现代钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用

吴 漫

(河南中原高速公路股份有限公司，河南 郑州 450002)



现代钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用

吴 漫

(河南中原高速公路股份有限公司，河南 郑州 450002)

介绍了钢纤维混凝土的新特性，从配比设计、钢纤维投放、桥面铺装、混凝土桩浇筑等方面，阐述了钢纤维混凝土的施工技术，并总结了钢纤维在路桥施工中的应用要点，旨在延长路桥的使用年限。

钢纤维混凝土，路面，桥梁，抗弯强度

道路桥梁承载了各区域的交通，路桥是否能符合设定的安全指标关乎长久的通行安全。最近几年路桥日常承载的吨位正在增长，这就增添了潜在的病害隐患。维修路桥耗费了较高资金且阻碍了顺畅的日常通行。在建设路桥中，钢纤维混凝土可被广泛选用且表现出新优势。完善现存的施工就要摒除不合适的旧式思路，在最大范围内优化调配资源。钢纤维混凝土在根本上提升了建设路桥的质量，注重施工细节以此来避免突发的路桥故障。

1 钢纤维混凝土的新特性

建设路桥的过程中，钢纤维混凝土即可提升拉伸性能及承载性，同时提升了自身的强度。在常规混凝土内添加了合适比例的钢纤维材质从而制作出复合状态下的新式混凝土，这种混凝土拥有更优的质量。截止20世纪末，钢纤维混凝土特定的路桥技术趋向于成熟，相比于常见的砂石水泥混凝土，钢纤维材质拥有独特的自身优势[1]。

1)钢纤维混凝土本身具有更优的重量及强度比值。钢纤维材质的路桥含有更薄的表层厚度，建设路桥的步骤也可避免纵向裂缝，仅仅设定了横向裂缝，横向缝隙含有30 m精确的彼此间隔。选取新式材质，在最大范围内创造更优的拉伸性路面且增添路段抗冲击的性能。

2)钢纤维制作出来的新式混凝土相比拥有更优的抗弯抗拉属性，抗冲击也将变得更强。在混凝土材质中分布了散乱且不连续的钢纤维，这种分布形态应能提升抗弯及抗剪的钢材属性。实验得出的数值表明：单轴钢纤维相比于普通材质可提升至1.3倍的极限强度；与此同时，极限状态下的抗弯强度也将提升至原先的2倍。相比于普通材质，钢纤维原材拥有韧性及优良的抗冲击性质，新式混凝土通常内含2%的钢纤维。

3)钢纤维混凝土缩减了原先的路桥损耗，延长路桥寿命。常态的路桥损耗关乎本体的抗剪及耐磨特性，也关系到抗疲劳的属性。经过对比可知，钢纤维混凝土表现出更多的优势。例如：新式混凝土可降低30%总的伸缩性，可达500 MPa常规的承载强度，基体提高了抗剪切性能。此外，若外温不断更替那么钢纤维也将增添抵抗伸缩的性能，可抑制温度变更带来的裂痕延长。

2 施工必要的新技术

2.1 设定最佳的配比

混凝土及钢纤维要设定最佳的比值，这种比值关系到路段自身的抗弯、路面设定的厚度、抗弯折的总强度。运算的公式为：设定的抗弯强度×(强度系数×钢纤维固有的长度直径×钢纤维的体积+1)。经过对比可知，最合适的配比关系着总的水灰比、浇筑范围及体积率。此外，抗弯性还关乎设定的强度系数。针对于拌合物，确认比率时应设定强度测验以此来确定性能。

2.2 搅拌并投放钢纤维

在搅拌过程中先要选取并投入石料，在这之后再去放置钢纤维。确定搅拌是均匀的，然后再去增添水泥及碎石。分级投放是为阻止缓慢的结团状态。投放钢纤维及后续搅拌混凝土时，可选取分散投放的步骤并依照先干后湿的总体次序。有次序的投放应能避免凝结偏大的团块。投放钢纤维以前，先要搅拌得出均匀及定量的混凝土而后掺入细骨料及特定比值的钢纤维。

2.3 铺装桥身及桥面

路面及桥面可掺入1%左右的钢纤维混凝土，设定这一比值的铺装层可获取最佳状态下的抗裂性，行走在桥面上也会觉得舒适。要从根本上提升桥体的强度，先从慎重的铺装入手。可选复合的橡胶沥青及耐磨材质，同时掺入两类原材。与此同时，桥梁也可增添原先的抗弯强度。钢纤维还可有序防控表层的滑脱及墩台显露的裂痕。若掺入了剪切型的纤维材质，可增添快凝水泥及铝酸盐制作成的速凝剂，及早提升抗裂的桥身性能。

建造桥梁本身时，可选钢纤维材质用作构建墩台及上侧桥梁。钢纤维可用作构建上侧的主梁，它强化了局部区段聚集的应力。借助上侧的加固，在更大范围内改进了桥梁可承受的性能并避免了缓慢的变形。桥体减轻了固有的自重，更大跨度的新式桥梁也更为实用且美观。建造上侧桥梁若选用纤维混凝土则会缩减必备的墩台总数，防控了表层潜在的裂痕[4]。

