钢纤维混凝土技术在公路施工中的应用

刘广超

（中铁十九局集团第六工程有限公司，江苏无锡 214000）

0 引言

建筑行业水平的日新月异促进了公路工程施工的快速发展，相应对公路施工质量也有了更高的需求。作为公路施工建设项目中的关键材料，混凝土是公路施工的主体，其施工技术将直接关系到公路项目的使用性能及整体质量。常规的混凝土施工技术易造成公路质量缺陷，如塌陷、裂缝等，因此研究人员迫切探寻一种常规混凝土的替代品，以提高公路建设项目的整体性能，突破常规混凝土技术的壁垒[2]。钢纤维混凝土技术以提升混凝土结构性能、提高公路建设工程使用时间、有效避免混凝土出现结构裂缝等质量缺陷为优势，一经出现便受到公路施工企业的青睐。

1 钢纤维混凝土概要分析

1.1 钢纤维混凝土技术实现原理

钢纤维混凝土技术实现原理主要是通过均匀铺设对应比例的钢纤维在常规混凝土表层，以实现提升混凝土使用性能的目的，随着钢纤维混凝土技术的提高，已被广泛应用于不同的建筑行业。钢纤维混凝土技术有别于传统混凝土技术，其应用过程中，其表层铺设的钢纤维可根据需求产生形变，并形成一类新型的波纹形态的混凝土结构，该混凝土结构的特点是表层产生钢纤维刻痕，侧边产生钩状，根据公路工程施工需要形成对应的圆状截面结构或扁平状截面结构[3]。通过科学整合钢纤维与混凝土材料的结构，有效提升钢纤维混凝土的物理特性，增加受力特性，达到提升公司施工质量的目的。表1 为钢纤维针对不同道路实际施工种类对应的参数选择类别。

表1 针对不同实际道路施工种类对应的参数选择类别

1.2 钢纤维混凝土在公路施工应用的特性分析

（1）提高公路使用耐久度。应用钢纤维混凝土技术可提高公路使用耐久度。钢纤维混凝土材质较轻，具备相比常规混凝土更强的抗压性及抗拉伸能力，通过改变混凝土内部力学结构，有效提高土基使用耐久度，增加公路使用年限，具有很强的实用性，有效改善常规混凝土常见的塌陷、裂缝等质量问题[4]。

（2）加强公路结构聚合力。作为新型的复合材质的公路施工混凝土材料，按照制造工艺的差别，可将钢纤维混凝土划分为切断、剪切、熔抽、切削等类别，并应用在不同类型的公路实际施工。由于钢纤维相比常规纤维具备更好的韧性，因此保证了钢纤维混凝土具备更优的聚合力。公路施工中，应用常规混凝土施工完成后会产生不同程度的裂缝，难以修复，应用钢纤维混凝土可科学强化公路结构聚合力，避免施工裂缝的产生，提高公路建设质量。

（3）减少公路建设支出。我国幅员辽阔，地形环境各异，因此对公路施工提出不小的挑战。钢纤维混凝土技术具备良好的应用性及适应性，因此在道路交通等建筑业得到较好普及，在面对施工环境恶劣、施工作业复杂的情况时，应用钢纤维混凝土技术可提升路基对恶劣环境及复杂施工条件的适应性，减少繁琐的处理工序及特殊环境机械的应用，能够达到事半功倍的效果，进而有效减少公路建设支出，提高施工企业经济收入[5]。

2 钢纤维混凝土技术的应用实施重点

2.1 钢纤维混凝土选材

针对不同的公路施工场景，应科学选择不同材料的钢纤维混凝土，制定对应的钢纤维混凝土施工工艺。在进行钢纤维混凝土选材时，应综合考虑公路工程施工位置的气候环境及地质条件，根据勘察数据科学选择适用的钢纤维混凝土施工工艺。综合以上条件，针对不同钢纤维混凝土的原材料进行分析比对，从中选取最具性价比的材料，建立标准健全的材料选择体系。

2.2 钢纤维混凝土的振捣及浇筑

针对钢纤维混凝土的振捣及浇筑工艺有别于常规方式，由于钢纤维混凝土材料中含有钢纤维材质，应用常规的振捣及浇筑方法会破坏钢纤维混凝土的固有的结构稳定。所以在具体施工时，操作人员应采用特殊的方式进行振捣浇筑，对钢纤维混凝土的浇筑速率严格控制，为了确保混凝土浇筑成型后的平整，首次浇筑完成应马上实施振捣操作。同时，操作人员在浇筑过程中应注意观察检验，保证钢纤维混凝土不得出现钢纤维材料外露的现象，配合压纹机联合施工，保证混凝土振捣及浇筑的施工质量，提高公路建设的结构稳定，延长使用年限。

