路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用分析

王贵财

（山东省枣庄市公路管理局应急抢险中心，山东 枣庄 277100）

1 钢纤维混凝土的施工技术以及具有的种种优势

所谓的钢纤维混凝土技术其实指的就是在道路桥梁的施工过程中，为了能够进一步增强混凝土的强度、承载力以及拉伸力等方面的特性，普通的混凝土当中按照一定比例混入的钢纤维，从而形成下新型水泥不论是在强度、承载力还是拉伸力等方面均优于传统的混凝土。最早对钢纤维混凝土进行应用的实在19 世纪末期的美国，但随着发展与社会时代的进步，如今此项技术已经越发的成熟与完善，并且与传统的水泥混凝土相比较而言，钢纤维混凝土在力学方面以及其他方面均有着非常巨大的优势。具体呈现出的优势如下所述：

1.1 对比传统混凝土材料钢纤维混凝土的强度与重量比值明显升高

使用钢纤维混凝土技术应用在路桥施工的过程中，路桥的路面厚度与普通混凝土的厚度之比为1：2。并且钢纤维在道路铺设的过程中只需要对道路设置横缝即可，并不需要再对其设计纵缝。在横缝设计过程中，横缝距离一般为30cm或者是20cm 即可。通过应用钢纤维结构能够在很大程度上提升路面的拉伸能力以及抵抗冲击的能力，最终对整个路桥的施工质量起着非常高的促进作用。

1.2 钢纤维混凝土结构在抗压、抗冲击力以及抗弯、抗拉等方面均有显著的提升

钢纤维混凝土结构在施工过程中的混凝土分布相对较为短，并且具有不连续性，呈现出乱向分散的形态。在这种情况之下，使用如此分布能够非常有效地提升钢纤维的抗压、抗冲击力以及抗弯、抗拉等方面的能力。根据相关研究调查以及实际检测的最终结果显示，使用钢纤维混凝土结构对比传统单轴混凝土结构在抗拉极限强度上高出1.25 ～1.5 倍。在抗弯极限的测量过程中高出普通混凝土的1.5 ～2.5 倍之多。抗冲击的韧性指标更是高出普通混凝土50 倍之多，甚至可能会高出100 倍。而在实际的应用过程中只需要在混凝土当中添加大约为0.8%～2.1%的钢纤维即可获得以上诸多方面的提升，可见仅仅需要消耗较小的钢纤维，便能够获得显著的提升。

1.3 明显减小路桥的日常损耗，增大路桥的使用寿命

在路桥的正常使用过程当中，路桥的损耗一般是来自于正常磨损，开裂或者是超过极限值等方面。而在应用于钢纤维混凝土技术之后建造出来的路桥能够在以下几方面当中有着非常明显的优势：

（1）能够有更好的伸缩性，采用钢纤维混凝土施工技术能够获得更高的抗拉性，并且根据有关研究得出，使用钢纤维混凝土技术在收缩率方面上相比传统混凝土降低了15%～35%。

（2）能够有更好的抗剪性能，在实际的剪切试验研究过程中，根据实验数据的最终结果表面钢纤维混凝土在抗剪性方面高出普通混凝土非常多，尤其对于其承载强度更是达到500 ～900MPa。

（3）拥有更强的耐磨以及抗冻能力，因为钢纤维由于材料本身便具备随着温度的变化而会产生较强的伸缩能力，因此钢纤维在应用于混凝土当中，使得钢纤维混凝土也具备良好的阻止以及抑制温度变化的性能，同时对于路桥的扩张以及断裂等现象也有很强的抑制作用。

2 钢纤维混凝土在路桥施工过程中具有的施工应用要领

2.1 钢纤维与混凝土之间的配合比问题

钢纤维与混凝土之间的配比主要是根路桥的抗弯强度设计值、道路路面的厚度以及钢纤维混凝土抗折强度设计值等确定下来的，在实际的应用过程中，通常以以下公式来对其进行详细的计算。

素混凝土抗折强度的设计值X（1+钢纤维长径比X 钢纤维体积率X 钢纤维对着强度系数）。一般情况下在施工过程中都会使用上述公式来详细的计算钢纤维与混凝土之间的配合比问题。根据上述公式可以看出，钢纤维混凝土的配合过程中与钢纤维体积率、素混凝土水灰之比以及浇筑范围和最后的钢纤维具有的强度系数等有非常密切的关系。而最终的确定则是需要通过以上计算的最终结果在加上对拌合物性能进一步测试确定出来的。

