鋼纖維混凝土材料在舊混凝土路面修補工程中的應(yīng)用

1 目前城市道路中存在的主要問題

由于經(jīng)濟的發(fā)展，城市中車輛數(shù)量越來越多，車速也不斷提升，導(dǎo)致車輛造成道路的荷載越來越大，路面損壞非常嚴(yán)重，尤其是水泥混凝土路面，要想進行翻修需要投入較大的成本和較長的工期。若是用普通的混凝土對路面進行修補，雖然有著多方面的優(yōu)勢，板塊性也比較好，但是脆性大卻是難以避免的缺陷，而且路面非常容易受力斷裂，那么在當(dāng)今車輛荷載日漸提升的情況下，就需要路面性能進一步得到提升。鋼纖維混凝土是一種相比于以往普通的混凝土性能更加優(yōu)越的材料，該材料主要是將鋼纖維在混凝土中進行均勻攪拌從而使材料抗裂性更強，路面性能自然可以得到較大的提升。很多時候不需要將老路進行徹底開挖，所以可以相對節(jié)約維修路面的成本；因為工期的縮短，也不會對周圍居民的交通以及周圍環(huán)境造成長期的干擾和破壞，社會效益會更加明顯。

2 鋼纖維混凝土材料性質(zhì)

2.1 類型

鋼纖維可以分為多種類型[1]。目前主要有通碳鋼與不銹鋼兩種，應(yīng)用最為廣泛的是通碳鋼，主要是其外形多樣，長直、波浪、扭曲等各種形狀均可以選擇，截面的形狀也各有不同。生產(chǎn)工藝不同的情況下，鋼纖維產(chǎn)品也有著較大的差別，所以目前該材料種類劃分比較多，主要是針對不同的應(yīng)用需求進行選擇，比如澆筑與噴射所用的鋼纖維是不同的。實際施工中主要用途也包括這兩種，所以從實際應(yīng)用上進行分類，分為澆筑類和噴射類。

2.2 特征

鋼纖維特征決定著路面的性能[2]。在實際施工中對鋼纖維特征會根據(jù)實際情況提出相應(yīng)的要求，通常情況下要求鋼纖維的長度范圍是15-60毫米，直徑范圍是0.3-1.2毫米，長徑比范圍是30-100，纖維體積要求摻加范圍在0.5%-2.0%，這些施工中為必須滿足的要求，若是出現(xiàn)不符合以上數(shù)據(jù)的指標(biāo)，就會被判定為質(zhì)量問題。城市道路路面工程的影響力是非常深遠的，對于一個城市發(fā)展而言，道路的質(zhì)量往往對經(jīng)濟增長有著直接的影響，所以在施工中一定要嚴(yán)格要求技術(shù)人員，在使用鋼纖維混凝土材料時必須按照要求進行選擇，合理施工。

2.3 性能

鋼纖維材料的性能主要是在強度以及重量方面對材料進行了改變[3]。鋼纖維混凝土實際上就是在普通混凝土基礎(chǔ)上進行改進的，主要是為了滿足當(dāng)今路面性能的需求，所以針對性比較強，而且從結(jié)果上看效果比較顯著，各種強度都得到了提升，例如抗彎強度要求比一般的材料提升40%以上，而抗剪強度要比一般材料提升50%以上，通過這些數(shù)據(jù)可以看出該材料性能要比以往的混凝土好很多。在水泥混凝土路面修補中實用性更強，路面使用方面也會更加便捷，這些足以證明該材料對于路面性能的提升是十分理想的。

2.4 澆搗

該材料施工需要進行澆搗施工[4]。澆搗質(zhì)量往往決定著材料的屬性，其整體性以及致密性也會產(chǎn)生變化，所以在施工中一定要重視澆搗環(huán)節(jié)，這也是該材料性質(zhì)中非常關(guān)鍵的影響因素，對道路工程的使用也產(chǎn)生著較大的影響。該材料流動性相對較差，所以結(jié)構(gòu)中很多邊角位置會出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，在施工過程中就需要采取不同的方法進行施工，從而保證施工質(zhì)量。

