市政路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術的應用

李敏

摘要：鋼纖維混凝土施工技術是現代路橋工程施工中的重要技術，具有施工簡便、價格低廉以及性能優越等優點。本文首先通過簡要分析鋼纖維混凝土施工技術的力學優勢，并對鋼纖維混凝土施工技術及其在市政路橋施工中的應用進行探討。

關鍵詞：市政路橋；工程施工；鋼纖維混凝土技術

鋼纖維混凝土技術是近年來應用于路橋工程的重要技術，作為一種新型的優質水泥基復合材料，具有施工簡便、價格低廉以及性能優越等優點。該施工技術通過在混凝土中摻加鋼纖維等措施，使路橋混凝土施工實現高抗拉、高承載的目的，對提高市政路橋施工質量及延長路橋使用壽命具有重要的意義。

1 鋼纖維混凝土施工技術的力學優勢

1.1強度和重量比值更高

在市政路橋施工應用鋼纖維混凝土技術進行施工，路橋的路面厚度和普通混凝土之間的比例約為1：2，且路面只需設置橫縫，而不需要設置縱縫。橫縫的間距通常在20～30m之間，能最大限度提升公路橋梁路面的抗沖擊力與拉伸力。

1.2抗拉、抗彎、抗壓性能更高

在市政路橋施工中，鋼纖維在混凝土中是呈短、不連續、亂向分散等特點分布的，這種分布特點能有效提高鋼纖維混凝土的抗拉、抗彎、抗壓性能。工程實踐表明，鋼纖維混凝土的單軸抗拉極限強度一般可達到普通混凝土的1.25倍以上，且抗彎極限強度也能達到普通混凝土的1.5倍以上；而抗沖擊韌性則能達到普通混凝土的50倍以上。

1.3有利于延長路橋的使用壽命

鋼纖維混凝土技術的應用，能有效提高鋼纖維的抗拉性，使混凝土的收縮率有效降低。而且鋼纖維混凝土于基體錯動之后，其承載強度還能保持在400～800MPa之間。另外，在抗凍與耐磨性上，因鋼纖維可隨著溫度的變化進行伸縮，故鋼纖維混凝土能有效避免因溫度變化而引起的裂縫、擴張等不良現象。

2 鋼纖維混凝土施工技術

2.1配合比的控制

鋼纖維混凝土配合比控制的要求在于使路面厚度減薄，并提高鋼纖維混凝土的抗彎強度。結合強度設計值與施工配制強度，從而確定試配抗壓、抗折強度。其中，其抗折強度設計值為 。

fftm表示抗折強度設計值，ftm表示與鋼纖維混凝土相同的材料、水灰配合比與素混凝土的抗折強度設計值；atm表示鋼纖維對抗折強度的影響系數；Pf表示體積率；Lf/df 表示長徑比。在施工中結合試配抗壓強度進行水灰比的計算，可結合試配抗壓強度明確鋼纖維體積率，并通過進行混合材料用量的計算，以明確試配配合比。然后結合試配配合比進行性能試驗，并通過進行單位體積用水量與砂率的調整，從而明確強度試驗的配合比，最后通過強度試驗結果進行鋼纖維體積率與水灰比的合理調整，最終明確施工配合比。

2.2拌和與澆搗

為了避免攪拌時鋼纖維混凝土出現纖維結團的現象，在施工中每拌和一次為攪拌量的80%。可采用滾動式攪拌機拌和，但要保證攪拌時鋼纖維的均勻分布。投料順序為：先粗集料、鋼纖維，干拌1分鐘之后加入細集料、水泥，再干拌1分鐘。在拌合時分3次將鋼纖維加入攪拌機，然后加入黃砂、水泥等，在全部材料加入后重新拌合3分鐘，最后加水濕拌1min。另外，還需要做好鋼纖維混凝土的澆搗工作。因其流動性較差，易在邊角處產生蜂窩。因此，需要采用搗棒搗實其邊角部分，并采用夯梁板進行整平處理。

