道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用

李洪柏

（吉林省至臻項目管理有限公司，吉林 長春 130600）

鋼纖維混凝土是一種新型的土建結構材料，其基本性能和良好的抗折、抗沖擊、抗壓等性能，由此將能夠使得其在道路、橋梁建設中發揮良好作用。在道路路面、橋梁路面、道橋局部加固等方面，采用鋼纖維混凝土技術將能夠改善傳統混凝土施工建設過程中低穩定性、材料耗費高等問題?，F如今，鋼纖維混凝土技術在道路橋梁施工中的應用越加頻繁，其能夠有效改善傳統混凝土建設過程中的強度低、穩定性差等問題，進而為促進我國交通事業的可持續性發展奠定良好基礎。

一、鋼纖維混凝土概念

鋼纖維混凝土是一種新型的混凝土結構，它是由鋼纖維與混凝土混合而成?；炷两Y構在承受外部載荷的作用下，易發生變形問題，這將對以后的道路橋梁的使用和維修都有極大的影響。混凝土中加入鋼纖維能明顯提高混凝土的強度和延展性，從而提高混凝土的整體質量。除此之外，在混凝土中加入不同的鋼種，其強度和硬度也將會產生一定的差異性。一般情況下，切割型鋼纖維、剪切型鋼纖維、銑削型鋼纖維、熔抽型鋼纖維等鋼纖維的特性都有差異，例如，切割型鋼纖維的原材料是一種較小的冷拔鋼絲，切割后將其與混凝土結合，將能夠大大提高混凝土的抗拉強度。

二、鋼纖維混凝土特點

1.強度較高

許多道路橋梁的裂縫問題，主要是因為混凝土強度不夠，延展性還需要進一步提高。隨著現代社會經濟發展對道路橋梁施工建設的穩定性以及荷載要求，交通流量的劇增也將對道路橋梁的穩固性和抗壓力提出了更高的要求?，F如今，道路橋梁的結構功能日益豐富，常規的混凝土材料已難以適應現代化交通運輸的需求。鋼纖維混凝土與普通混凝土結構相比具有較高的強度。鋼纖維混凝土是將混凝土與短鋼纖維板結合而成的一種新型復合材料。與常規混凝土相比，在相同重量的情況下，鋼纖維混凝土具有更好的抗拉強度。通過對實際使用的分析，發現采用鋼纖維混凝土結構在道路橋梁中的應用，可以極大地減少結構裂縫的發生。不過這種技術在提高道路橋梁強度的同時，也會讓橋梁本身的重量大幅增加。

2.抗裂性好

在普通混凝土中摻入少量的短鋼纖維材料，其重量較輕，但對控制道路橋梁的裂縫和變形問題具有重要意義。目前，道路橋梁所承載的車輛數量和重量都要比以前大得多，如果車輛負載過大，將極易發生交通事故。同時，隨著私家車數量的不斷增長，道路橋梁的變形問題也日益嚴重。鋼纖維混凝土在改善路面變形、裂縫等方面具有很好的效果，其具有較好的抗裂能力，對改善道路橋梁的整體穩定性、延長其使用壽命、提高工程的整體質量和安全性具有重要意義。

3.抗外界沖擊能力強

鋼纖維混凝土具有較好的抗沖擊性和抗壓性。根據有關研究結果，采用2%的短鋼纖維時可以使道路橋梁的抗撞性提高50倍，從而極大地提高道路橋梁的抗震性能。在發生地震和其他自然災害時，道路橋梁的抗震性也能夠由于內部鋼纖維的作用而增強。而在沒有鋼纖維支撐的情況下，將極易出現裂縫、破損甚至坍塌。結果表明，鋼纖維混凝土對提高道路橋梁的整體抗沖擊、抗壓性能具有明顯的作用，并且對提高道路橋梁的綜合性能具有重要意義[1]。

三、鋼纖維混凝土要求及配比

1.鋼纖維混凝土路面施工的要求

在道路橋梁工程施工中，混凝土的固化速率非常高，因此，在澆筑、鋪裝等工序中，應加強施工質量的管理與控制。在道路養護過程中，可以采用噴灑法施工，從而進一步改善道路質量管理的效果。在鋪裝工序中，為了使其充分發揮其作用，應選用合理的防滑結構。另外，鋼纖維混凝土的尺寸也要嚴格控制在6米到10米之間，一般情況下，鋼板的最大尺寸都要達到8米*12米，如果在施工中添加太多的鋼纖維，就需要考慮到尺寸的問題。

2.鋼纖維混凝土原材料的配比

2.1 對水泥的選擇提出的要求

普通硅酸鹽水泥是目前廣泛使用的建筑材料，在以往道路、橋梁工程中得到了廣泛采用。近幾年，鋼纖維材料在道路橋梁工程中的應用越來越廣泛，從而促進道路橋梁整體強度的提高。目前國內道路橋梁工程中，采用鋼纖維混凝土進行鋪層施工，可以顯著降低鋪層的厚度，而且其強度和抗凍性、抗壓強度、耐磨性等指標都得到了較大程度上的提高，這將能夠有效延長道路橋梁的使用壽命。