2.3 钢纤维混凝土的搅拌及运输

根据钢纤维混凝土搅拌标准进行搅拌操作，在公路项目施工时，针对不同硬度的土质结构应铺设不同硬度的钢纤维混凝土，因此应按照不同公路工程的地质情况，科学确定钢纤维混凝土搅拌的比例，从而提高搅拌效果。钢纤维混凝土搅拌完成，需将其立即装入罐车运输。钢纤维混凝土的运输应保证控制规定的搅拌速率，同时严格控制搅拌时的混凝土温度，做到实时监测，避免因混凝土温度超过门限值而引起钢纤维混凝土的固凝情况，降低混凝土的施工效果。与此同时还应控制钢纤维混凝土的运输速度，避免因罐车行驶过快而导致钢纤维混凝土出现材料的离析，降低混凝土施工效果。

2.4 钢纤维混凝土的定型与保养

钢纤维混凝土通常使用整体浇筑法进行定型浇筑，以有效避免公路项目产生施工裂缝，浇筑后平整机械完成抹平操作，自然风干定型。混凝土养护应注意避免产生较大温差，可使用塑料布覆盖或洒水等方式，应保证成型后至少一周的养护时间。

3 公路施工中钢纤维混凝土技术的具体应用

3.1 公路路基铺设

应用钢纤维混凝土技术能够改变常规混凝土内部结构，提升抗压强度，避免公路路基出现塌陷的情况。在进行钢纤维混凝土路基铺设施工前，应根据公路施工环境及施工工艺科学选择钢纤维材料，因为削切钢纤维或剪切钢纤维具备更优质的加固性，因此主要选取这两类钢纤维作为路基的加固材料，提升抗塌陷及抗振功能。

3.2 公路表面施工建设

根据公路建设实际，合理选择公路表面施工建设方法，如双层施工法或单层施工法。双层施工法是在路面铺设过程中在底层和顶层采用钢纤维混凝土技术进行施工，在夹层仍旧使用常规的混凝土。双层施工法的优势是对减少施工开裂及提升表面稳定成效明显。单层施工法是单纯的在公路施工表层应用钢纤维混凝土技术，表层以下仍然使用常规的混凝土。单层施工法相比双层施工法投资费用更低，施工工艺更简单，所以在公路施工中拥有更广泛的应用特性。在公路路面碾压环节同样可以混入钢纤维材质，以达到提高公路表面稳定性、加固路面的效果。在公路表面铺设施工中应用钢纤维混凝土技术，可提升路面强度及抗拉性，延长路面使用年限，降低施工裂缝的发生概率。同样应选取合适的原材料，根据标准的施工工艺完成施工。区别于常规路面铺设施工，由于钢纤维混凝土中混有钢纤维材料，路面铺设完工后应及时对定型后的公路表面裸露钢纤维进行锤击、压平等操作处理，以提高公路表面的平整程度。

3.3 稳固公路边坡及隧道围岩

公路施工中难免遇到施工环境差、施工条件复杂的情况，应采取必要措施提高公路结构的牢固、稳定性。应用钢纤维混凝土技术在公路边坡防护施工中，利用钢纤维混凝土有效提升隧道围岩稳定性的特性，增加边坡支护结构的稳定性，降低内外应力对边坡及隧道围岩的受力影响。在稳固公路边坡及隧道围岩施工前，应科学计算相应内外应力的变化参数，根据参数值确定具体的钢纤维混凝土的拌和强度及铺设厚度值，从而有效提高公路施工中公路边坡及隧道围岩的施工质量，延长复杂环境下公路施工工程的使用年限。

3.4 路面缺陷修复及公路防冻功效提升

公路施工建设完毕并投产使用后，受外界环境、气候、外力等因素影响，公路表面难免会出现裂缝、塌陷等质量缺陷。在对路面质量缺陷修复过程中，合理应用钢纤维混凝土材料，可有效提高公路表面的结构稳定程度。应用钢纤维混凝土技术进行路面缺陷修复，应科学计算钢纤维混凝土材料的体积率，保证公路路面修复后体积率应高于1.8%。公路表面开裂的原因主要是由于原有路面对于扩散水化热的实现效果不好，从而降低了公路的热传导率，温度冷热变化导致路面开裂。应用钢纤维混凝土技术可有效提升公路表面的热传导率，提高公路表面抗冻功效，提升公路质量。

4 结束语

综上所述，充分发挥钢纤维混凝土的应用性能突出、材料成本低廉、应用范围广等特性，在公路施工建设中合理应用钢纤维混凝土技术，对于提高公路使用耐久度、加强公路结构聚合力、节省公路建设支出等优势明显。围绕钢纤维混凝土技术在公路施工中的应用展开探讨，在深入分析其技术原理、应用特性、实施重点工序的基础上，研究具体实际应用，旨在为公路施工质量的进一步提升提供借鉴。