钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的运用

2015-08-15湖南交通职业技术学院路桥工程学院湖南长沙410004

江西建材 2015年11期

■曾婧 ■湖南交通职业技术学院路桥工程学院，湖南长沙 410004

近年来，路桥施工过程中已明确规定相关工艺的使用以及施工材料的选择需满足高性能化水平。而钢纤维混凝土施工技术的引用为路桥结构造型、工艺手段等方面提供良好的技术基础，其能够有效结合施工中涉及的技术与材料设备等内容，实现资源合理配置的要求，保证路桥施工的质量。因此，对钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用研究具有十分重要的意义。

1 钢纤维混凝土施工技术的分析

1.1 钢纤维混凝土基本概述

钢纤维混凝土在现代施工中的广泛应用主要得益于其自身的增强机理。从复合力学理论角度，钢纤维混凝土可作为纤维强化体系，其中混凝土在强度、应力以及弹性模量等方面可通过混合原理便能进行推导，而在纤维方向系数的引入下，能够对纤维的分布情况以及实际体积率进行充分考虑。从纤维间距理论角度，裂缝所受到的钢纤维约束作用主要以相关的断裂力学原理进行分析，其认为为使混凝土抗拉强度得以增强，应使混凝土内部存在的缺陷尺寸减小。但在实际施工应用过程中，存在较多影响钢纤维混凝土性能的因素如钢纤维自身的类型、长径比以及其他砂率、粗骨料以及掺合料等。特别在面层板较薄的情况下，路面材料若选择钢纤维混凝土，其性能将受到地下排水情况的影响［1］。

1.2 钢纤维混凝土施工技术应用的必要性

钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用，通常利用钢纤维控制路桥基力，并避免桥梁裂缝的扩展现象发生。一般桥梁在受力初期阶段，处于同一外力的不仅集中在水泥基料中，其受损开裂后，钢纤维将成为主要的受力者。若受力在逐渐加强的过程中使钢纤维超出标准数值，此时桥梁可能发生变形情况，甚至出现材料被损坏的现象。相比施工中的普通混凝土，钢纤维混凝土在强度、抗压与抗弯矩能力、恢复能力、抗剪性能以及抗冻性能等方面都具有明显的优势。而利用钢纤维混凝土施工技术过程中所考虑的主要包括钢纤维混凝土的配合比、拌和、浇捣、成型以及接缝等方面，使桥梁质量更具保障［2］。

2 钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的具体应用分析

2.1 从桥面铺装角度

路桥施工中涉及的桥面铺装当前采用的主要为钢纤维混凝土，其应用的优势主要体现在使桥面的抗裂性能、耐磨性能以及舒适度大幅度提高。而且桥梁本身的刚度与抗压能力在应用钢纤维混凝土后得到大幅度提高。对于传统路桥铺装中存在的自重结构、厚度以及受力情况也得以改善。

2.2 从路桥结构加固角度

路桥结构加固主要针对受动载影响而产生的桥梁表面损坏、裂缝出现以及桥梁墩台的情况而提出的，利用钢纤维混凝土过程中通常需引入能够达到一定喷射范围标准的喷射机。这样可使钢纤维混凝土应用中使桥梁的整体结构得以加固，并符合抗震要求。施工中对钢纤维进行修整所采用的主要以剪切方式为主，为保证桥梁抗裂性能提高可将速凝剂与硫铝酸盐等共同使用。

2.3 从桩基础加强角度

桩顶与桩尖的强度是影响路桥施工质量的关键因素，通过钢纤维混凝土的应用，不仅使其局部硬度得以增强，而且使桩的穿透性得到提高。同时，在桩顶的抗打击性与韧性提高的条件下，减少桩顶破裂现象的发生。但需注意的是很多路桥施工中即使禁用钢纤维混凝土，但在桩身方面所选取的仍为传统预应力与非预应力的钢筋混凝土，若进行断面的整体浇筑，将浪费大量的资源，因此这种情况不宜运用钢纤维混凝土施工技术。

2.4 从隧道衬砌与边坡加固角度

路桥施工中由于存在较多地质条件较差部分，如岩石节理裂隙在边坡地质中的存在。对此情况可利用普通混凝土进行支护，然后进行钢纤维混凝土的喷射以实现加固作用。同时对边坡的整体截面也可完全采用喷射钢筋混凝土的方式，其自身具有一定的支护与加固作用。另外，在隧道衬砌方面，钢纤维混凝土的喷射也将起到良好的效果，使结构整体性能得到强化并避免隧道出现漏水情况［3］。

3 钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的注意事项

3.1 钢纤维混凝土配比要求

钢纤维混凝土施工技术应用效果的实现要求施工施工材料配比能够满足基本要求。为使路桥施工中路面的厚度以及桥梁的抗弯强度等得以提高，需进行钢纤维混凝土的合理配比，具体根据施工相关的配制强度系数、强度设计等确定试配强度。一般确定钢纤维混凝土强度值需引用fftm=ftm(1 +atmPfLf.df)的公式，公式中的fftm 便为其抗拆强度设计值;而表示材料抗强度值的为ftm;抗拆度受钢纤维影响系数为atm，该数值确定过程中需进行相关的试验;钢纤维体积率以pf 表示;钢纤维长径比以Lf.df 表示。通过对试配配合比例的确定，才可使钢纤维混凝土中水与灰的比例能够满足施工要求。

3.2 施工方式的要求

路桥施工中引用钢纤维混凝土技术除要求施工人员具备基本的技术水平外，还应在施工中注重正确的施工方式。特别在搅拌过程中极易出现纤维结团的现象，所以施工人员可将搅拌量控制在80%左右并注意均匀搅拌。同时，利用滚动式搅拌机过程中需做好适时浇水工作。若实际施工过程中发现存在结团纤维，应及时将其取出，避免钢纤维混凝土施工质量受到影响［4］。

3.3 钢纤维混凝土施工技术细节问题

尽管在路桥施工中，钢纤维混凝土施工技术能够发挥良好效果。但其中存在的细节问题仍不容忽视，其具体表现在:首先，在路面厚度方面。相比普通混凝土，全截面的钢纤维混凝土中钢纤维产量需达到1.2%左右，而厚度应为普通混凝土的60%。其次，双层式与三层式路面问题。施工中若选择双层式路面，将钢纤维混凝土应用于上下两层可使结构更加合理，但施工难度较大。若采用三层式路面结构，普通混凝土需应用于中间夹层中。再次，路面罩面修补问题。路面罩面修补过程中常用的为钢纤维水泥砂浆或细石混凝土，但需注意对钢纤维体积率的控制，并保证其长径能够高出混凝土部分。最后，罩面方式的选择。罩面中钢纤维混凝土的利用主要包括结合方式、直接方式以及分离方式。结合方式的使用主要为使结构整体强度提高，需与受损的混凝土保持粘结;直接方式的应用主要适用于混凝土路面受损较轻的情况，可直接将钢纤维混凝土罩面附加于混凝土面层中;分离方式应用中需与受损混凝土保持分离，使其各自能够发挥作用。由此分析，钢纤维混凝土施工技术在路桥实际施工中应注意各方面细节问题，才可实现理想效果［5］。