道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用

曾海寧

（山東華邦建設集團有限公司， 山東 濰坊 262500）

1 鋼纖維混凝土概念

作為一種混凝土材料的升級，鋼纖維混凝土主要是鋼纖維和混凝土結合形成的一種新材料。混凝土結構容易在受到外界荷載擠壓而出現變形的問題，對后期道路橋梁的使用和維護會產生一定的不良影響。通過在混凝土中融入鋼纖維可以將凝固后的混凝土強度、延展性顯著提升，有助于提升混凝土結構整體質量。在混凝土結構中融入不同的鋼纖維能夠得到不同的結果，無論是強度還是硬度都會存在一定差異性。通常可以在混凝土結構中加入切斷型鋼纖維（圖1）、剪切型鋼纖維（圖2）、銑削型鋼纖維和熔抽型鋼纖維，不同鋼纖維的特點存在一定的差別，比如切斷型鋼纖維的原料主要為小直徑冷拔鋼絲，切斷鋼絲后將其融入到混凝土結構中，從而將混凝土結構的抗拉強度顯著提升，加工中主要使用切刀、沖床等設備[1]。

圖1 切斷型鋼纖維

圖2 剪切型鋼纖維

2 鋼纖維混凝土特點

相比于傳統普通的混凝土結構，鋼纖維材料的加入能夠形成一種新型復合材料，這種新型鋼纖維混凝土材料有著更強的抗外界沖擊力和抗裂性能，能夠有效減少傳統道路橋梁混凝土結構裂縫發生概率。可見，在道路橋梁工程項目中，鋼纖維混凝土技術有著良好的特點和應用價值。具體來講，其特點主要體現在強度高、抗裂性好、抗沖擊能力強等方面[2]。

2.1 強度較高

很多道路橋梁出現的嚴重裂縫問題都是由于混凝土缺乏足夠高的強度、延展性有待進一步提升?，F代道路橋梁建設規模不斷擴大，結構功能逐漸增多，傳統的普通混凝土材料已經難以充分滿足工程要求。相比于傳統的混凝土結構，鋼纖維混凝土有著更高的強度。鋼纖維混凝土是一種混合材料，融合應用了混凝土材料和短鋼纖維。相比于傳統混凝土，鋼纖維混凝土在同等重量貨物下的抗變形作用更強。通過對實際應用情況進行分析可知，在道路橋梁中應用鋼纖維混凝土結構可以將結構裂縫出現的概率大大降低。不過該技術雖然能夠顯著提升道路橋梁的強度，但是也會大大增加橋梁自身的重量[3]。

2.2 抗裂性好

在普通混凝土材料中混合一定數量的短鋼纖維材料后制備而成的鋼纖維混凝土材料雖然有著更重的質量，但是有助于道路橋梁裂縫問題、變形問題的控制。如今道路橋梁需要承受比以往更多的車輛和負重，如果車輛荷載較大很可能引發交通安全事故。加上車輛數量的增多，導致道路橋梁變形問題也逐漸增加。鋼纖維混凝土材料在改善變形、裂縫等問題上能夠發揮良好的作用，其具備優良的抗裂性能，有助于提高道路橋梁的整體穩定性，有助于延長路橋使用壽命，可以提升工程整體質量安全。

2.3 抗外界沖擊能力強

鋼纖維混凝土比傳統混凝土的抗沖擊能力和抗壓能力更強。通過相關研究可知，按照2%含量控制短鋼纖維得到的鋼纖維混凝土的抗沖擊能力是普通混凝土的50倍，這對道路橋梁整體結構的抗沖擊能力有很大的提升。在地震等自然災害發生時，道路橋梁的抗沖擊能力更強，如果沒有鋼纖維的輔助，道路橋梁很可能會發生裂縫、破損甚至坍塌?？梢?，鋼纖維混凝土在提升道路橋梁結構整體抗沖擊能力和抗壓能力方面效果顯著，有助于提升路橋整體性能[4]。

3 鋼纖維混凝土技術的應用

3.1 橋面鋪裝

在橋面鋪裝中應用鋼纖維混凝土技術不但可以保證橋梁整體結構性能、降低出現裂縫的概率，還能夠全面延長路面的使用壽命和效果。當前很多施工單位都開始在路橋橋面鋪裝中應用該技術。工作人員要以實際需求為基礎做好工程項目的相關分析，要加強原材料質量的檢測分析，對于不合格品堅決不得使用。為了保證道路橋梁橋面鋪裝效果，工作人員要按照相關規范做好鋼纖維的控制，避免施工中暴露鋼纖維材料，提升橋面平整度。