2.3澆注與振搗

在施工中，為了保持鋼纖維混凝土澆注的連續性、完整性，每次倒料需相壓15～20cm，而且要保證鋼纖維混凝土澆注的連續性。同時可采用插入式振動棒進行振搗，以形成集束效應，使鋼纖維向振動棒的方向聚集，并在平板振動器振搗成型后，保證鋼纖維的二維分布。在進行振搗棒振搗時，應確保邊角混凝土密實度，以抵抗板體的收縮、溫度應力。

2.4成型與接縫施工

因鋼纖維混凝土具有纖維亂向分布、砂率大等特點，故其路面應進行機械抹平，避免鋼纖維外露。同時，為了防止拉毛產生纖維外露，還應使用壓紋機壓紋工藝進行處理，并在拆模后及時處理纖維外露、漏振等現象。另外，由于鋼纖維混凝土的抗裂性、收縮性比較好，故采用不設縱縫的整幅式。當鋼纖維澆筑達到設計強度的50%之后，可進行縮縫的切鋸。

3 在市政路橋施工中的應用

3.1在道路施工中的應用

因鋼纖維混凝土路面具有凍融性、耐磨性良好、少設縱縫以及減薄鋪裝厚度等優點，能有效延長路面的使用壽命。其在道路施工中的應用主要包括以下幾個方面：（1）新建全截面路面。鋼纖維混凝土路面厚度一般是普通混凝土的50%左右，其鋼纖維摻量僅為0.8～1.2%。一般情況下，雙車道路面無需設置縱縫，橫縫間距為20～30m；（2）新建復合式路面。復合式路面主要包括雙層與三層式路面，其中雙層式路面是指在全路面板厚上層進行鋼纖維混凝土的鋪設，占全厚的50%左右。而三層式路面是指在上層與下層都設置成鋼纖維混凝土層，而在上層、下層之間夾普通混凝土層。但施工比較復雜，應在具有較高機械化鋪設條件下才適用三層式路面。（3）碾壓路面。在碾壓混凝土中可摻進一定量的鋼纖維，以改善碾壓混凝土的力學性能，從而提高路面的強度及韌性。

3.2在橋梁施工中的應用

3.2.1橋面鋪裝

橋面與路面的鋼纖維摻量僅占鋼纖維混凝土的0.8～1.2%，這樣比例的橋面鋪裝層能有效提高橋面與路面的抗裂性、耐磨性及舒適性，且能有效提升橋梁的抗折強度。因此在施工中可根據路面耐磨性能進行鋼纖維混凝土與橡膠瀝青混凝土的混凝使用，以提高橋梁本身的鋼度，并減小鋪裝厚度及減輕橋梁結構的自重，從而提高橋梁彎折強度。

3.2.2橋梁部分

1）上部承受荷載部位。作為主梁或強化局部應力集中區，進一步改進結構的受力性能，能有效降低結構的變形程度，并減輕自重。鋼纖維混凝土的應用，能有效減少上部材料用量，并減少下部墩臺數量，不僅能提高橋梁的結構性能及美觀性，還能降低工程造價。2）橋梁墩臺的加固。在施工中可采用轉子Ⅱ型噴射機進行鋼纖維混凝土的噴射，厚度為5～20cm，從而能滿足橋梁結構的完整性及抗震性。一般可采用剪切鋼纖維，摻入量應為1%左右，水泥可選用硫鋁酸鹽水泥，以提高橋梁各個部位的抗裂性能。

3.3.3土樁部分

在土樁部分的施工中應用鋼纖維混凝土，能有效提高樁頂或樁尖等部位的抗沖擊韌性，并增強樁的增加樁尖入土能力，使錘擊次數減少，還能進一步提升打擊速度。但在實際施工中，土樁部分一般只是在樁頂、樁尖部位應用鋼纖維混凝土，較少進行全斷面的鋼纖維混凝土澆筑，而樁身部分可采用預應力鋼筋混凝土，主要是為了降低工程造價。

4 小結

綜上所述，鋼纖維混凝土是一種基于普通混凝土摻入適量鋼纖維而形成的多相、多組分新型復合材料，具有較好的耐壓性、抗剪性、抗凍性，能有效克服普通混凝土的弱點，并進一步改善混凝土的力學性能，在現代市政路橋施工中的應用，有利于提高路橋的施工質量及延長其使用壽命。

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