2.2 對選擇外摻劑和水的要求

在鋼纖維混凝土生產工藝中，控制水量是最基本的要求，在加入水時要按130kg/m～180kg/m的標準進行添加，保證水灰比例在0.4～0.55之間。除此之外，還應確保鋼纖維混凝土在施工過程中的質量，并在其中添加一定數量的外加劑，以改善道路橋梁的整體力學性能，進而使其整體的穩定性和安全性能夠得到優化提升。

2.3 對鋼纖維混凝土施工技術的配合比要求

與其它普通混凝土材料相同，混凝土的配比參數需要嚴格按照規范執行。通常的計算方法是：第一，根據設計參數、強度、施工質量等因素，最終確定各種參數，如抗折強度、試配抗壓強度等；第二，需要確定水灰比的參數。試驗結果表明，混凝土強度、水灰比等參數均應控制在0.45～0.50之間；第三，明確每一容積混凝土應添加多少水，其測定方法以實驗方法為主；第四，在鋼纖維體積比計算時，應以規定的材料彎曲強度為先決條件，通常應控制在1%～1.5%之間；第五，依據實驗數據來確定含沙量的參數，同時，還需要對材料的種類、水灰比等因素進行分析，得出1.1%～1.6%的適宜值；第六，根據混凝土的配比參數，對混凝土混合特性進行測試，并根據實際施工條件進行相應的調整[2]。

四、鋼纖維混凝土技術施工要點

1.施工材料選擇要點

鋼纖維混凝土按制造材料可分為四類：剪力鋼纖維混凝土、銑削鋼纖維混凝土、熔抽鋼纖維混凝土和切割鋼纖維混凝土。不同的鋼纖維混凝土具有各自的專業技術，適合于不同的建設工程。所以，在選擇何種施工工藝之前，需要對施工場地進行細致、全面的調查。一般的環境條件有：地下水分布、氣候變化特征、地質構造成分等。然后根據施工場地的具體情況，結合工程自身的實際需要，科學、合理地選擇適合于鋼纖維混凝土的施工工藝。直到施工工藝確定后，施工單位應當參考這一技術的特定要求，購買具有相應性能指標的建筑材料，從而充分保證鋼纖維混凝土施工技術在道路橋梁工程中的應用，并對整個道路橋梁工程的施工質量進行控制。在保證道路橋梁施工質量的前提下，建筑企業應盡量減少建筑材料的采購費用。

2.開工前的準備工作

在修建道路、橋梁的時候，建設單位需要對設計圖紙有一定的了解，還要對各種施工材料、機械、材料選擇的數量、質量、設備的完好性、以及在開工前的調試工作進行檢查。同時，對施工中使用的短纖維、普通混凝土等材料進行質量和數量的檢驗，不合格要實行清理處理，由此確保入場材料能夠契合質量指標，以此更好地確保道路橋梁的施工安全。除此之外，還需要對工人進行培訓，以此防止施工建設過程中出現安全施工問題。

3.鋼纖維混凝土澆筑

在道路和橋梁上澆筑鋼纖維混凝土時，要注意澆筑的連續性，以確保澆筑的質量。同時，還需要用平板振動器對路面和橋梁進行振動，以確保道路和橋梁之間不會有任何的裂縫，最后，在路面和橋梁上進行平整，并將裸露在外的短鋼纖維壓縮到道路或橋梁上，從而延長道路或橋梁的運行使用壽命。

4.攪拌和運輸要點

在鋼纖維混凝土生產中，攪拌環節是非常關鍵的一環，其質量好壞將直接影響其使用性能。所以，在攪拌時，相關施工人員需要嚴格按照施工技術規范和技術要求進行操作。由于鋼纖維混凝土本身就是一種混凝土，因此，在攪拌的時候，工人需要將各種材料的配比進行科學的調整。而在鋼纖維混凝土的運輸中，最常見的就是水泥罐車。但是，為避免在運輸中發生鋼纖維混凝土的劣化，有關的運輸人員應注意兩個方面。第一，不要改變車輛的速度，在整個運輸過程中，都要盡可能的保證車輛的速度和行進穩定性。第二，還需要對鋼纖維混凝土的攪拌溫度進行適當的控制，同時還需要實現對攪拌速度的有效控制。

五、鋼纖維混凝土在道路工程施工中的應用

1.碾壓鋼纖維混凝土路面

碾壓鋼纖維混凝土主要是以瀝青為原料，在路面上鋪上干燥的混凝土，再進行碾壓，使其具有較高的強度。這種方法可以有效地提高混凝土的硬度，但其難點是要確保其平整性，所以在施工中要特別重視。

