鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用

李新偉

（中交一公局集團有限公司，北京 100000）

0 引言

隨著道路橋梁的發展，民眾對其品質要求日益提升。鋼筋混凝土作為一種新型建筑材料，因具有獨特的結構特征以及抗壓、抗折、抗凍等特點，成為道路橋梁施工的理想材料。此外，鋼纖維混凝土施工技術還能夠提高施工效率，減少施工時間和人工成本，進一步提高路橋工程的經濟效益和安全效益。基于此，有必要對該技術在路橋工程中的應用進行進一步研究，以更好地發揮該技術應用優勢。

1 鋼纖維混凝土的優勢

1.1 強度高

在混凝土中以合適的方式添加適量鋼纖維，不僅能夠有效提升混凝土結構的強度和韌性[1]。

1.2 抗彎、抗拉

鋼纖維混凝土可以更大程度地提升路橋工程的質量，有效提高路橋結構的抗彎、抗拉。鋼纖維的加入使混凝土具有更好的抗裂性能，提高結構的穩定性和安全性[2]。

1.3 減小路橋損耗，延長路橋壽命

鋼纖維混凝土在路橋工程中的應用可以帶來諸多好處，具體體現在以下三個方面：首先，鋼纖維混凝土的添加能夠降低混凝土的收縮率。研究顯示，在實際應用中，鋼纖維混凝土的收縮率降低15%～35%，從而有效減少混凝土的開裂和變形，提高路橋的穩定性和耐久性。其次，明顯提升鋼纖維混凝土的抗剪性能，使路橋在承受橫向力和剪切力時更加穩固、可靠。最后，鋼纖維混凝土具有較好的耐磨性和抗凍能力，能夠抵御使用過程中的磨損和凍融循環帶來的損害，有效提升路橋運行壽命[3]。

2 路橋工程中鋼纖維混凝土的應用

2.1 橋面鋪裝

鋼纖維混凝土常被應用于橋面鋪裝。橋面作為承載車輛和行人荷載的關鍵部位，需要具備較高的強度和耐久性。鋼纖維混凝土的應用，能夠有效提升橋面結構的抗壓和抗沖擊能力，確保其在長期負荷作用下具備更長久的使用壽命。

2.2 路橋結構加固

由于長期受到荷載和環境的影響，路橋結構可能出現損壞或老化。鋼纖維混凝土具有高抗拉和抗剪強度，以及較好的抗裂性能，是路橋結構加固的理想材料，在受損結構中注入或涂覆鋼纖維混凝土，可以提升結構的強度和穩定性，延長結構的使用壽命。

2.3 樁基礎加強

鋼纖維混凝土能夠應用于樁基礎加強，通過在樁基礎中添加鋼纖維混凝土，可以提高樁基礎的強度和穩定性，增強其抗剪、抗拉，從而提高樁基礎的承載能力，對保證路橋結構安全運行有重要意義。

2.4 邊坡加固與隧道襯砌

在山區和復雜地質條件下的路橋工程中，邊坡加固和隧道襯砌是關鍵施工步驟，應用鋼纖維混凝土，能夠有效增強土體的穩定性和抗滑能力。通過在邊坡和隧道襯砌中加入鋼纖維混凝土，可以防止土體的坍塌和滑動，提高邊坡和隧道的安全性和穩定性[4]。

3 鋼纖維混凝土應用

鋼纖維混凝土作為一種特殊的建筑材料，其施工技術具有一定的特點和要求。技術應用實操過程主要包括配合比設計、攪拌工藝、噴射鋼纖維混凝土及鋼纖維混凝土橋面鋪設。

3.1 配合比設計

鋼纖維混凝土的配合比設計需要從不同方面進行考慮，如混凝土的設計強度、耐久性、施工性能，以及混凝土中鋼纖維的添加量。

其一，在工程開始之前，要確定混凝土的設計強度，設計強度需要根據工程的相關要求進行判定。

其二，確定水膠比，水膠比對混凝土的強度和耐久性有著直接影響，通常應根據設計強度等級和工程要求進行合理確定。

其三，在配合比設計中，施工人員還需要考慮鋼纖維與水泥膠漿的黏附性。鋼纖維在混凝土中的分散均勻性及其與膠漿的黏附性對混凝土的力學性能有重要影響。因此，要選擇合適的黏結劑并科學確定摻量，以確保鋼纖維能夠有效地與混凝土膠漿結合。

