道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨

周乐钧

陕西建工机械施工集团有限公司，陕西西安 710032

道路桥梁工程是国家基础设施的重要组成部分，路桥工程建设不仅能够满足人们日常出行的交通需求，更能促进社会经济发展。近年来，国家加强了对道路桥梁工程的资金和技术投入，许多新型技术材料应用到路桥工程施工中来，这在很大程度上实现了路桥工程施工质量的提升。钢纤维混凝土就是将钢纤维加注到普通混凝土中，使二者相互融合，以此实现混凝土承载力、拉伸强度、坚韧性以及刚度的有效提升。在路桥工程施工中应用钢纤维混凝土技术，不仅能够实现施工难度和施工成本的降低，而且能够有效提高道路桥梁工程施工质量，增加道路桥梁使用寿命，实现企业经济效益的提升。

1 钢纤维和钢纤维混凝土的性能分析

1.1 钢纤维的基本性能

相较于水泥基材，钢纤维具备较高的弹性模量和抗拉强度，除此之外，钢纤维的截面形状也可以根据实际情况发生改变，以此实现钢纤维与水泥基材之间握裹力的增加。根据制造方式，钢纤维可以分为四种：切断钢纤维、剪切钢纤维、切削钢纤维以及熔抽钢纤维，具体性能如下：

（1） 切断钢纤维。抗拉强度高是切断钢纤维的主要特性，但是在粘结性方面存在不足，切断钢纤维难以与水泥砂浆发生良好的粘结。在这种情况下，为了实现切断钢纤维力学性能的改善，可以将其制作成圆扁截面相互交替、具有规律性变化的形状，也可以将其制作成尾端带有钩、表面带有刻痕或者波纹形状。如果需要对废旧钢丝绳进行循环再利用，首先要将其表面的油污和锈斑除去，然后才能使用。

（2） 剪切钢纤维。剪切钢纤维厚度在0.2～0.5mm，宽度在0.25～0.9mm，抗拉强度在450～800MPa左右，其原材料是剪切冷轧薄板。相较于切断钢纤维，剪切钢纤维和水泥砂浆的粘结性更高。

（3） 切削钢纤维。切削钢纤维的原材料是厚钢板，但是其强度却远高于原材料。由于切削钢纤维的截面是三角形，因此能够很好的与水泥粘结在一起。

（4） 熔抽钢纤维。熔融的钢水在经过甩制之后，能够进行熔抽钢纤维的制作。在不同的熔钢成分以及热处理条件下，熔抽钢纤维强度也存在一定差异。熔抽钢纤维表面并不是规则的，其表面覆盖有一层氧化膜，使得熔抽钢纤维与水泥砂浆的粘接度有所下降[2]。

1.2 钢纤维混凝土的基本性能

在普通混凝土中加入适量的钢纤维，并且使其均匀、乱向分布，在经过一定时间的硬化后，可以制作成钢纤维混凝土，相较于普通混凝土，钢纤维混凝土具备以下优良性能：强度和重量比值有所提升；抗拉、抗弯以及抗压的极限强度有了很大提高。将适量钢纤维加入混凝土中，能够提高混凝土极限抗压强度、单轴抗拉极限强度以及抗弯极限强度；混凝土的冲击性能好。将混凝土中的纤维掺入量控制在0.8%～2.0%，能够实现混凝土冲击韧性的大幅度提升，甚至可以达到100倍以上；有效改善混凝土的变形性能。就混凝土抗压弹性模量而言，钢纤维的加入不会对其产生明显影响，主要是提升混凝土的抗拉弹性模量。除此之外，加入一定量的钢纤维，还能在一定程度上改善混凝土的长期收缩变形，有效降低混凝土收缩率；同时，钢纤维混凝土还具有抗裂性强、抗疲劳性强、抗剪性能优越、抗冻性与耐磨性较强等优势[3]。

2 道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用探讨

2.1 道路施工中钢纤维混凝土的应用

（1） 新建全截面钢纤维混凝土路面。与普通混凝土的路面厚度相比，全截面使用钢纤混凝土的路面厚度只有前者的50%～60%，通常来说，混凝土中钢纤维的掺量需要控制在0.8%～1.2%。对于双车道路面，横缝间隔距离需要控制在20～30m，并且不进行纵缝的设置。

（2） 新建复合式钢纤维混凝土路面。复合式路面包括双层式路面和三层式路面。在整体路面板的上层进行钢纤维混凝土的铺设，确保后者铺设厚度为前者的40%～60%，这种路面形式叫做双层式路面；下层铺设钢纤维混凝土，中间铺设普通混凝土，上层铺设钢纤维混凝土，这种路面形式叫做三层式复合路面。从结构上来说，三层式路面更为合理，但是其施工工序复杂，施工难度较大。