2.全截面鋼纖維混凝土路面

選用這種工藝進行道路路面的建設，其厚度可約為普通路面的50%，而在混凝土中摻入的鋼纖維比例為0.8%～1.2%。另外，采用此技術施工的雙層路面，一般不存在縱向裂縫問題，但要合理地確定裂縫間距。在施工時，往往采用多車道進行鋪裝，不需設置縱向裂縫，但橫向裂縫應確保橫向間距不大于45m。一般條件下，以35m為宜。比起一般的混凝土澆筑，這種混凝土路面要厚實得多[3]。

3.鋼纖維混凝土罩面

鋼纖維混凝土罩面的作用是修復受損的道路，而罩面則按具體情況分為多種類型，直接罩面是指在道路破損程度不大的地方，在施工時，將鋼纖維混凝土直接鋪在破損的路面上，從而建設鋼纖維混凝土罩面。而分體鋼纖維混凝土罩面層，就是在破損的道路上鋪一層隔離層，然后再鋪上鋼纖維混凝土，以確保鋼纖維混凝土與路面之間不會有任何的接觸，由此既可以確保鋼纖維混凝土的強度，又不會對路面造成破壞，從而使其更好地發揮其應有的功能。復合混凝土是將原來的水泥路面與鋼纖維混凝土路面有效地結合起來，使兩者能起到協同作用。

4.路面修復和防凍

在部分道路項目通車后，由于各種因素的作用，導致路面產生裂縫和不規則的凹坑，這就要求道路建設人員對其進行及時的維修。而采用鋼纖維混凝土作為修補材料，對道路結構的加固效果明顯。然而，在選用鋼纖維混凝土技術進行路面結構修補時，需要嚴格控制混凝土的體積比，以保證其容積比大于1.8%。由于路面在使用中受到雨、雪、溫度等因素的影響，導致部分路面的濕氣無法在短時間內迅速擴散，因此，鋼纖維混凝土可以有效地提高路面的導熱系數，提高路面的抗凍性。

5.復合式鋼纖維混凝土路面

復合鋼纖維混凝土路面一般可分成兩類，即雙層和三層。兩種材料在不同的位置上存在著較大的差別。普通的雙層鋪裝方式，在確定鋪筑位置和鋪筑距離時，應充分考慮其厚度百分數。而三層結構的混凝土層則是從下往上的鋼纖維混凝土層、普通混凝土層和鋼纖維混凝土層。從施工條件、施工環境等方面看，三層鋪裝施工工藝和工序較為復雜，對施工工藝的要求也較高。

六、鋼纖維混凝土技術在橋梁工程施工中的應用

1.橋面鋪裝

將鋼纖維混凝土施工技術應用于橋面鋪裝，不僅能確保整體結構性能，降低裂縫發生的幾率，而且能充分地提高路面的使用壽命，提高其使用效果。目前已有不少建設單位將這種技術用于道路橋梁的橋面鋪裝。工作人員應根據實際需要，做好有關工程項目的分析，加強對原材料的檢驗和分析，嚴禁使用不合格產品。為了有效確保路面橋面的鋪設質量，工作人員應嚴格按有關規定進行鋼纖維混凝土的控制，以防止在施工過程中出現暴露鋼纖維的問題，進而有效提高橋面建設的平整性。

2.橋墩及樁結構加固

采用鋼纖維混凝土施工技術進行橋墩、樁基結構的加固，既能有效地降低橋墩的自重，又能有效地改善結構的整體性能，防止結構的脫落。施工技術人員應按實際情況對鋼纖維進行合理的分類，并對其進行合理的選型，一般采用剪力鋼纖維或切割鋼纖維。這兩種材料在提高橋墩強度和優化抗震效果等方面具有顯著的優越性[4]。在樁基工程中鋼纖維暴露問題應引起有關施工單位的重視，一旦發現問題，應及時進行錘擊，以最大限度地改善橋墩、樁基的表面平整度和穩定性，進而有效達到加固樁的效果。

3.應用于橋梁罩面中

在橋面罩面工程中，也可以采用鋼纖維混凝土技術，由于混凝土材料中摻雜一定的鋼纖維，可以有效地抑制溫度應力，避免橋面出現裂縫問題。因此，為了更好的保護橋面，將需要采用分離式、結合式和直接式的處理方式，切實將罩面面層與橋面混凝土結合，最終形成一層新的混凝土層，由此使得橋面的承載力能夠得到提升，并有效延長橋面的使用壽命。

結語

綜上所述，鋼纖維混凝土技術在道路橋梁工程中得到了廣泛的應用，如：碾壓混凝土路面、全斷面混凝土路面、路面修復和防凍、橋面鋪裝、橋墩等。該方法不僅能增加路面結構的抗壓強度，而且能改善其承載能力和耐久性，大大延長其使用壽命，從而為我國道路橋梁工程的建設提供了有力的保證，同時也將為促進國家的經濟發展提供有力的保證。