路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用研究

鄭剛　王勇

摘 要：隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)度的加快，鋼纖維混凝土施工技術(shù)在路橋施工中獲得了廣泛的應(yīng)用。這一技術(shù)的應(yīng)用，很大程度上提高了路橋混凝土的抗拉性能和承載力。

關(guān)鍵詞：鋼纖維混凝土；路橋施工；應(yīng)用研究

路橋建設(shè)是交通運(yùn)輸事業(yè)的關(guān)鍵，路橋建設(shè)關(guān)系著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。路橋施工過(guò)程中，傳統(tǒng)的混凝土施工會(huì)由于本身熱脹冷縮的特點(diǎn)出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致基礎(chǔ)構(gòu)件斷裂，甚至引發(fā)重大的安全事故。隨著施工技術(shù)的進(jìn)步，將性能優(yōu)良的鋼纖維混凝土應(yīng)用于現(xiàn)代路橋施工中，為路橋的安全性提供了可靠的保障。

1 鋼纖維混凝土施工技術(shù)概述

鋼纖維混凝土施工技術(shù)的推廣和應(yīng)用，是在傳統(tǒng)混凝土施工技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，主要應(yīng)用思路是將鋼纖維摻入普通混凝土中，以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度和應(yīng)力，降低混凝土裂縫的發(fā)生幾率。

施工初期的鋼纖維混凝土，鋼纖維和水泥基料為受力的主要對(duì)象，如果水泥基料出現(xiàn)裂縫，外力將全部集中到鋼纖維上。在外力加大的同時(shí)，如果外力超過(guò)鋼纖維固有的承載能力，路橋基本結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)較大的變形，導(dǎo)致路橋混凝土材料損壞。與普通的混凝土施工技術(shù)相比，鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用改善了化學(xué)和物理性質(zhì)，提高了路橋基本結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，提高了路橋混凝土的強(qiáng)度，路橋工程的抗凍能力、抗拉能力和耐磨性大大增強(qiáng)，避免了混凝土因溫度應(yīng)力而出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，路橋的抗裂性能和抗疲勞能力也大大提升。

2 鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用范圍

2.1 橋面鋪裝。將鋼纖維混凝土應(yīng)用于橋面鋪裝之前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，例如對(duì)腹側(cè)橋面板進(jìn)行精確的標(biāo)高測(cè)量，清除超出設(shè)計(jì)標(biāo)高的浮漿混凝土。鋼纖維混凝土應(yīng)用于橋面鋪裝層，在有效控制橋面裂縫的同時(shí)，可以提高行車的平穩(wěn)性，提高橋梁構(gòu)建的耐久性，在鋪裝過(guò)程中，只需要將少量的鋼纖維摻入混凝土中就可增強(qiáng)橋梁的剛度，減輕橋梁結(jié)構(gòu)的重量，在橋梁受力均勻的同時(shí)，提高了穩(wěn)固性。

2.2 主梁結(jié)構(gòu)。將鋼纖維混凝土材料應(yīng)用于橋梁的應(yīng)力集中區(qū)或者主梁結(jié)構(gòu)，可以有效避免結(jié)構(gòu)變形，提高結(jié)構(gòu)的受力性能，在橋梁結(jié)構(gòu)向大跨度和輕型化轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)性能得到優(yōu)化，提升美觀度。施工過(guò)程中可以控制上部結(jié)構(gòu)材料的使用量，減少下部的墩臺(tái)量，控制路橋的施工造價(jià)，提高建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 橋梁墩臺(tái)。橋梁墩臺(tái)和橋面板在長(zhǎng)期受巨大荷載的作用下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫和表層剝落的問(wèn)題，長(zhǎng)時(shí)間將形成嚴(yán)重的路橋病害，為了提高橋梁墩臺(tái)的抗震能力，必須利用轉(zhuǎn)子噴射機(jī)向結(jié)構(gòu)面層噴射一定量的鋼纖維混凝土，并且及時(shí)對(duì)舊混凝土表面進(jìn)行鑿毛處理，保證新舊混凝土具有整體性。

2.4 加強(qiáng)鋼筋混凝土樁。將鋼纖維混凝土材料應(yīng)用于橋梁樁尖或樁尖局部，提高樁頂結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力，減少施工過(guò)程中的錘擊次數(shù)，加快打擊速度，提高樁的穿透能力，避免樁頂未打時(shí)就出現(xiàn)破裂，降低樁尖的入土能力。另外應(yīng)用鋼纖維混凝土材料可以提高全斷面的整體性，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

3 鋼纖維混凝土在路橋施工中的應(yīng)用

3.1 工程案例。某混凝土路面的修補(bǔ)長(zhǎng)度為112m，寬6m，公路等級(jí)為2級(jí)，修補(bǔ)前的路面板出現(xiàn)不同程度的破碎和斷裂，原施工采用普通混凝土澆筑，板底基層出現(xiàn)一定程度的下沉。你采用鋼纖維混凝土進(jìn)行修補(bǔ)，以C15混凝土進(jìn)行基層補(bǔ)強(qiáng)，舊混凝土路面鑿除25cm后，用厚12cm的C30鋼纖維混凝土澆筑修補(bǔ)。

