淺談鋼纖維混凝土施工技術在路橋建設中的應用

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，國家在各個領域都加大了資金投入，尤其是在交通道路的基礎設施方面，近年來我國的交通道路也得到了快速發展，大量的公路橋梁相繼建成，更多的公路橋梁在建設或規劃中，新建或在建的公路橋梁必須有更高的性能來滿足當前的交通需求。鋼纖維混凝土技術通過不斷的發展，再加上鋼纖維性能不斷改善，已經趨于完善、成熟。鋼纖維混凝土與普通混凝土相比，具有性能優越、施工簡便、價格相對較低等優點，而且用量相對較少，在路橋施工中得到了廣泛的應用。鋼纖維混凝土技術的廣泛應用，使得我國在公路橋梁建設中取得了巨大的經濟效益和社會效益。

【關鍵詞】路橋施工；鋼纖維混凝土；技術；應用

1、引言

鋼纖維混凝土是通過在普通混凝土中添加一定量的鋼纖維來改變混凝土的特性，通過多年的發展與完善，鋼纖維混凝土技術在路橋施工中得到廣泛應用。鋼纖維混凝土有著獨特的特性，它能夠極大的提高混凝土的強度和穩定性，能夠滿足現代化高難度、高性能的道路和橋梁施工需求，再加上鋼纖維混凝土使用方便造價低廉，使得鋼纖維混凝土成為當前路橋施工中不可缺少的水泥復合材料。

2、鋼纖維和鋼纖維混凝土的特性

2.1鋼纖維的特性

2.1.1良好的粘結性

鋼纖維在制作過程中，一般會沿鋼纖維軸線方向對纖維進行塑性加工，鋼纖維的表面會形成棱形或波形，與混凝土混合時，可以增加機械粘結力；有些鋼纖維采用熔抽法生產，鋼纖維抽出時遇空氣急劇冷卻，表面因收縮不均勻而變得粗糙，鋼纖維與混凝土的接觸面積增大，增加粘結性；鋼纖維兩端異形化，在兩端制成彎鉤，由于兩端的錨固作用，提高了抗拔力，增加了粘結性。

2.1.2高硬度

鋼纖維加工過程中由高熱到急劇冷卻，相當于淬火狀態，因此鋼纖維的表面硬度都較高，用于混凝土補強進行攪拌時很少發生彎曲現象。

2.1.3耐腐蝕性

很多鋼纖維采用不銹鋼纖維，不采用不銹鋼材料的鋼纖維通過涂復環氧樹脂或鍍鋅，使得鋼纖維具有很高耐腐蝕性。耐腐蝕性的鋼纖維加入混凝土中，混凝土施工完成后即便產生裂縫鋼纖維也很難被腐蝕，可以提高混凝土的強度。

2.2鋼纖維混凝土的特性

2.2.1較高的抗拉、抗壓和抗彎的極限強度

通過實驗得出（見下表1），在混凝土中添加適量的鋼纖維，單軸抗拉極限強度能夠增加40%-50%，抗彎極限強度可增加50%-150%；混凝土中添加適量的鋼纖維，可以改變混凝土的抗壓破壞形式，大大的提高了混凝土的抗壓能力，能夠保證鋼纖維混凝土遭到破壞后裂而不散。

2.2.2提高抗沖擊能力

在混凝土中添加0.8%-2.0%鋼纖維時，混凝土的抗沖擊能力可以增加50-100倍，有時候甚至更高，極大的提高了鋼纖維混凝土抗沖擊能力。

2.2.3良好的抗裂、抗剪和抗疲勞性能

普通混凝土的開裂荷載和極限荷載幾乎一樣，而鋼纖維混凝土的開裂荷載和極限荷載都會明顯增大，并且極限荷載明顯大于開裂荷載，其抗裂和抗疲勞性能都會增加；在進行剪切時，鋼纖維混凝土即便基體變動，仍然具有很強的抗剪能力。

