钢纤维混凝土材料在旧混凝土路面修补工程中的应用

1 目前城市道路中存在的主要问题

由于经济的发展，城市中车辆数量越来越多，车速也不断提升，导致车辆造成道路的荷载越来越大，路面损坏非常严重，尤其是水泥混凝土路面，要想进行翻修需要投入较大的成本和较长的工期。若是用普通的混凝土对路面进行修补，虽然有着多方面的优势，板块性也比较好，但是脆性大却是难以避免的缺陷，而且路面非常容易受力断裂，那么在当今车辆荷载日渐提升的情况下，就需要路面性能进一步得到提升。钢纤维混凝土是一种相比于以往普通的混凝土性能更加优越的材料，该材料主要是将钢纤维在混凝土中进行均匀搅拌从而使材料抗裂性更强，路面性能自然可以得到较大的提升。很多时候不需要将老路进行彻底开挖，所以可以相对节约维修路面的成本；因为工期的缩短，也不会对周围居民的交通以及周围环境造成长期的干扰和破坏，社会效益会更加明显。

2 钢纤维混凝土材料性质

2.1 类型

钢纤维可以分为多种类型[1]。目前主要有通碳钢与不锈钢两种，应用最为广泛的是通碳钢，主要是其外形多样，长直、波浪、扭曲等各种形状均可以选择，截面的形状也各有不同。生产工艺不同的情况下，钢纤维产品也有着较大的差别，所以目前该材料种类划分比较多，主要是针对不同的应用需求进行选择，比如浇筑与喷射所用的钢纤维是不同的。实际施工中主要用途也包括这两种，所以从实际应用上进行分类，分为浇筑类和喷射类。

2.2 特征

钢纤维特征决定着路面的性能[2]。在实际施工中对钢纤维特征会根据实际情况提出相应的要求，通常情况下要求钢纤维的长度范围是15-60毫米，直径范围是0.3-1.2毫米，长径比范围是30-100，纤维体积要求掺加范围在0.5%-2.0%，这些施工中为必须满足的要求，若是出现不符合以上数据的指标，就会被判定为质量问题。城市道路路面工程的影响力是非常深远的，对于一个城市发展而言，道路的质量往往对经济增长有着直接的影响，所以在施工中一定要严格要求技术人员，在使用钢纤维混凝土材料时必须按照要求进行选择，合理施工。

2.3 性能

钢纤维材料的性能主要是在强度以及重量方面对材料进行了改变[3]。钢纤维混凝土实际上就是在普通混凝土基础上进行改进的，主要是为了满足当今路面性能的需求，所以针对性比较强，而且从结果上看效果比较显著，各种强度都得到了提升，例如抗弯强度要求比一般的材料提升40%以上，而抗剪强度要比一般材料提升50%以上，通过这些数据可以看出该材料性能要比以往的混凝土好很多。在水泥混凝土路面修补中实用性更强，路面使用方面也会更加便捷，这些足以证明该材料对于路面性能的提升是十分理想的。

2.4 浇捣

该材料施工需要进行浇捣施工[4]。浇捣质量往往决定着材料的属性，其整体性以及致密性也会产生变化，所以在施工中一定要重视浇捣环节，这也是该材料性质中非常关键的影响因素，对道路工程的使用也产生着较大的影响。该材料流动性相对较差，所以结构中很多边角位置会出现蜂窝现象，为了避免出现质量问题，在施工过程中就需要采取不同的方法进行施工，从而保证施工质量。

3 施工工艺

3.1 基层处理与浇筑

钢纤维混凝土浇筑前为了确保施工高质量，需要提高面层的刚度，对旧路需要进行基层处理。通常最基本的处理方式就是将破损的位置以及水泥板凿出，然后进行补强处理。在凿出环节中需要保证凿出的深度是切合实际的，且符合路面施工的相关要求；原有路面上的一些松动以及碎片需要进行清理，否则这些颗粒与碎片会对后续施工产生严重的影响，所以一旦发现问题需要进行及时的调整。

3.2 钢纤维混凝土处理

对钢纤维混凝土处理需要用到大型的机械设备，常用的是建筑业比较常用的滚筒搅拌机。为了确保钢纤维可以在材料中分散得足够均匀，就需要在施工过程中注意节奏和方法。一般情况操作人员会进行两次投料，而搅拌的次数则是三次，并且需要在处理中先进行石子以及钢纤维搅拌，然后再将水泥及砂加入其中，最后则加入水。搅拌过程中还需要注意搅拌时间，时间过短则纤维分布难以均匀，若时间过长钢纤维就会变成球状，其存在意义就无法体现出来。

3.3 道路裂缝处理

为了让裂缝反射应力被充分吸收，需要在材料中加入适当的钢纤维，可以提高面层的抗水性能以及变形能力，接缝处应力也将会大幅降低，同时裂缝的产生也会有所缓解。从整体上来说，路面性能能否得到提升，接缝处理是非常关键的步骤，而且这一环节中需要技术上提供足够的支持。首先要选用指标合格的材料，要能够满足设计和施工要求，同时对施工也有着非常严格的要求，否则非但无法对裂缝进行有效的处理，甚至会加快产生裂缝的速度。

3.4 切缝与检测

水泥混凝土路面存在着较多的切缝，主要是胀缝要垂直于路面的中心线，同时缝壁也要保持垂直，同时缝隙要保持一样的宽度，在裂缝中不可以出现连浆，缝隙内需要及时进行浇灌处理。混凝土的强度需要进行检测，当达到可以切缝的指标时，借助机械完成切缝，深度通常在3cm，施工的位置需要与设计位置相一致。

4 结 语

从本文的研究中可以看出，钢纤维混凝土由于钢纤维的加入，使之成为纤维复合材料，在路面修补过程中起到了增强作用，在减缓裂缝尖端应力起了抵消了裂缝处应力场强度因子集中的作用，从一定程度上解决了水泥混凝土路面脆性大、容易脆断的缺点，其抗裂性和承载力均有较大提高，在旧混凝土路面修补中发挥了更好的修补作用，其经济效益和社会效益均比较显著，对国内道路工程的建设能够起到一定的推动作用。

[1]王建宁，窦远明，孙吉书，魏明，翟玉玺.钢纤维混凝土路面接缝传荷性能衰减规律的试验研究[J/OL].郑州大学学报(工学版)，:1-5.(2017-06-23)

[2]赵冬雪，璩继立.钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究[J/OL].水资源与水工程学报，2016，27(05):174-179.(2016-11-18)