現代鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用

吳 漫

(河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州 450002)

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現代鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用

吳 漫

(河南中原高速公路股份有限公司，河南 鄭州 450002)

介紹了鋼纖維混凝土的新特性，從配比設計、鋼纖維投放、橋面鋪裝、混凝土樁澆筑等方面，闡述了鋼纖維混凝土的施工技術，并總結了鋼纖維在路橋施工中的應用要點，旨在延長路橋的使用年限。

鋼纖維混凝土，路面，橋梁，抗彎強度

道路橋梁承載了各區域的交通，路橋是否能符合設定的安全指標關乎長久的通行安全。最近幾年路橋日常承載的噸位正在增長，這就增添了潛在的病害隱患。維修路橋耗費了較高資金且阻礙了順暢的日常通行。在建設路橋中，鋼纖維混凝土可被廣泛選用且表現出新優勢。完善現存的施工就要摒除不合適的舊式思路，在最大范圍內優化調配資源。鋼纖維混凝土在根本上提升了建設路橋的質量，注重施工細節以此來避免突發的路橋故障。

1 鋼纖維混凝土的新特性

建設路橋的過程中，鋼纖維混凝土即可提升拉伸性能及承載性，同時提升了自身的強度。在常規混凝土內添加了合適比例的鋼纖維材質從而制作出復合狀態下的新式混凝土，這種混凝土擁有更優的質量。截止20世紀末，鋼纖維混凝土特定的路橋技術趨向于成熟，相比于常見的砂石水泥混凝土，鋼纖維材質擁有獨特的自身優勢[1]。

1)鋼纖維混凝土本身具有更優的重量及強度比值。鋼纖維材質的路橋含有更薄的表層厚度，建設路橋的步驟也可避免縱向裂縫，僅僅設定了橫向裂縫，橫向縫隙含有30 m精確的彼此間隔。選取新式材質，在最大范圍內創造更優的拉伸性路面且增添路段抗沖擊的性能。

2)鋼纖維制作出來的新式混凝土相比擁有更優的抗彎抗拉屬性，抗沖擊也將變得更強。在混凝土材質中分布了散亂且不連續的鋼纖維，這種分布形態應能提升抗彎及抗剪的鋼材屬性。實驗得出的數值表明：單軸鋼纖維相比于普通材質可提升至1.3倍的極限強度；與此同時，極限狀態下的抗彎強度也將提升至原先的2倍。相比于普通材質，鋼纖維原材擁有韌性及優良的抗沖擊性質，新式混凝土通常內含2%的鋼纖維。

3)鋼纖維混凝土縮減了原先的路橋損耗，延長路橋壽命。常態的路橋損耗關乎本體的抗剪及耐磨特性，也關系到抗疲勞的屬性。經過對比可知，鋼纖維混凝土表現出更多的優勢。例如：新式混凝土可降低30%總的伸縮性，可達500 MPa常規的承載強度，基體提高了抗剪切性能。此外，若外溫不斷更替那么鋼纖維也將增添抵抗伸縮的性能，可抑制溫度變更帶來的裂痕延長。

2 施工必要的新技術

2.1 設定最佳的配比

混凝土及鋼纖維要設定最佳的比值，這種比值關系到路段自身的抗彎、路面設定的厚度、抗彎折的總強度。運算的公式為：設定的抗彎強度×(強度系數×鋼纖維固有的長度直徑×鋼纖維的體積+1)。經過對比可知，最合適的配比關系著總的水灰比、澆筑范圍及體積率。此外，抗彎性還關乎設定的強度系數。針對于拌合物，確認比率時應設定強度測驗以此來確定性能。

2.2 攪拌并投放鋼纖維

在攪拌過程中先要選取并投入石料，在這之后再去放置鋼纖維。確定攪拌是均勻的，然后再去增添水泥及碎石。分級投放是為阻止緩慢的結團狀態。投放鋼纖維及后續攪拌混凝土時，可選取分散投放的步驟并依照先干后濕的總體次序。有次序的投放應能避免凝結偏大的團塊。投放鋼纖維以前，先要攪拌得出均勻及定量的混凝土而后摻入細骨料及特定比值的鋼纖維。

2.3 鋪裝橋身及橋面

路面及橋面可摻入1%左右的鋼纖維混凝土，設定這一比值的鋪裝層可獲取最佳狀態下的抗裂性，行走在橋面上也會覺得舒適。要從根本上提升橋體的強度，先從慎重的鋪裝入手。可選復合的橡膠瀝青及耐磨材質，同時摻入兩類原材。與此同時，橋梁也可增添原先的抗彎強度。鋼纖維還可有序防控表層的滑脫及墩臺顯露的裂痕。若摻入了剪切型的纖維材質，可增添快凝水泥及鋁酸鹽制作成的速凝劑，及早提升抗裂的橋身性能。

建造橋梁本身時，可選鋼纖維材質用作構建墩臺及上側橋梁。鋼纖維可用作構建上側的主梁，它強化了局部區段聚集的應力。借助上側的加固，在更大范圍內改進了橋梁可承受的性能并避免了緩慢的變形。橋體減輕了固有的自重，更大跨度的新式橋梁也更為實用且美觀。建造上側橋梁若選用纖維混凝土則會縮減必備的墩臺總數，防控了表層潛在的裂痕[4]。

