路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用分析

王貴財

（山東省棗莊市公路管理局應急搶險中心，山東 棗莊 277100）

1 鋼纖維混凝土的施工技術以及具有的種種優勢

所謂的鋼纖維混凝土技術其實指的就是在道路橋梁的施工過程中，為了能夠進一步增強混凝土的強度、承載力以及拉伸力等方面的特性，普通的混凝土當中按照一定比例混入的鋼纖維，從而形成下新型水泥不論是在強度、承載力還是拉伸力等方面均優于傳統的混凝土。最早對鋼纖維混凝土進行應用的實在19 世紀末期的美國，但隨著發展與社會時代的進步，如今此項技術已經越發的成熟與完善，并且與傳統的水泥混凝土相比較而言，鋼纖維混凝土在力學方面以及其他方面均有著非常巨大的優勢。具體呈現出的優勢如下所述：

1.1 對比傳統混凝土材料鋼纖維混凝土的強度與重量比值明顯升高

使用鋼纖維混凝土技術應用在路橋施工的過程中，路橋的路面厚度與普通混凝土的厚度之比為1：2。并且鋼纖維在道路鋪設的過程中只需要對道路設置橫縫即可，并不需要再對其設計縱縫。在橫縫設計過程中，橫縫距離一般為30cm或者是20cm 即可。通過應用鋼纖維結構能夠在很大程度上提升路面的拉伸能力以及抵抗沖擊的能力，最終對整個路橋的施工質量起著非常高的促進作用。

1.2 鋼纖維混凝土結構在抗壓、抗沖擊力以及抗彎、抗拉等方面均有顯著的提升

鋼纖維混凝土結構在施工過程中的混凝土分布相對較為短，并且具有不連續性，呈現出亂向分散的形態。在這種情況之下，使用如此分布能夠非常有效地提升鋼纖維的抗壓、抗沖擊力以及抗彎、抗拉等方面的能力。根據相關研究調查以及實際檢測的最終結果顯示，使用鋼纖維混凝土結構對比傳統單軸混凝土結構在抗拉極限強度上高出1.25 ～1.5 倍。在抗彎極限的測量過程中高出普通混凝土的1.5 ～2.5 倍之多。抗沖擊的韌性指標更是高出普通混凝土50 倍之多，甚至可能會高出100 倍。而在實際的應用過程中只需要在混凝土當中添加大約為0.8%～2.1%的鋼纖維即可獲得以上諸多方面的提升，可見僅僅需要消耗較小的鋼纖維，便能夠獲得顯著的提升。

1.3 明顯減小路橋的日常損耗，增大路橋的使用壽命

在路橋的正常使用過程當中，路橋的損耗一般是來自于正常磨損，開裂或者是超過極限值等方面。而在應用于鋼纖維混凝土技術之后建造出來的路橋能夠在以下幾方面當中有著非常明顯的優勢：

（1）能夠有更好的伸縮性，采用鋼纖維混凝土施工技術能夠獲得更高的抗拉性，并且根據有關研究得出，使用鋼纖維混凝土技術在收縮率方面上相比傳統混凝土降低了15%～35%。

（2）能夠有更好的抗剪性能，在實際的剪切試驗研究過程中，根據實驗數據的最終結果表面鋼纖維混凝土在抗剪性方面高出普通混凝土非常多，尤其對于其承載強度更是達到500 ～900MPa。

（3）擁有更強的耐磨以及抗凍能力，因為鋼纖維由于材料本身便具備隨著溫度的變化而會產生較強的伸縮能力，因此鋼纖維在應用于混凝土當中，使得鋼纖維混凝土也具備良好的阻止以及抑制溫度變化的性能，同時對于路橋的擴張以及斷裂等現象也有很強的抑制作用。

2 鋼纖維混凝土在路橋施工過程中具有的施工應用要領

2.1 鋼纖維與混凝土之間的配合比問題

鋼纖維與混凝土之間的配比主要是根路橋的抗彎強度設計值、道路路面的厚度以及鋼纖維混凝土抗折強度設計值等確定下來的，在實際的應用過程中，通常以以下公式來對其進行詳細的計算。

素混凝土抗折強度的設計值X（1+鋼纖維長徑比X 鋼纖維體積率X 鋼纖維對著強度系數）。一般情況下在施工過程中都會使用上述公式來詳細的計算鋼纖維與混凝土之間的配合比問題。根據上述公式可以看出，鋼纖維混凝土的配合過程中與鋼纖維體積率、素混凝土水灰之比以及澆筑范圍和最后的鋼纖維具有的強度系數等有非常密切的關系。而最終的確定則是需要通過以上計算的最終結果在加上對拌合物性能進一步測試確定出來的。