3.2 技術(shù)應(yīng)用。

3.2.1 材料配比。鋼纖維混凝土材料的配比需要保證材料有較高的抗彎強(qiáng)度，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求的同時(shí)，提高施工的和易性，在材料配比過(guò)程中遵循以下原則：（1）以強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為依據(jù)，確定出所需材料的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，以抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)來(lái)確定鋼纖維混凝土的抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2）根據(jù)試配抗壓強(qiáng)度計(jì)算水灰比。（3）及時(shí)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，確定出鋼纖維的提體積率，保證澆筑成型的結(jié)構(gòu)范圍在0.5%～2.0%之間。（4）通過(guò)混合材料用量的計(jì)算，確定出配合比。（5）根據(jù)配合比，及時(shí)進(jìn)行拌合物性能試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)單位體積用水量和含沙量的調(diào)整，確定基準(zhǔn)配合比。（6）結(jié)合強(qiáng)度試驗(yàn)的結(jié)果，調(diào)整水灰比和鋼纖維體積率，確定出最終的施工材料配合比。

3.2.2 基層處理和路面澆筑。為了提高混凝土面層和墊層的剛度，在鋼纖維混凝土澆筑之前需要及時(shí)對(duì)舊混凝土板 和板底基層進(jìn)行處理，將破損的舊混凝土板塊鑿除，對(duì)部分板底基層及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)。在鑿除舊混凝土板的過(guò)程中，以原路面設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)確定鑿除深度，全部清除原基層松動(dòng)的部分。用C15型號(hào)混凝土及時(shí)填補(bǔ)清除后的基坑，當(dāng)混凝土達(dá)到半干狀態(tài)時(shí)可以對(duì)路面進(jìn)行澆筑。按照設(shè)計(jì)要先用C15普通混凝土澆筑路面至12cm，將底層整平后及時(shí)利用鋼纖維混凝土澆筑。

3.2.3 混凝土攪拌。鋼纖維混凝土的攪拌工作一般采用滾筒式攪拌機(jī)，為了保證鋼纖維材料在混凝土中均勻分布，可以采用二次投料三次攪拌法，將石子和鋼纖維材料干拌1min，再加入砂子和水泥干拌1min，最后加水?dāng)嚢?.5min，總攪拌時(shí)間控制在6min以內(nèi)，避免攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致形成纖維團(tuán)，并且需要控制攪拌量，每次材料的攪拌量為攪拌機(jī)容量的1/3左右。

3.2.4 運(yùn)輸和澆筑。采用自卸式運(yùn)輸車輛運(yùn)輸鋼纖維混凝土，將材料運(yùn)輸至施工地點(diǎn)后保證卸料高度不超過(guò)1.5m，避免混凝土出現(xiàn)離析。鋼纖維材料運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，采用人工攤鋪的方法將其整平，攤鋪后用平板振動(dòng)器振搗，指導(dǎo)混凝土停止下沉且不再冒漿為止。振搗過(guò)程中人工找平，用鋼滾筒依次滾壓整平，保證表面不露出鋼纖維。帶混凝土表面無(wú)泌水時(shí)及時(shí)抹平拉毛，拉毛深度控制在1～2mm，拉毛過(guò)程中避免帶出鋼纖維，一般采用輥式壓紋器處理。

3.2.5 養(yǎng)護(hù)和切縫。鋼纖維混凝土中設(shè)置有多種切縫，切縫的寬度必須一致，并且縫中不得出現(xiàn)連漿，及時(shí)向縫中澆灌填縫料，帶混凝土強(qiáng)度達(dá)到25%～30%時(shí)，利用切縫機(jī)進(jìn)行切割，切縫深度約為3cm。保證施工縫位置和切縫位置吻合，施工縫必須與路中心線垂直。在混凝土做面完成后，及時(shí)采用濕法養(yǎng)護(hù)，待混凝土終凝后覆蓋草袋，每天澆水養(yǎng)護(hù)，保持濕潤(rùn)狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)10d～15d。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中做好交通封閉，當(dāng)混凝土強(qiáng)度測(cè)試達(dá)到要求后再開放交通。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼纖維混凝土施工技術(shù)自誕生以來(lái)，以其良好的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊性能被廣泛地應(yīng)用于公路路面和橋面施工中，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在實(shí)際應(yīng)用中只要保證鋼纖維的體積率為1%～2%，就可將抗沖擊強(qiáng)度提高到原來(lái)的10-20倍，抗拉強(qiáng)度提高2倍。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)代道路建設(shè)中，這一技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：鄭剛（1975- ），男，四川瀘州人，本科，工程師，研究方向：砼機(jī)械與砼質(zhì)量控制；王勇（1980- ）男，安徽馬鞍山人，本科，助工，研究方向：砼機(jī)械與砼質(zhì)量控制。