水鎂石纖維路面混凝土在農村公路工程中的應用研究

摘? 要：水鎂石纖維的抗拉強度、韌性良好，將其作為一種增強材料摻加到水泥混凝土當中，可有效提升水泥混凝土的性能。基于此，本文在全面了解水鎂石纖維路面混凝土性能機理的基礎上，依托某農村公路工程，對水鎂石纖維混凝土農村路面施工工藝進行了分析與探討。

關鍵詞：水鎂石纖維;水泥混凝土路面;農村公路

中圖分類號：U416.216? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：2096-6903（2020）11-0000-00

0引言

水泥混凝土路面具有耐久性好、強度高、工藝簡單、維修成本低等特點，因此，在農村公路建設當中得到了廣泛應用。然而，由于人為和客觀因素的影響，我國早期修建的大量水泥混凝土路面出現了很多病害問題，比如斷裂、坑洞、裂縫、錯臺等。導致水泥混凝土損壞的因素眾多，水泥混凝土材料脆性便是其中一種。在高強混凝土和高性能混凝土中，其脆性更大。在這種情況下，水泥混凝土在拉伸、彎曲、沖擊等載荷作用下極易發生破壞。為了解決這一問題，本文提出了水鎂石纖維混凝土，即在水泥混凝土摻加適量纖維，從而改善混凝土韌性，提升路面使用性能。因此，開展水鎂石纖維路面混凝土農村公路工程應用研究具有重要意義[1]。

1水鎂石纖維提高路面混凝土性能機理

水鎂石纖維路面混凝土是按照一定比例將水泥、水鎂石纖維、砂、石子等材料均勻拌和，在凝固硬化后，所制作而成的一種帶有水鎂石纖維網絡結構的人工石料。在提高路面混凝土性能方面，水鎂石纖維主要起到增強作用，其作用機理如下：

（1）增強作用。對普通水泥混凝土而言，水鎂石纖維可以起到增強混凝土韌性的作用。在混凝土當中，水鎂石纖維呈亂向分布，且直徑可達納米級，長徑比很大。可以有效抑制水泥水化出現的干縮及溫度變化而產生的溫縮裂縫等問題。此外，由于纖維呈亂向分布的特點，受到載荷時，可起到傳導能量作用，這可促使應力分布均勻，降低應力集中產生幾率，避免裂縫擴張。

（2）微集料作用。水鎂石纖維微集料效應是指在減水劑的作用下，水鎂石纖維將會像微細的集料均勻分布在水泥漿體基相當中。在混凝土硬化過程當中，除了水泥會影響其結構和性質以外，微集料同樣起到決定作用。通過水鎂石纖維的微集料效應可以有效提升硬化漿體的結構強度[2]。也就是說，在水泥漿體當中，水鎂石纖維具有良好的分散狀態，有利于改善新拌水泥砂漿和硬化砂漿的均勻性。此外，通過水鎂石纖維微集料的填充作用，也有利于充填和細化混凝土中的孔隙和毛細孔。

2工程概況

某四級改建農村公路工程，試驗段長度為1000m，路面寬5m，路面結構形式為15cm灰土+防水層+18cm水鎂石纖維混凝土路面。混凝土采用C30強度等級，混凝土設計抗彎拉強度為4.5Mpa。

3水鎂石纖維路面混凝土農村公路工程施工應用要點

3.1施工準備

按照相關施工規定，在施工前，必須配備好相關施工設備，保證施工人數充足，做好技術交底工作。為了確保水鎂石纖維等原材料供應充足，提高拌合物運輸效率，減少施工污染，需合理控制運輸距離，并在攪拌場地設置臨時停車場所。

3.2拌和與運輸

原材料配合比設計、拌和質量和振搗質量等因素直接決定了水鎂石纖維道路混凝土的強度。因此，在拌和混凝土時，必須重視拌和質量問題。拌和時，本工程采用了強制式混凝土拌和設備。拌和過程中，應時刻保證混凝土配合比的合理性，做好偏差控制，如表1所示。

此外，還要定期檢測混凝土的坍落度，保證每天不低于2次，若與要求不符，則需適當調整用水量。此外，若投料順序和攪拌流程不正確，同樣會對拌合物的質量造成很大影響，這種情況下，需確保水鎂石纖維混凝土投料順序準確。具體投料順序為：現將砂、石、水泥、礦粉及纖維膏依次投入到料斗內，隨后提升入攪拌機，并按比例添加適量水，待拌和150s后，便可出料。一般情況下，每盤混凝土的攪拌時間需控制在120s以上，保證出料混凝土均勻，顏色基本相同。

通過自卸汽車進行材料運輸，為避免集料出現離析問題，需分多次移動汽車位置，并將篷布等覆蓋到車頂部，避免水分過快損失，減少污染的可能性。水鎂石纖維混凝土出料之后，在整個運輸過程中要嚴控運輸和卸料時間，防止坍落度損失過大。