3.2 橋墩及樁結構加固

在橋墩和樁結構加固方面可以充分發揮出鋼纖維混凝土技術的優勢，可以在減輕橋墩重量的同時提高橋墩結構整體性能，避免發生結構脫落的現象。施工技術人員要根據情況合理分類并且合理選擇鋼纖維材料，通常在橋墩加固作業中選用的是剪切鋼纖維或者削切鋼纖維材料。這兩種材料在橋墩牢固性提升、抗震效果優化方面都發揮出明顯的優勢。相關施工人員需要高度重視樁結構施工中鋼纖維外露的問題，如果發現這些問題要立即捶打，將橋墩和樁基礎的表面平整度和穩定性盡可能地提高，實現樁結構效果強化的目的[5]。

3.3 隧道和邊坡防護

道路橋梁工程長期暴露在自然環境中，其結構穩定性通常會受到周圍環境的影響，如果周圍環境條件不好，那么需要在建設期間充分保護好結構和周圍環境，在提升道路橋梁建設質量的同時盡量將隧道和邊坡防護效果提升，避免發生滑坡等問題。將鋼纖維混凝土技術應用于隧道結構和邊坡防護中可以有效應對內外應力產生的影響，有助于提升隧道工程的整體施工質量。在具體實踐中，施工人員要對隧道內外應力變化加強重視，將混凝土澆筑厚度準確地計算出來，并且按照規定合理使用鋼纖維混凝土材料，強化路橋穩定性。

3.4 路面施工

單層施工、兩層施工是路面施工常用的兩種施工方式。兩層施工方式主要是在鋪裝道路橋梁路面過程中中間層采用傳統混凝土材料，在道路頂層和底層鋪裝鋼纖維混凝土，在保證工程建設質量的同時，將施工成本最大程度地降低，穩步提升路面穩定性，將路面開裂發生的概率大大降低?？梢?，兩層法比單層法需要投入更多的資金和鋼纖維材料。這兩種方法都已經廣泛地應用于很多道路橋梁工程當中。有的工程項目為了將道路橋梁主體結構穩定性提升，還會在路面碾壓施工中增加一些鋼纖維[6]。

3.5 防凍和路面修復

很多道路橋梁經過長期使用會出現開裂、凹陷等不同類型的病害，在路面修復中應用鋼纖維混凝土材料可以快速修復凹陷、開裂等問題，有助于路面穩定性的提升。施工人員在實際修復路面過程中要以病害實際情況做好材料的確定，然后開展修復作業。通過使用鋼纖維混凝土，還可以大大提升路面抗凍性能和熱傳導率，達到一定的防凍效果。

4 鋼纖維混凝土技術應用注意事項

4.1 遵循連貫性原則

為了保證鋼纖維混凝土澆筑效果要盡量連續施工，預防出現鋼纖維和混凝土分裂的情況。為此，工作人員要堅持連續施工原則，保證鋼纖維和混凝土材料的充分結合。在振搗中，還要增加鋼纖維混凝土密實度，通?？梢允褂闷桨逭駬v器振搗。在完成鋪裝后，為了保證主體結構美觀性還可以覆蓋膜[7]。

4.2 原材料控制

（1）合理選擇水泥材料。普通硅酸鹽水泥是道路橋梁建設中最為常用的水泥材料。當前公路橋梁中已經廣泛地應用鋼纖維混凝土材料，因其有著更好的性能，可以實現主體結構抗壓強度和耐磨性提升的效果。在選擇水泥時，要注意控制水泥水化熱，盡量選擇低水化熱水泥。同時，要盡量選用同一生產廠家的水泥材料，盡量避免更換，影響材料性能。

（2）合理選擇水和外摻劑。技術人員在制作鋼纖維混凝土過程中要嚴格控制水量，通常按照130～180kg/m3的范圍控制水量，按照0.4～0.55的范圍控制水灰比。此外，在其他施工環節中工作人員還可以適當使用早強劑、減水劑等外加劑，確保鋼纖維混凝土材料質量能夠滿足標準要求，提升鋼纖維材料的綜合性能。

（3）合理配置鋼纖維混凝土材料。在制作鋼纖維混凝土材料過程中，技術人員要以實際情況為基礎做好各項配比參數的確定，可以通過試驗確定最佳配比。通常需要計算適配抗壓強度數據，按照0.4～0.55的范圍控制水灰比。在計算實際鋼纖維體積率時，要按照規定執行材料抗折強度等數據參數，通常按照1.0%～1.5%的范圍控制抗折強度。在經過驗證試驗達標后，可以正式投入生產[8]。

5 結束語

在道路橋梁中應用鋼纖維混凝土技術，可以提升工程使用壽命、整體質量安全，還可以節省成本。相關工作者要進一步改革創新，積極改進鋼纖維混凝土施工技術，提升技術水平，優化施工效果，切實發揮出鋼纖維混凝土材料的價值。