2.2 钢纤维的投放于钢纤维混凝土的搅拌工作

在钢纤维的投放过程中，应当使用先干后湿的分散式投放方法，使用这种方法的主要目的是为了能够防止在搅拌过程中出现结团的现象。另外，在投放前，钢纤维应当首先于细骨料搅拌均匀后再通过震动筛分经过筛分之后再投放到素混凝土当中。钢筋混凝土搅拌的过程中必须要按照一定的投放工艺进行投放搅拌，必须要严格地按照分级投料的思想进行后续工作。只有确保好每一级都搅拌均匀之后再投入下一级的材料，最终确保整个钢纤维材料混合均匀，并且还能够防止出现钢纤维结团等现象。最后，对搅拌机也有一定的要求，在整个搅拌的过程中，要想达到更好的搅拌效果就必须要在搅拌过程中选用目前较为先进的设备仪器，只有保证仪器先进，最终才能够确保钢纤维在搅拌过程中有最好的搅拌效果以及对搅拌机的利用率达到最大。

2.3 钢纤维混凝土的铺装

（1）路面与桥面部分。路面与桥面在施工的过程中，钢纤维在钢纤维混凝土的掺拌量应当为0.8%～1.2%左右。因为在这个比例之内既能够保证路面或者是桥面具有高强度的耐久性以及抗裂性，同时还具备良好的舒适性，以及对道路桥梁的强度也有很大程度的提升作用。在对实际应用过程中，经过研究发现路面的耐磨性能往往与钢纤维混凝土与橡胶沥青混凝土二者进行复合使用。应用于这一点方法能够在原来的基础上进一步提升路面的耐磨性能，当然这也是增强桥梁弯折强度的根本有效手段之一。

（2）桥梁部分。对于钢纤维混凝土材料在桥梁部分上的应用主要可以分成以下两部分即桥梁墩台以及桥梁上部。首先，对于桥梁上部来说，使用钢纤维混凝土材料来作为主梁或者是应用于几种区域，从而使得对桥梁的整体受力性能以及结构变形等性能有非常高的提升，另外，还能够减轻自重，同时因为桥梁结构具备高度的跨度因此进一步满足了如今城市发展中人们对桥梁的美观大方等方面的要求。其次，对于桥梁墩台部分，在这部分使用钢纤维混凝土材料之后能够在很大程度上减少了自身重量以及材料的重量，从而进一步减少了桥梁墩台的数量，因此能够在很大程度上降低整体桥梁的造价。另外，在应用于钢纤维混凝土结构的过程中，还能够非常有效地防止侨联顿台上出现的表面脱落以及墩台出现裂缝等问题。

（3）对土桩部分增强的效果。在实际的生产应用过程当中，一般会将土桩的桩顶以及桩尖等部位使用钢纤维混凝土结构进行施工工作，如此一来，就能够在整体上减少使用钢纤维混凝土而进行的全面浇筑，这样一来，就能够在很大程度上降低建造的成本。而在土桩以及桩尖等部位使用钢纤维混凝土施工技术后不仅能够在很大程度上增强桩顶的韧性以及抗冲击的能力，同时还能够避免因为桩顶在打入设计过沉重出现的裂缝以及破裂等现象。最后，对于桩尖部分能够极大地提升桩尖入土的能力，从而进一步提升了打击的速度。对于桩身部分在出于经济角度的考虑下没有必要非得使用钢纤维混凝土施工技术。对于这方面可以使用非预应力或者是预应力的钢筋混凝土即可。而如果是建造预算考虑充足的情况下，也可以全身使用钢纤维混凝土进行全断面整体浇筑的混凝土土桩。具体情况还需要具体考虑。

3 结语

钢纤维混凝土技术自从诞生以来，发展到如今技术已经成熟，并且应用越来越广泛，如今已经被广泛的应用于城市高层建筑、路桥建设、隧道建设以及机场跑道等方面的工程建设当中，并且如今已经取得了非常不错的社会效益和经济效益。这项钢纤维混凝土技术在应用于路桥施工的过程中，不仅能够降低了道路的建设成本，同时对于质量有非常高层面的提升。相信此技术会为后续的科学化与现代化技术发展起到更加有利的促进作用。