2.4 對混凝土樁的澆筑

鋼纖維混凝土針對于樁尖及樁頂都是適用的，然而路橋總體卻較少采納澆筑斷面。從經濟視角看，混凝土樁澆筑若選取常規混凝土更能降低成本。鋼纖維原材在制作混凝土樁時可強化抗沖擊，韌性也會更強。這樣做避免了打樁前期暴露的樁基裂隙，樁尖也更易入土。澆筑混凝土樁選取了纖維混凝土，加快打擊速率。然而，仍可沿用非預應力的樁身建造步驟。條件準許時，整體澆筑可選全斷面狀態下的鋼纖維土樁。

3 應用中的要點

鋪設路面橋面先要除去浮動著的表層混凝土，增添濕潤的上側水層并且鑿毛應當徹底。去除表層附帶的雜質，這樣是為密切銜接橋體面板及上覆的鋪裝層。鋼筋綁扎之前應能精確定位，不要遺漏各類的鋼筋綁扎。測量了高度后，還要留出上側最合適的空間以此來防控突發的爆漿[5]。要確認模板支撐是穩定的并且緊密串聯接頭。詳細來看，施工時應注重如下要點。

3.1 分散鋪設鋼纖維

若沒能分散橋體或路段上覆的鋼纖維，鋼纖維將很易凝結為偏大團塊。若局部聚集了偏多混凝土卻沒能被分散，整體將會缺失均衡的受力。攪拌及投料前還應再次核驗鋼纖維以便于確保精準的總長，對此可借助分散機。選取裝置時要適當衡量分散力及功率，最好設為每分鐘50 kg。為獲取最優的分散狀態，入口料斗還可添加必要的振動篩。

相比于其他類的混凝土，鋼纖維混凝土并不傾向于流動，為此運送混凝土時將會損耗偏多。混凝土內含氣體及水分，隨著運輸里程增加這些水氣都將損失掉。在這種狀態下，材料原先的粘稠度將降低。鋼纖維是很致密的，運輸中的振動帶來了下沉的原料，這樣一來鋼纖維混凝土很容易離析并降低了材質原本的均勻性。對此可設定短途運送，條件準許時優選泵送的步驟[6]。

3.2 及時查看攪拌程序

鋼筋混凝土及新式纖維土質是有差異的，具體來看，鋼質混凝土應等完成了攪拌才可融入水泥骨料，然而鋼纖維特質的土體可伴隨外加劑及水泥一并攪拌。在攪拌過程中，要隨時查驗工藝流程及耗費的攪拌總時間。纖維混凝土要融匯于其他材料中，依照預設的碎石、鋼質纖維及水泥各自的比例來投放。攪拌2 min后，添加足夠的水再攪拌3 min。這時，混凝土將縮減固有的坍落度，提升了攪拌的總質量。可優選反轉性的強制攪拌機。

3.3 振搗及后期的澆筑

鋼纖維混凝土施工過程中，振搗盡可能不借助振搗棒，因為拔出振搗棒時將會增添原先的集束效果[7]，經過振動篩之后，混凝土將混同至原材中。選取攪拌機時也應遵照給定的規格。為獲取最優的攪拌狀態，最好選用反轉的雙錐出料攪拌裝置，這種裝置擁有強制攪拌的屬性。若摻入了較大比例的鋼纖維且設定較小的坍落度，則優先選取這種規格的攪拌機。混凝土內含并不均衡的鋼纖維，在工藝影響下，伸縮縫及布設的施工縫應能盡量重疊于彼此。結束了振搗后還要抹平混凝土表層，避免暴露的鋼纖維緩慢銹蝕。鋼纖維混凝土材料見圖1。

4 結語

相比于其他常用混凝土，鋼纖維混凝土有著更優的耐沖擊及抗剪抗彎屬性，這種材質表現出來的抗壓強度也是優良的。現階段針對更廣范圍的路橋施工都可選用鋼纖維混凝土的新技術。相比普通的混凝土，鋼纖維材質的混凝土差異還是較大的。在現實施工中應能把控施工場地的真實狀態，發揮最佳的混凝土性能。要注重避免混凝土緩慢的開裂及其他病害，延長路橋運用的時限并且便于日常的出行。

[1] 仝 蕓.路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].山西建筑,2013，39(4):158-160.

[2] 呂志堅.簡述現代鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用[J].民營科技,2013(4):281.

[3] 溫昌鑫.分析鋼纖維混凝土施工技術在路橋施工中的應用[J].廣東科技,2012(7):99-100.

[4] 魯 強.淺談路橋施工中鋼纖維混凝土應用技術[J].科技創新導報,2012(17):99-100.

[5] 葛文宇.淺談鋼纖維混凝土技術在路橋施工中的應用[J].科技創新與應用,2015(5):151.

[6] 王立生,陳川峰.試析路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術應用[J].江西建材,2015(7):212，216.

[7] 張宗團.路橋施工中現代鋼纖維混凝土技術的應用解析[J].江西建材,2015(15):162，167.

On application of modern steel fiber concrete technique in road and bridge construction

Wu Man

(HenanZhongyuanExpresswayCo.,Ltd,Zhengzhou450002,China)

The paper introduces the new features of the steel fiber concrete, illustrates the construction technique for the steel fiber concrete from the proportional ratio, release of steel fiber, bridge deck pavement, and concrete pile grouting, and sums up the application for the steel fiber in the road and bridge construction, so as to prolong the lifespan of roads and bridges.

steel fiber concrete, roadbed, bridge, anti-bending strength

1009-6825(2016)13-0146-03

2016-02-25

吳 漫(1974- )，男，高級工程師

TU528.572

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