經無法滿足當前施工的需要，這也讓鋼纖維混凝土施工技術逐漸得到了路橋施工工程的重視。所以，為了中國路橋技術向世界一流邁進，實現(xiàn)彎道超車的發(fā)展速度，工程技術人員可以，然后根據(jù)實際情況來掌握鋼纖維混凝土施工技術，也只有這樣才能保證工程施工的質量。

參考文獻

[1]路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].呂升.四川水泥.2017（01）

[2]鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用[J].劉禮鑄.交通世界.2017（17）

[3]路橋工程中混凝土施工技術探討[J].聶麗.技術與市場.2019（07）

[4]路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].鄭翔.南方農機.2017（20）

[5]路橋工程混凝土施工技術[J].李喜國.建筑技術開發(fā).2016（06）

[6]路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].吳平.居業(yè).2017（02）

[7]路橋施工中的鋼纖維混凝土施工技術標準[J].荊志強.中國標準化.2016（13）

[8]鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程施工中的實踐[J].姚文龍.低碳世界.2016（17）.