钢纤维混凝土技术在道路桥梁建设中的实践研究

薛天锋

摘 要：随着我国城市化速度的加快，新的建筑技术不断出现，创新型技术提升了建筑的整体质量。而在这些创新型技术中，钢纤维混凝土技术应用较为广泛。该技术主要用于道路桥梁施工项目，可以增加桥梁坚固度，提升桥梁柔韧性与使用年限，保证道路桥梁建设质量满足国家验收标准。笔者结合多年道路桥梁工程建设实践经验，探究钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的具体应用方法，并提出技术改革方案，以提高我国道路桥梁工程建设水平。

关键词：钢纤维混凝土;道路桥梁施工;技术优化;路面铺设

中图分类号：U445.57文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）04-0109-03

Abstract： With the acceleration of China's urbanization， new construction technologies continue to emerge， and innovative technologies have improved the overall quality of buildings. Among these innovative technologies， steel fiber concrete technology is widely used. This technology is mainly used in road and bridge construction projects， which can increase the firmness of the bridge， improve the flexibility and service life of the bridge， and ensure that the quality of the road and bridge construction meets the national acceptance standards. Based on many years of practical experience in road and bridge construction， the author explored the concrete application methods of steel fiber concrete technology in road and bridge construction， and proposed a technical reform plan to improve the level of road and bridge construction in China.

Keywords： steel fiber concrete;road and bridge construction;technology optimization;pavement paving

隨着社会经济的蓬勃发展，我国道路桥梁建设技术不断取得突破。其中，最具创新性的是将钢纤维混凝土技术融入道路桥梁施工项目中，这项技术不仅在道路桥梁施工中取得良好的应用效果，还极大地延长道路桥梁的使用寿命，减少建设项目投资成本。但是，部分施工单位在使用钢纤维混凝土技术时没有充分利用其技术优势，仍采用传统施工方案，导致钢纤维混凝土道路桥梁建设质量不佳。为避免这种问题，施工单位应该加强钢纤维材料筛选管理，提升施工人员的钢纤维混凝土技术应用水平，让钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中发挥更大价值。

1 钢纤维混凝土技术分析

1.1 概念

钢纤维混凝土技术作为一种混凝土材料优化技术，是将钢料与混凝土结合的一种新型技术。在混凝土受到外力挤压时，通常会发生形变现象，严重影响后期混凝土的使用。例如，道路经过长时间使用会出现车辙问题。这一问题长期困扰着建筑施工行业。为了有效解决此类问题，技术人员将钢纤维融入混凝土搅拌工序中，等混凝土凝结后，对其进行系统测试，结果发现，混凝土质量显著提升。

随着技术的发展，技术人员发现，将不同的钢纤维融入混凝土中，可以达到不同的硬度与强度效果。一般来说，其可以分为切断型钢纤维、剪切型钢纤维、铣削型钢纤维和熔抽型钢纤维，每一种混凝土钢纤维都有自己的特点。例如，切断型钢纤维利用小直径冷拔钢丝作为原料，把钢丝切成短纤维，再将其融入混凝土中，这种方法的最大优势是可以提升钢纤维混凝土抗拉强度，使用切刀、冲床就可以进行适当的加工;剪切型钢纤维一般由冷轧带钢剪切而成，具有强度高、易分散等特点，自身与混凝土之间有较好的黏结性能，十分适用于桥梁、公路等方面的建设;铣削型钢纤维是一种利用钢锭铣削工艺制成的钢纤维材料，它的两端都带有锚固端，同时兼具粗糙、光滑的特性，一般被应用于水利工程、港口建设等方面，自身具有很强的弹性与抗压性;熔抽型钢纤维制作方法与切断型钢纤维制作方法相似，二者的不同之处在于冷轧带钢处理方式，熔抽型钢纤维制作过程更加复杂，需要进行加温处理，但强度会高于切断型钢纤维。