2.2 鋼纖維的投放于鋼纖維混凝土的攪拌工作

在鋼纖維的投放過程中，應當使用先干后濕的分散式投放方法，使用這種方法的主要目的是為了能夠防止在攪拌過程中出現結團的現象。另外，在投放前，鋼纖維應當首先于細骨料攪拌均勻后再通過震動篩分經過篩分之后再投放到素混凝土當中。鋼筋混凝土攪拌的過程中必須要按照一定的投放工藝進行投放攪拌，必須要嚴格地按照分級投料的思想進行后續工作。只有確保好每一級都攪拌均勻之后再投入下一級的材料，最終確保整個鋼纖維材料混合均勻，并且還能夠防止出現鋼纖維結團等現象。最后，對攪拌機也有一定的要求，在整個攪拌的過程中，要想達到更好的攪拌效果就必須要在攪拌過程中選用目前較為先進的設備儀器，只有保證儀器先進，最終才能夠確保鋼纖維在攪拌過程中有最好的攪拌效果以及對攪拌機的利用率達到最大。

2.3 鋼纖維混凝土的鋪裝

（1）路面與橋面部分。路面與橋面在施工的過程中，鋼纖維在鋼纖維混凝土的摻拌量應當為0.8%～1.2%左右。因為在這個比例之內既能夠保證路面或者是橋面具有高強度的耐久性以及抗裂性，同時還具備良好的舒適性，以及對道路橋梁的強度也有很大程度的提升作用。在對實際應用過程中，經過研究發現路面的耐磨性能往往與鋼纖維混凝土與橡膠瀝青混凝土二者進行復合使用。應用于這一點方法能夠在原來的基礎上進一步提升路面的耐磨性能，當然這也是增強橋梁彎折強度的根本有效手段之一。

（2）橋梁部分。對于鋼纖維混凝土材料在橋梁部分上的應用主要可以分成以下兩部分即橋梁墩臺以及橋梁上部。首先，對于橋梁上部來說，使用鋼纖維混凝土材料來作為主梁或者是應用于幾種區域，從而使得對橋梁的整體受力性能以及結構變形等性能有非常高的提升，另外，還能夠減輕自重，同時因為橋梁結構具備高度的跨度因此進一步滿足了如今城市發展中人們對橋梁的美觀大方等方面的要求。其次，對于橋梁墩臺部分，在這部分使用鋼纖維混凝土材料之后能夠在很大程度上減少了自身重量以及材料的重量，從而進一步減少了橋梁墩臺的數量，因此能夠在很大程度上降低整體橋梁的造價。另外，在應用于鋼纖維混凝土結構的過程中，還能夠非常有效地防止僑聯頓臺上出現的表面脫落以及墩臺出現裂縫等問題。

（3）對土樁部分增強的效果。在實際的生產應用過程當中，一般會將土樁的樁頂以及樁尖等部位使用鋼纖維混凝土結構進行施工工作，如此一來，就能夠在整體上減少使用鋼纖維混凝土而進行的全面澆筑，這樣一來，就能夠在很大程度上降低建造的成本。而在土樁以及樁尖等部位使用鋼纖維混凝土施工技術后不僅能夠在很大程度上增強樁頂的韌性以及抗沖擊的能力，同時還能夠避免因為樁頂在打入設計過沉重出現的裂縫以及破裂等現象。最后，對于樁尖部分能夠極大地提升樁尖入土的能力，從而進一步提升了打擊的速度。對于樁身部分在出于經濟角度的考慮下沒有必要非得使用鋼纖維混凝土施工技術。對于這方面可以使用非預應力或者是預應力的鋼筋混凝土即可。而如果是建造預算考慮充足的情況下，也可以全身使用鋼纖維混凝土進行全斷面整體澆筑的混凝土土樁。具體情況還需要具體考慮。

3 結語

鋼纖維混凝土技術自從誕生以來，發展到如今技術已經成熟，并且應用越來越廣泛，如今已經被廣泛的應用于城市高層建筑、路橋建設、隧道建設以及機場跑道等方面的工程建設當中，并且如今已經取得了非常不錯的社會效益和經濟效益。這項鋼纖維混凝土技術在應用于路橋施工的過程中，不僅能夠降低了道路的建設成本，同時對于質量有非常高層面的提升。相信此技術會為后續的科學化與現代化技術發展起到更加有利的促進作用。