其四，施工性能也是配合比設計的重要考慮因素之一。在配合比設計中要合理選擇粒徑和形狀適宜的骨料，以提高混凝土的流動性和施工性能。可以通過試驗和經驗總結得出一些基本的配合比原則，但由于每個工程的具體情況有所不同，施工人員需要根據工程要求和材料性能進行具體的調整，可參考表1。

表1 混凝土配合比

3.2 攪拌工藝

選擇合理的攪拌設備和采用適當的攪拌工藝，可以確保鋼纖維在混凝土中均勻分散，從而保證鋼纖維與混凝土的良好結合，提高混凝土的力學性能。鋼纖維混凝土的攪拌通常可以采用傳統的混凝土攪拌機或攪拌車。將水泥、骨料和適量的水投入攪拌設備中，在攪拌過程中逐漸加入鋼纖維，確保鋼纖維與混凝土充分混合。為了確保鋼纖維在混凝土中均勻分散，可以采取以下措施：

其一，鋼纖維的添加會增加混凝土的黏稠度，需要更長的攪拌時間，以保證鋼纖維均勻分散。因此，施工人員應適當延長攪拌時間，確保鋼纖維與混凝土充分混合。

其二，實時調整攪拌速度，以避免速度過快導致團聚現象或速度過低導致均勻性不足。

其三，攪拌順序對鋼纖維的分散均勻性也有一定的影響。一般可首先將水泥和骨料攪拌均勻，其次逐漸加入鋼纖維，最后加入適量的水，以確保鋼纖維在混凝土中均勻分散。

其四，不同的工程項目和施工條件可能需要不同類型的攪拌設備。傳統的混凝土攪拌機和攪拌車都可以用于鋼纖維混凝土的攪拌，但其工藝和效果可能略有不同。施工人員應根據具體情況選擇合適的攪拌設備，以提高攪拌效果和鋼纖維的分散均勻性。

3.3 鋼纖維混凝土噴射施工

鋼纖維混凝土噴射施工是一種將預先攪拌好的鋼纖維混凝土通過噴射設備噴射到需要加固或修復的結構表面的施工工藝。鋼纖維混凝土噴射施工的優點不僅體現在強化結構效果方面，還體現在施工快速、成本較低和適應性強等方面。

其一，由于鋼纖維混凝土的添加量較小，相對于其他加固材料，噴射鋼纖維混凝土的成本較低。

其二，鋼纖維混凝土噴射施工工藝可以根據結構的具體需求進行調整，可適應各種復雜的結構形式和工程要求。噴射鋼纖維混凝土的過程中需要控制多個關鍵參數，以確保施工質量。首先，噴射壓力決定混凝土噴射的速度和均勻性，適當的噴射壓力可以使鋼纖維混凝土均勻地覆蓋在結構表面上，形成堅固的保護層。其次，噴射距離，施工人員需要根據具體情況進行調整，以保證噴射混凝土的準確性和黏結性。最后，噴射角度決定混凝土與結構表面的接觸方式。合適的噴射角度可以使混凝土牢固地附著在結構表面上，并確保覆蓋需要加固或修復的區域。

3.4 鋼纖維混凝土橋面鋪設

相比于傳統的橋面鋪裝材料，鋼纖維混凝土橋面板的預制和鋪設過程更為高效，能夠大大減少施工時間和勞動力成本。此外，鋼纖維混凝土橋面鋪設后，能夠降低車輛行駛的噪聲和振動，提供更加平穩舒適的行車體驗，提升行車安全性。鋼纖維混凝土橋面鋪設施工前的設計和準備工作是確保鋪設質量的關鍵，技術人員需要進行細致而縝密的設計，包括橋面的幾何形狀、厚度以及鋼纖維摻量等參數的確定。