1.2 优势

与普通混凝土相比，钢纤维混凝土具有柔性高、抗开裂、强度大和延展性好等特点。普通混凝土添加少量钢纤维，就可以显著提升整体强度与承载能力，而不同形状的钢纤维存在差异性，具体应用则要根据工程的实际情况来定。目前，钢纤维混凝土技术已经应用于我国建筑项目中并取得卓越的建筑效果。钢纤维质检合格标准如表1所示。钢纤维质量合格是保证钢纤维混凝土质量的基础，而将钢纤维混凝土技术融入道路桥梁建设项目中，可以有效提升路面抗弯、抗压能力，延长道路桥梁使用寿命，减少后期出现工程质量问题的可能性。但是，钢纤维与混凝土没有交融性，使得混凝土容易出现形变问题。面对这种问题，施工单位应该有效控制和减少混凝土的杂质含量，提升钢纤维与混凝土的融合速度[1]。

钢纤维混凝土具有良好的耐碱性与抗磨性，在一些特别恶劣的环境下也表现出良好的性能，其在我国北方地区多有应用。我国北方地区昼夜温差大，一年四季气候差别较大，道路桥梁表面需要承受诸多雨雪的考验。若道路桥梁没有良好的隔热性与延展性，则使用几年后就需要大面积维修，不仅给当地政府带来极大的经济负担，还给附近居民出行带来极大的不便。而将钢纤维混凝土技术融入道路桥梁施工中，可以完美消除天气对道路桥梁使用寿命的影响[2]。

2 钢纤维混凝土技术在道路桥梁建设中的具体应用

2.1 钢纤维混凝土材料分类

2.1.1 普通钢纤维混凝土材料。顾名思义，普通钢纤维混凝土是指在混凝土中添加一般钢纤维材料，进而提升混凝土质量与强度。普通钢纤维混凝土的制作方法比较简单，人们只需要在完成混凝土搅拌后添加细纤维、冷轧钢纤维和水冷钢纤维，而后添加融合材料进行二次搅拌，最终形成一种钢纤维混凝土材料。普通钢纤维与混凝土的体积率为1.5%～2.5%，相较一般混凝土，抗弯强度提升70%左右，抗剪强度会提升90%左右，抗压强度增加较小，一般只能提升10%左右，普通混凝土在同等坍落度和不同压强下的钢纤维添加量如表2所示。将普通钢纤维混凝土材料应用于一般建筑中，可以提升建筑项目整体质量。而在道路桥梁施工中，普通钢纤维混凝土只能用于基层路面，无法应用于路面铺设及路面凹坑填补。钢纤维混凝土技术应用成本较低，混凝土强度较高，因此，应用范围较为广泛，被广泛用于桥墩灌注、基面铺设以及坑洼处填补[3]。

2.1.2 复合钢纤维混凝土材料。复合钢纤维混凝土材料是指在混凝土中添加3%左右的复合钢材料，它的抗剪强度与抗弯强度与普通钢纤维混凝土相差不大，但是由于其特殊性，复合钢纤维混凝土质量较普通钢纤维混凝土会减少30%左右，抗压性能与抗震性能会提升60%左右。当前，我国很多地区都开始兴建沥青混凝土铺面道路。这种道路在路面铺设一层高黏度有机沥青作为保护层，增加路面摩擦性与路面抗压性。但沥青混凝土铺面道路一般需要两到三层的铺垫，因为沥青本身硬度一般、柔性较差，若只是使用混凝土作为路面铺设的主体，很容易出现塌陷和凹坑问题，而且这种问题无法得到永久解决。所以，建设沥青混凝土铺面道路时，只会在路面1～2 cm使用沥青镀层，而下面支撑部分仍然需要使用复合钢纤维混凝土技术[4]。