3.3混凝土面層施工

在混凝土面層施工中，重點在于做好水鎂石纖維道路混凝土攤鋪成型控制。根據工程建設實際情況，本工程以國產三輥軸水泥混凝土攤鋪整平機為攤鋪設備，混凝土攤鋪前，需做好詳細檢查工作，比如模板位置、高程、支架是否穩固等等。為了避免后期出現積水情況，攤鋪前要清理干凈基層頂面，并嚴格遵循水泥混凝土路面施工技術規范等相關要求進行三輥軸機組攤鋪面層施工[3]。

卸料時，指派專人進行車輛和攤鋪機械施工協作指揮工作，保證布料和攤鋪速度相互適應。一般來講，當混凝土拌合物布料長度在10m以上時，即可進行振搗施工。密排振搗棒組間歇插入振實，相比振搗棒有效作用半徑，每次移動距離需控制在其1.5倍以內，且小于500mm。15～30s為振搗時間范圍，具體時間根據工程實際確定。振實面板之后，即可進行縱縫拉桿設置。本工程為雙車道路攤鋪，單邊作業，根據相關規范要求，可在適當位置插入拉桿。按照作業單元分段完成三輥軸整平機施工，每段長度控制在20～30m，并在15min以內控制振實和整平兩道工序的間隔時間。一般來講，相比模板頂面，三輥軸滾壓振實料位高差需高于模板頂面一些，最高不得超過20mm，若超過該值需鏟除，若過低，需及時補料。在一個作業單元長度中，三輥軸整平機采用“前進振動、后退靜滾”的方法施工，根據要求，可在2～3遍控制滾壓次數。

在整平混凝土面層過程中，需指派專人負責處理軸前料位的平整度情況，當出現凸出現象時，需及時鏟除凸出部位。當出現凹陷情況，且軸下存在間隙時，需及時填補找平。待完成滾壓施工后，要及時把振動輥軸與模板分離，通過整平軸前后靜滾整平，直至滿足平整度需求，確保表面砂漿厚度一致。一般來講，可在3～5mm之間控制表面砂漿厚度，若厚度嚴重不符，需及時處理。

3.4水鎂石纖維混凝土路面養護

待鋪設完水鎂石纖維混凝土路面后，便可進入養護施工環節。根據施工規定，可采用保濕覆蓋法進行水鎂石纖維混凝土路面養護。為確保混凝土早期強度符合規定，養護可分2部分進行，即前期階段，可采用覆蓋保濕膜法;后期階段，可采用灑水保濕法。根據混凝土彎拉強度增長情況確定混凝土養護時間，當達到設計彎拉強度80%以上時，便可結束養護[4]。

一般來講，養護時間需控制在7d以上。結合本工程實際情況，由于施工期間氣溫相對偏低，因此，養護時間需超過21d，并通過草簾進行保溫處理。當混凝土強度滿足設計強度40%時，可允許行人通行。待完成養護作業后，需及時進行檢查。經檢查可見，本路段水鎂石纖維道路混凝土路面平整、光滑，且無較大缺陷，說明水鎂石纖維水泥混凝土路面施工效果良好，可滿足施工規定要求。

4結語

，在推進社會主義新農村建設當中，農村公路是一項重要內容，是實現農民增收的關鍵路徑，是擴大內需、推動經濟發展的重要舉措，同時也是構建高效、暢通、便捷交通運輸體系的關鍵。隨著社會經濟的迅速發展，我國農村公路建設實現了大跨越式的發展，水泥混凝土路面由于其自身優異的性能在農村公路建設中得到了廣泛應用。然而，在大量實踐中發現，水泥混凝土路面在行車荷載和自然因素的長期作用下很容易出現路面病害問題，為了有效解決此類問題，必須重視混凝土材料的合理選擇，本文結合具體案例，提出了水鎂石纖維道路混凝土路面，以期有效提升農村公路工程使用效果，提高工程施工整體質量[5]。

參考文獻

[1]趙秀峰，劉開平.水鎂石纖維混凝土的低溫性能研究[J].混凝土與水泥制品，2007 （04）：45-48.

[2]溫久然，劉開平，趙衛東，等.水鎂石纖維混凝土在農村公路工程中的應用研究[J].公路， 2014，59（1）：112-117.

[3]呂文江，袁卓亞，劉開平，等.水鎂石纖維混凝土在高速公路隧道路面中的應用試驗研究[J].公路，2012（12）：179-182.

[4]關博文，劉開平，陳拴發，等.水鎂石纖維路面混凝土路用性能[J].長安大學學報（自然科學版），2012，32（1）：26-30.

[5]劉開平，周敬恩.水鎂石纖維/水泥基復合材料的試驗研究[J].混凝土與水泥制品，2003 （3）：32-35.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：劉太鎖（1979—），男，河南泌陽人，本科，工程師，研究方向：道路橋粱。