淺談公路橋梁施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用

摘要：隨著城市化進程的不斷加深，公路和橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的步伐也日益加快。這就對建筑材料的要求也越來越高。鋼纖維混凝土因其有較好的韌性，抗沖擊、抗疲勞性，以及維修費用減低，壽命延長等優(yōu)點開始在道路路面、橋梁結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：路橋施工；鋼纖維混凝土；技術(shù)；應(yīng)用

由一種纖維性材料和顆粒型材料混合成的復(fù)合材料即剛纖維混凝土。因為其中添加了鋼纖維，所以原本具有脆性的材料成為了具有韌性的鋼纖維增強水泥基復(fù)合材料。本文將對公路橋梁施工中的鋼纖維混凝土技術(shù)及其應(yīng)用進行分析與闡述。

1、公路橋梁施工中鋼纖維混凝土原料的配比

1.1水泥的選擇

在公路橋梁施工中，一般選用普通硅酸鹽水泥或者硅酸鹽水泥。由于鋼纖維混凝土的厚度小且施工條件復(fù)雜，因此用于鋪設(shè)路面的混凝土應(yīng)選擇縮性小、強度高、抗磨與抗凍性能好的水泥。

1.2水與外摻劑

與普通混凝土一樣，鋼纖維混凝土一般選用飲用水，混凝土的用水量約是130-180kg/msup3;，為了確?；炷聊芫邆漭^高的強度及密實度，水灰比以0.4-0.55為宜，如果水灰比較低，則混凝土的和易性差，這種情況應(yīng)增加減水劑或者塑化劑。為了確保路面能夠按時竣工，可以在混凝土中加入適量的早強劑，并通過加氣劑來增強混凝土的抗凍性。

1.3鋼纖維混凝土施工技術(shù)的配合比

為了保障路面工程的順利完工，鋼纖維混凝土的配合比設(shè)計應(yīng)符合鋼纖維混凝土的配合比設(shè)計，也就是在應(yīng)用的鋼纖維混凝土設(shè)計比例中，以其抗折強度作為重要指標，以提高鋼纖維混凝土的應(yīng)用技術(shù)，例如鋼纖維的長徑比、鋼纖維摻入量、水泥標號和水灰比等，通過對主要因素的優(yōu)化調(diào)整，能有效提高鋼纖維的應(yīng)用。

2、公路橋梁施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)

2.1攪拌技術(shù)

攪拌是為了確保鋼纖維混凝土在混凝土基體中能夠能夠均勻分布的重要手段。因此，在鋼纖維混凝土的路面施工中應(yīng)采取機械攪拌手段，一般選取反錐式或者強制式攪拌機。為了確保鋼纖維混凝土能夠均勻攪拌，投料應(yīng)按照一定順序：水泥--粗集料—鋼纖維，其中纖維應(yīng)分三次分別投入，并干拌均勻后再加水，一般攪拌時間為2-3分鐘。

2.2澆注和振搗

在澆注鋼纖維混凝土?xí)r，要確保澆注接頭不明顯且澆注要持續(xù)進行。為保證鋼纖維的二維分布，最好選擇平板振動器振搗成型。當選用振搗棒時，為確保邊角的混凝土嚴密，最好將鋼纖維呈縱向條狀集束排列，這樣便于抵抗板體的收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力和荷載之間的傳遞。

2.3運料問題

鋼纖維混凝土的運輸一般是翻斗車、自卸運輸車或者手推車。由于鋼纖維混凝土在運輸過程中會產(chǎn)生振動現(xiàn)象，鋼纖維可能產(chǎn)生下沉，導(dǎo)致坍落或氣量損失等問題，鋼纖維混凝土就會變得不均勻。所以，選擇鋼纖維混凝土的攪拌場地很重要，一般是在能夠盡量縮短運輸距離的地點，還要選擇適合的自卸運輸車輛，這樣才能保證澆筑時的卸料高度符合標準，保證混凝土在卸料的過程中不會發(fā)生離析現(xiàn)象。同時，宜注意運輸時的溫度，避免造成混凝土的施工和易性下降。

2.4鋼纖維的表面處理

為了避免鋼纖維外露或者伸出表面，而保證行人及車輛的安全，應(yīng)該在正平鋼纖維混凝土表面時以凸棱的金屬壓滾等方法，將外翻或者豎起的鋼纖維平整。在抹面及壓紋時也應(yīng)注意不要將鋼纖維帶出，已經(jīng)抹平的表面應(yīng)在初凝之前進行拉毛與壓紋處理，一般采取壓滾及刷子，切忌不能用住掃帚。路面切縫處理中，應(yīng)以割縫機所割出的要求深度為槽口，且注意掌握割槽時間，不能過早或者過遲，只有這樣才能保持鋼纖維的抗拉性、抗裂能力、抗收縮能力良好。