2.2.4能夠增加混凝土的變形性能

混凝土中添加鋼纖維不能提高混凝土的抗壓彈性模量，但是能夠提高抗拉彈性模量，拉彈性模量的提高能夠減小鋼纖維混凝土的收縮變形量，增加混凝土的變形性能。

2.2.5提高抗凍性能

由于溫度的變化，溫度應力能夠引起混凝土產生裂縫，而且還會促進裂縫發展，混凝土中添加的鋼纖維能夠很好的阻止和抑制混凝土開裂和裂縫發展。

3、路橋施工中鋼纖維混凝土技術的應用

3.1道路施工中鋼纖維混凝土技術的應用

鋼纖維混凝土應用于道路施工中，具有眾多優點，如鋪裝厚度薄、縱縫少設或甚至不設、橫向縮縫少、耐磨、抗凍，而且可以延長道路使用年限，在道路施工中廣泛應用。主要應用于以下幾個方面：

3.1.1新建全截面鋼纖維混凝土路面

新建道路路面全部使用鋼纖維混凝土，其鋪筑厚度一般為普通混凝土鋪筑厚度的50%-60%，經過碾壓、養護后路面的強度和韌性都明顯提高；而且對于全新的雙車道路面鋪筑可以不設置縱逢，橫縫設置可以適量增大，間距最長可達50m，一般設置20-30m。全新鋼纖維混凝土路面不僅減少混凝土的使用量，而且簡化了路面施工。

3.1.2新建復合式鋼纖維混凝土路面

新建復合式鋼纖維混凝土路面可做成雙層式或三層式。雙層式復合路面是在基層上先鋪筑普通的混凝土，然后在普通混凝土上加鋪鋼纖維混凝土，普通混凝土鋪筑厚度40%，鋼纖維混凝土鋪筑厚度60%；三層式復合路面先在底部鋪筑一層鋼纖維混凝土，再加鋪一層普通混凝土，最后再鋪筑一層鋼纖維混凝土。兩種方式都能增加路面的強度和其他力學性能，而且可以減少混凝土的用量，節約成本。

3.1.3鋼纖維混凝土維修損壞道路

道路損害后使用鋼纖維混凝土維修也可以改善路面的性能。對于輕微損害的路面，對路面清理完成后，可直接在就路面上鋪筑鋼纖維混凝土，經過碾壓、養護后，路面的力學性能可以得到一定的改善；對于損害嚴重的路面，先將舊路面混凝土刨去，處理完成后，先在底部鋪筑一層鋼纖維混凝土，再加鋪一層普通混凝土，最后再鋪筑一層鋼纖維混凝土，這種維修方法不僅可以保證維修路面的強度，而且可以改善其他的力學性能。

3.2橋梁施工中鋼纖維混凝土技術的應用

3.2.1橋面鋪裝

橋梁架設完成后，橋面使用鋼纖維混凝土鋪裝，鋪裝厚度一般為普通混凝土鋪筑厚度的50%-60%，經碾壓、養護成型后，可以提高橋面的強度、抗裂性、耐久性，同時能夠提高舒適度，降低橋體自重，極大的改善橋梁的綜合性能。

3.2.2橋梁上部承受荷載部位

橋梁上部的主拱圈（主梁）或在應力集中區局部加強的承受荷載部位，使用鋼纖維混凝土能夠提高抗拉、抗壓、抗彎等力學性能，可以適當的降低梁高，橋梁結構性能好，造型優美，在不影響橋梁性能的條件下減少材料使用，大大降低了造價成本，提高經濟效益。

3.2.3橋梁墩臺等結構局部加固

橋梁經過車輛荷載及自然環境的作用，橋梁墩臺等結構很容易產生裂縫，在混凝土中添加1.0%剪切鋼纖維，通過噴射法對橋梁墩臺等結構裂縫修復加固，可以很好的保證結構的強度和整體性。

3.2.4鋼筋混凝土樁加強

制作混凝土樁時，樁頂和樁尖使用鋼纖維混凝土，這樣能夠提高樁的抗沖擊力和韌性，提高樁的穿透力，可以避免在打樁時樁身破裂，而且在打樁時可以適當的提高打樁力度，減少錘擊次數，提高打樁效率。

4、鋼纖維混凝土施工技術

由于鋼纖維混凝土具有獨特的特性，與普通混凝土施工有著很大的差別。要想鋼纖維混凝土在路橋施工中有可靠的質量保證，必須進行嚴格的施工。

4.1.1設置鋼纖維分散裝置