在使用雙层复合钢纤维混凝土技术时，要在下层铺垫60%的普通钢纤维混凝土材料，上面铺垫40%的复合钢纤维混凝土材料，然后铺设沥青镀层材料;在使用三层复合钢纤维混凝土技术时，要在下层铺设30%的复合钢纤维材料，中间浇灌40%的普通钢纤维混凝土材料，顶层再灌入30%的复合钢纤维混凝土材料。从设计理念来看，相较于双层复合钢纤维混凝土结构，三层复合钢纤维混凝土结构更加科学、合理，但是目前很少有地区使用三层复合钢纤维混凝土结构。主要原因在于工期短、甲方投资有限。施工单位应主动与甲方沟通，阐明三层复合钢纤维混凝土结构与二层复合钢纤维混凝土结构的特征，对比二者的使用年限、未来发展情况和施工质量，使甲方充分重视三层复合钢纤维混凝土结构，增加资金投入[5]。

2.2 钢纤维混凝土应用

2.2.1 钢纤维混凝土罩面铺设。钢纤维混凝土罩面主要有三种，即结合式罩面、直接式罩面和分离式罩面。三者都是旧混凝土路面与钢纤维混凝土相结合的有效方法，都可以提升钢纤维混凝土的利用价值[6]。

结合式罩面是将旧混凝土与钢纤维混凝土结合在一起，相互连接，相互融合，促使建筑结构更加稳定。在实际施工过程中，施工单位首先要确定旧混凝土材料，避免旧混凝土与钢纤维产生排斥反应。最为有效的方法就是采集旧混凝土样品，然后让专业检测机构测定其化学成分。

直接式罩面是在旧混凝土上直接铺设钢纤维混凝土材料，形成全新的混凝土罩面。这种方法只适用于使用频率较低和磨损程度较轻的混凝土路面，不适用于使用年限过长、开裂严重的路面[7]。在进行直接式罩面施工时，施工单位要使用超声波检测仪器对路面状况进行全面扫描，避免路面内部出现大型裂痕，进而影响上层钢纤维混凝土路面的铺设质量。

分离式罩面就是将旧混凝土与钢纤维混凝土分层，在二者之间构建隔离层，减少相互影响。这种方法需要在旧混凝土上铺设大量砂石和泥土，利用砂石填补旧混凝土道路的漏洞，然后使用钢纤维混凝土构建新罩面。这种方法的最大缺陷是会增加路面原有高度，遮挡驾驶员的部分视线。因此，施工单位要对隔离层进行夯实，将路面高度控制在一定范围内。

2.2.2 钢纤维混凝土桥面铺设。在桥梁建设过程中，钢纤维混凝土相较于普通混凝土来说具有极大的优势。桥面采用钢纤维混凝土铺设，可以提升自身抗裂性与车辆行驶舒适性，有效缓解桥面压力。同时，钢纤维材料可以提升桥面的抗震性能与抗剪性能，在发生地震、泥石流等危险时，可以增强桥梁的综合抗性，给桥上人员充足的反应时间，减少人员伤亡[8]。

3 结语

钢纤维作为一种全新的混凝土复合材料，可以显著提升混凝土的强度、硬度、延展性、弹性以及使用寿命，实际应用效果良好。道路桥梁工程项目要充分利用钢纤维混凝土，提升路面和桥面质量，促进我国道路桥梁事业的快速发展。随着我国科学技术的进步，很多全新的建筑材料被开发出来，其应用市场广阔。因此，建筑行业技术人员要着眼于当下，自主学习全新的建筑技术，转变建筑理念，将钢纤维混凝土技术的价值利用到极致。

参考文献：

[1]门国超.基于道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用研究[J].建筑与装饰，2019（24）：127.

[2]郑欣荣.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术应用探讨[J].百科论坛电子杂志，2019（22）：258-259.

[3]杨福仁.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J].中国室内装饰装修天地，2019（8）：337.

[4]毛勇锐.道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用分析[J].城市建设理论研究，2019（22）：38.

[5]叶翼，丁婉秋.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用新探[J].百科论坛电子杂志，2020（4）：891.

[6]赵金宇.钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用[J].绿色环保建材，2019（10）：100.

[7]张丽，张小英.钢纤维混凝土施工技术在桥梁工程中的应用[J].交通世界（建养机械），2019（12）：92-93.

[8]李伟.关于道路桥梁工程中钢纤维混凝土技术的应用方案[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：168.