（3） 碾压钢纤维混凝土路面。将一定量的钢纤维加入到碾压混凝土中，以此实现路面强度、稳定性以及韧性的提高，在一定程度上提高碾压混凝土的力学性能。

（4） 钢纤维混凝土罩面。当混凝土路面出现损坏情况时，钢纤维混凝土罩面是较为合适的处理方式，其处理效果也比较好。钢纤维混凝土罩面包括三种形式：结合式、分离式以及直接式。采取一定手段将钢纤维混凝土罩面粘结在原始混凝土表面上，使二者相互结合形成整体，这种形式为结合式；在中间进行隔离层设置，将钢纤维混凝土罩面与原始混凝土相分离，二者单独发挥作用，这种形式为分离式；直接将钢纤维混凝土罩面铺设在原始混凝土表面上，不采取任何结合或分离措施，这种形式为直接式。直接式适用于损坏程度不高的混凝土路面。

（5） 混凝土路面的修补。在修补混凝土路面时，同样可以使用钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石等材料。值得注意的是，应当对钢纤维水泥砂浆或钢纤维细石混凝土的体积率进行控制。

2.2 桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用

（1） 钢纤维混凝土应用于桥面铺装。将钢纤维混凝土技术应用到桥面铺装施工中，具有以下优点：提升桥梁抗裂性、抗折性以及耐久性，确保行车安全性和舒适度；延长桥梁使用寿命，实现桥梁强度的提高；通过缩减桥面铺装厚度来减轻桥梁重量，实现桥梁受力状况的改善等。同时，钢纤维混凝土还可以与橡胶沥青混凝土相互结合，共同提升桥面铺装质量。

（2） 钢纤维混凝土用于加固桥梁墩台等局部结构。桥板面和桥梁墩台需要长期承受较大荷载，容易产生裂缝或剥落现象。应用钢纤混凝土能够有效解决这些问题，实现桥梁墩台以及桥板面结构的稳定性和耐久性。具体措施包括：综合利用硫铝酸盐快硬水泥以及TS型速凝剂，能够实现混凝土桥梁早期抗裂性的有效提升，减少裂缝出现；施工之前要对旧混凝土进行凿毛处理，使钢纤混凝土与旧混凝土更好地结合起来。

（3） 钢纤维混凝土用于加强钢筋混凝土桩。将钢纤维混凝土应用于钢筋混凝土桩的桩顶和桩尖部位，能够实现桩顶抗冲击性和韧性的增强，在这种情况下，混凝土桩在被打入设计深度时，既不会发生桩顶破裂现象，又能减少锤击次数，提升工作效率。钢筋混凝土桩的桩身部分既可以应用普通混凝土，也可以整体运用钢纤维混凝土，但是后者成本相对较高。因此，在施工过程中要综合考虑经济技术因素，选择最佳施工方案。

（4） 采用喷射钢纤维混凝土加固道路边坡和隧道。将喷射钢纤维混凝土应用于隧道加固，能够有效避免出现渗水现象，确保隧道结构的整体性；将钢纤维混凝土应用于地质不良的边坡地段，能够加强边坡支护的稳定性。

2.3 钢纤维混凝土施工要点

在道路桥梁施工中应用钢纤维混凝土技术，需要注意以下几点：第一，做好钢纤维分散装置的设置工作。如果一次性向搅拌机中投入所有钢纤维，很容易产生结团现象，因此，钢纤维首先要进行分散处理，然后才能投入搅拌机中。钢纤维的分散可以利用分散机进行，将其功率控制在0.75～1.0kW，分散力控制在20～60kg/min。尽可能选取材质优良、直径较粗的钢纤维，并且与细骨料均匀拌合起来；对钢纤维投料顺序和搅拌时间进行合理设置，同样为了避免钢纤维出现结团现象，其顺序一般是先投入砂，然后是钢纤维，之后是碎石，最后是水泥；第三，为了确保钢纤维搅拌效果，尽量使用合适的机械设备，如强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机等。

3 结语

综上所述，社会经济的发展带动了工程建设事业的发展。道路桥梁工程是国家基础设施的重要组成和关键部分，是关系国计民生的重要产业，必须加强道路桥梁施工质量控制，减少和避免质量安全问题。随着科学技术的发展，钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用逐渐普及，这在很大程度上提升了路桥工程施工质量，降低了施工成本。因此，施工企业应当结合自身实际情况和工程特点，在道路桥梁施工过程中积极运用这一新型技术，以此实现施工质量和施工效率的提高，减少成本投入，在获取较大的经济效益的同时，推动交通工程建设行业向着现代化方向发展。

[1] 刘振英，赵如愿，李双丞，等. 道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用研究[J]. 交通世界，2017 （34） ：128.

[2] 孔令健，刘欣楠. 钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J]. 交通建设与管理，2014 （6） ：1.

[3] 韦龙林. 浅谈钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中应用[J]. 公路交通科技 （应用技术版） ，2014 （12） ：363.