3、公路橋梁施工中的鋼纖維混凝土應(yīng)用

3.1新建復(fù)合型鋼纖維混凝土路面

復(fù)合型混凝土路面可分為雙層式或者三層式。雙層式路面的結(jié)構(gòu)是在整個路面厚度的上層約40%-60%處鋪設(shè)鋼纖維混凝土。三層式復(fù)合路面則是在路面的上下兩層分別采用鋼纖維混凝土層，中間則鋪設(shè)普通的混凝土，這種方式雖然施工復(fù)雜，但是結(jié)構(gòu)更加合理。一般三層式的復(fù)合路面適合在機械化條件較高的地區(qū)應(yīng)用。

3.2橋梁表面的鋪設(shè)

鋼纖維混凝土由于具有良好的抗沖擊性，其纖維在鋼纖維混凝土中的摻雜量為百分之零點八到百分之二的時候，它的沖韌性較一般混凝土的抗裂和抗疲勞性也會提高五十到一百倍甚至更高，從而使得橋面更加堅固。因此，采用鋼纖維混凝土鋪裝橋面，一方面可以增強橋面的抗裂性、耐久性和提高舒適性能；另一方面可以增強橋梁抗折強度、增加橋梁本身剛度、減少鋪裝厚度、降低結(jié)構(gòu)自重，并改善橋梁受力狀況。另外，采用鋼纖維混凝土和橡膠瀝青混凝土復(fù)合的雙層橋面也是一種維護橋梁的有效措施。

3.3路橋“罩面”的應(yīng)用

鋼纖維混凝土具備很好的阻止和抑制因溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生與擴展的能力。因此，舊混凝土路面損壞時可采用鋼纖維混凝土鋪筑罩面層來保護路面。鋼纖維混凝土罩面分結(jié)合式、直接式、分離式三種結(jié)合。結(jié)合式罩面面層與舊混凝土相互粘結(jié)為一整體，共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)的整體強度作用。分離式罩面層與舊混凝土不粘結(jié)，而是中間設(shè)置一個隔離層，各層獨立發(fā)揮作用。直接式是直接在舊水泥混凝土面層上加鋪鋼纖維混凝土罩面層。一般用于損壞較輕微的舊水泥混凝土路面。在公路和城市道路中，路面破壞一般比較嚴重，經(jīng)常有拆除重做的現(xiàn)象，然而相比之下，在原有水泥路面上做鋼纖維混凝土“罩面”會更為經(jīng)濟、合理、有效。

3.4局部加固應(yīng)用

對于橋梁在使用中容易產(chǎn)生橋梁墩臺或橋面板裂縫等問題，可采取轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機噴射5—20cm的鋼纖維混凝土，這樣就能保證橋梁的結(jié)構(gòu)完整且具備很好的抗震性。尤其在一些地質(zhì)不好的地區(qū)，可以選用普通的混凝土支護，然后將鋼纖維混凝土噴射，能夠起到加固橋梁的作用?；蛘呷繃娚淅w維混凝土支護，也能有效的加固橋梁。但是全部采用鋼纖維混凝土雖然對橋梁加固起很大作用，卻增加了使用鋼纖維混凝土的成本，同時其經(jīng)濟效益就會有所下降。所以，在選擇時應(yīng)充分考慮各方面因素，以保證成本與經(jīng)濟利益的均衡。

3.5鋼筋混凝土樁的加強

通過鋼筋混凝土對其樁頂?shù)木植窟M行加強，提高樁的穿透性，并減少錘擊次數(shù)、提高打擊速度。一般在樁頂及樁尖部位選擇鋼纖維混凝土，能加大樁頂?shù)目箾_擊韌性，以防止樁頂在進入一定深度時出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，并能有效提高樁尖的入土能力。在樁身部分，也可以采取預(yù)應(yīng)力或者非預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土，如果需采用全斷面的鋼纖維混凝土，可根據(jù)實際施工與經(jīng)濟效益而定。

由上可見，鋼纖維混凝土具有特殊的優(yōu)越性，改善了普通混凝土的物理、力學(xué)性能，但是由于在路橋施工中鋼纖維技術(shù)的應(yīng)用中成本較高，并無法廣泛對路橋工程加以使用。因此，如何降低成本，且建立和完善生產(chǎn)、施工程序，構(gòu)建合理的結(jié)構(gòu)理論體系等，將是今后研究的主要問題。

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作者簡介

姓名：石亞琴，性別：女學(xué)歷：本科，出生年月：1975年1月生，

籍貫：江蘇南京，職稱：工程師，研究方向：公路方向