首先，要確保基層的平整度和強度符合要求，以提供良好的施工條件。

其次，要合理選擇噴射、振搗、自流平等施工方法，以確保鋼纖維混凝土均勻鋪設和緊密結合。

再次，要注意施工過程中的溫度控制，保證混凝土的早期強度和耐久性。

最后，鋼纖維混凝土橋面的養護是關鍵的環節。應定期檢查橋面的裂縫情況，并采取必要的修復措施，以防止裂縫擴展。此外，要定期清潔橋面，防止污物積聚和化學物質侵蝕，保持橋面的光潔度和防滑性能。

4 鋼纖維混凝土施工技術的可持續發展策略

4.1 提升高性能化意識

首先，企業應該通過積極宣傳，引導工程師和施工人員了解該技術的潛力和價值。其次，企業可以組織鋼纖維混凝土施工技術培訓班和研討會，向從業人員傳授最新的高性能化施工技術和理論知識。最后，企業可以利用各種媒體平臺，如專業網站、期刊和社交媒體等，向廣大從業人員普及高性能化的概念、方法和應用案例。

4.2 健全相關政策和機制

為了推動鋼纖維混凝土的研發、生產和應用，政府部門可以制訂一系列相關政策和機制。

首先，政府可以出臺鼓勵政策，如提供研發經費和技術支持，以激勵企業和科研機構加大對鋼纖維混凝土的研究和開發力度。此外，可以給予生產企業稅收減免、貸款支持等優惠措施，以促進鋼纖維混凝土的生產和推廣。

其次，政府可以制訂和完善相關的技術標準，明確鋼纖維混凝土的技術要求、性能指標和檢測方法。同時，制訂施工規范，規范鋼纖維混凝土的施工流程、材料配合比和施工要求，確保工程質量和施工安全。

最后，政府需要加強對市場的監管，打擊不合規行為，維護市場秩序，保障相關企業的合法權益[5]。

4.3 大力開展研發工作

首先，企業可以與科研機構和高校合作，進行鋼纖維混凝土的材料性能研究。通過深入研究鋼纖維混凝土的成分、結構和性能，進一步了解其力學性能、耐久性和施工特性，為后續的應用提供科學依據。

其次，企業可以開展鋼纖維混凝土新技術的開發工作。針對鋼纖維混凝土在施工過程中可能遇到的問題和挑戰，探索新的施工工藝和技術，提高施工效率和質量。

最后，結合新材料和新技術的發展，開展鋼纖維混凝土的改進和創新研究，進一步提升其性能和拓展其適用范圍。

4.4 完善技術管理模式

首先，施工前建立技術論證和設計審核制度。針對每個具體工程，進行鋼纖維混凝土技術論證，評估其適用性和可行性，并對設計方案進行審核，確保滿足工程要求和相關標準。

其次，在施工過程中，企業需要加強質量控制和監督檢查。設立專門的質量管理團隊，負責對鋼纖維混凝土施工過程進行全面監督和檢查。嚴格按照相關標準和規范進行施工，確保材料配合比、施工工藝和施工質量符合要求。

最后，在工程投入使用后，企業應加強對鋼纖維混凝土的檢測和評估工作。通過定期的檢測和評估，監測鋼纖維混凝土的使用效果和性能變化，預測其使用壽命和性能退化情況。根據檢測結果，及時進行維修和養護，同時總結經驗和教訓，為后續工程提供有益參考和改進方向。

5 結語

鋼纖維混凝土施工技術在路橋工程中的應用有重要意義。為了更好地發揮該技術的應用效果，確保路橋工程高質量竣工，必須從提升高性能化意識、健全相關的政策和機制、開展研發工作、建立各環節技術管理體系等方面出發，加強對鋼纖維混凝土施工技術的研究和應用管理，從而為建設堅固耐久的路橋基礎設施貢獻力量，推動交通運輸事業和區域經濟的發展。