2.4 对混凝土桩的浇筑

钢纤维混凝土针对于桩尖及桩顶都是适用的，然而路桥总体却较少采纳浇筑断面。从经济视角看，混凝土桩浇筑若选取常规混凝土更能降低成本。钢纤维原材在制作混凝土桩时可强化抗冲击，韧性也会更强。这样做避免了打桩前期暴露的桩基裂隙，桩尖也更易入土。浇筑混凝土桩选取了纤维混凝土，加快打击速率。然而，仍可沿用非预应力的桩身建造步骤。条件准许时，整体浇筑可选全断面状态下的钢纤维土桩。

3 应用中的要点

铺设路面桥面先要除去浮动着的表层混凝土，增添湿润的上侧水层并且凿毛应当彻底。去除表层附带的杂质，这样是为密切衔接桥体面板及上覆的铺装层。钢筋绑扎之前应能精确定位，不要遗漏各类的钢筋绑扎。测量了高度后，还要留出上侧最合适的空间以此来防控突发的爆浆[5]。要确认模板支撑是稳定的并且紧密串联接头。详细来看，施工时应注重如下要点。

3.1 分散铺设钢纤维

若没能分散桥体或路段上覆的钢纤维，钢纤维将很易凝结为偏大团块。若局部聚集了偏多混凝土却没能被分散，整体将会缺失均衡的受力。搅拌及投料前还应再次核验钢纤维以便于确保精准的总长，对此可借助分散机。选取装置时要适当衡量分散力及功率，最好设为每分钟50 kg。为获取最优的分散状态，入口料斗还可添加必要的振动筛。

相比于其他类的混凝土，钢纤维混凝土并不倾向于流动，为此运送混凝土时将会损耗偏多。混凝土内含气体及水分，随着运输里程增加这些水气都将损失掉。在这种状态下，材料原先的粘稠度将降低。钢纤维是很致密的，运输中的振动带来了下沉的原料，这样一来钢纤维混凝土很容易离析并降低了材质原本的均匀性。对此可设定短途运送，条件准许时优选泵送的步骤[6]。

3.2 及时查看搅拌程序

钢筋混凝土及新式纤维土质是有差异的，具体来看，钢质混凝土应等完成了搅拌才可融入水泥骨料，然而钢纤维特质的土体可伴随外加剂及水泥一并搅拌。在搅拌过程中，要随时查验工艺流程及耗费的搅拌总时间。纤维混凝土要融汇于其他材料中，依照预设的碎石、钢质纤维及水泥各自的比例来投放。搅拌2 min后，添加足够的水再搅拌3 min。这时，混凝土将缩减固有的坍落度，提升了搅拌的总质量。可优选反转性的强制搅拌机。

3.3 振捣及后期的浇筑

钢纤维混凝土施工过程中，振捣尽可能不借助振捣棒，因为拔出振捣棒时将会增添原先的集束效果[7]，经过振动筛之后，混凝土将混同至原材中。选取搅拌机时也应遵照给定的规格。为获取最优的搅拌状态，最好选用反转的双锥出料搅拌装置，这种装置拥有强制搅拌的属性。若掺入了较大比例的钢纤维且设定较小的坍落度，则优先选取这种规格的搅拌机。混凝土内含并不均衡的钢纤维，在工艺影响下，伸缩缝及布设的施工缝应能尽量重叠于彼此。结束了振捣后还要抹平混凝土表层，避免暴露的钢纤维缓慢锈蚀。钢纤维混凝土材料见图1。

4 结语

相比于其他常用混凝土，钢纤维混凝土有着更优的耐冲击及抗剪抗弯属性，这种材质表现出来的抗压强度也是优良的。现阶段针对更广范围的路桥施工都可选用钢纤维混凝土的新技术。相比普通的混凝土，钢纤维材质的混凝土差异还是较大的。在现实施工中应能把控施工场地的真实状态，发挥最佳的混凝土性能。要注重避免混凝土缓慢的开裂及其他病害，延长路桥运用的时限并且便于日常的出行。

[1] 仝 芸.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].山西建筑,2013，39(4):158-160.

[2] 吕志坚.简述现代钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用[J].民营科技,2013(4):281.

[3] 温昌鑫.分析钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用[J].广东科技,2012(7):99-100.

[4] 鲁 强.浅谈路桥施工中钢纤维混凝土应用技术[J].科技创新导报,2012(17):99-100.

[5] 葛文宇.浅谈钢纤维混凝土技术在路桥施工中的应用[J].科技创新与应用,2015(5):151.

[6] 王立生,陈川峰.试析路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].江西建材,2015(7):212，216.

[7] 张宗团.路桥施工中现代钢纤维混凝土技术的应用解析[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

吴 漫(1974- )，男，高级工程师

TU528.572

A