3 施工工藝

3.1 基層處理與澆筑

鋼纖維混凝土澆筑前為了確保施工高質(zhì)量，需要提高面層的剛度，對舊路需要進行基層處理。通常最基本的處理方式就是將破損的位置以及水泥板鑿出，然后進行補強處理。在鑿出環(huán)節(jié)中需要保證鑿出的深度是切合實際的，且符合路面施工的相關(guān)要求；原有路面上的一些松動以及碎片需要進行清理，否則這些顆粒與碎片會對后續(xù)施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，所以一旦發(fā)現(xiàn)問題需要進行及時的調(diào)整。

3.2 鋼纖維混凝土處理

對鋼纖維混凝土處理需要用到大型的機械設(shè)備，常用的是建筑業(yè)比較常用的滾筒攪拌機。為了確保鋼纖維可以在材料中分散得足夠均勻，就需要在施工過程中注意節(jié)奏和方法。一般情況操作人員會進行兩次投料，而攪拌的次數(shù)則是三次，并且需要在處理中先進行石子以及鋼纖維攪拌，然后再將水泥及砂加入其中，最后則加入水。攪拌過程中還需要注意攪拌時間，時間過短則纖維分布難以均勻，若時間過長鋼纖維就會變成球狀，其存在意義就無法體現(xiàn)出來。

3.3 道路裂縫處理

為了讓裂縫反射應(yīng)力被充分吸收，需要在材料中加入適當(dāng)?shù)匿摾w維，可以提高面層的抗水性能以及變形能力，接縫處應(yīng)力也將會大幅降低，同時裂縫的產(chǎn)生也會有所緩解。從整體上來說，路面性能能否得到提升，接縫處理是非常關(guān)鍵的步驟，而且這一環(huán)節(jié)中需要技術(shù)上提供足夠的支持。首先要選用指標(biāo)合格的材料，要能夠滿足設(shè)計和施工要求，同時對施工也有著非常嚴(yán)格的要求，否則非但無法對裂縫進行有效的處理，甚至?xí)涌飚a(chǎn)生裂縫的速度。

3.4 切縫與檢測

水泥混凝土路面存在著較多的切縫，主要是脹縫要垂直于路面的中心線，同時縫壁也要保持垂直，同時縫隙要保持一樣的寬度，在裂縫中不可以出現(xiàn)連漿，縫隙內(nèi)需要及時進行澆灌處理。混凝土的強度需要進行檢測，當(dāng)達到可以切縫的指標(biāo)時，借助機械完成切縫，深度通常在3cm，施工的位置需要與設(shè)計位置相一致。

4 結(jié) 語

從本文的研究中可以看出，鋼纖維混凝土由于鋼纖維的加入，使之成為纖維復(fù)合材料，在路面修補過程中起到了增強作用，在減緩裂縫尖端應(yīng)力起了抵消了裂縫處應(yīng)力場強度因子集中的作用，從一定程度上解決了水泥混凝土路面脆性大、容易脆斷的缺點，其抗裂性和承載力均有較大提高，在舊混凝土路面修補中發(fā)揮了更好的修補作用，其經(jīng)濟效益和社會效益均比較顯著，對國內(nèi)道路工程的建設(shè)能夠起到一定的推動作用。

[1]王建寧，竇遠明，孫吉書，魏明，翟玉璽.鋼纖維混凝土路面接縫傳荷性能衰減規(guī)律的試驗研究[J/OL].鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版)，:1-5.(2017-06-23)

[2]趙冬雪，璩繼立.鋼纖維、玄武巖纖維及聚丙烯纖維對自密實混凝土性能的影響研究[J/OL].水資源與水工程學(xué)報，2016，27(05):174-179.(2016-11-18)