钢纤维混凝土技术在路桥工程中的应用探讨

钢纤维混凝土技术在路桥工程 中的应用探讨

许斌彬

身份证： 420684198*******3X 湖北省宜城市 441400

摘要：工程建设质量的好坏，工程使用寿命的延长，都离不开新材料、新工艺的应用。钢纤维混凝土作为不同于普通混凝土的一种复合材料，性能优良，已应用发展多年。本文根据实践经验对其进行了探讨性总结，旨在与同行共同探讨进步。

关键词：钢纤维 混凝土材料 道路桥梁

引言

工程建设中使用最多的拌和材料就是水泥混凝土，但随着对工程要求的提高，传统混凝土施工技术已不能满足对工程质量和性能的要求，纤维混凝土技术应运而生。而掺入钢纤维的复合混凝土材料，能够大幅提升传统水泥混凝土的抗裂、抗拉、耐温差、耐久等多种性能。

1.钢纤维混凝土简述

钢纤维混凝土是按配比要求，把一定数量的钢纤维材料均匀乱向的混加到普通水泥混凝土中，钢纤维与普通混凝土相混合而形成的一种复合材料。这种复合材料，除抗压强度没有改变外，其承受荷载的各项性能相比普通水泥混凝土，都有较明显的提高。

2.钢纤维混凝土优点综述

钢纤维具有较高的抗拉强度，而普通混凝土只能承受抗压，两者优势互补，混凝土抗拉、抗折、抗剪强度就有了明显提高，在钢纤维阻裂性能作用下，混凝土又有了较高的抗裂性、延性和韧性。据试验和实际施工采集的数据对比，钢纤维混凝土单轴抗拉极限强度提高45%，抗弯极限强度提高1.4倍，抗剪强度提高50-100%。当钢纤维掺入量在1-2%时，冲击韧性提高近100倍，确保在遇到外力冲击时，减小被破坏的程度。此外，钢纤维有着类似钢筋一样抗拉作用，让混凝土具有更好的抗裂性能，承受温度变化等因素导致的体积收缩和膨胀，让混凝土更好维持原本状态，避免出现裂缝，延长寿命。

3.钢纤维混凝土在道路桥梁中的应用

3.1在桥梁工程中的应用

①桥面铺装。钢纤维混凝土不仅能减少铺装层厚度，也提高其刚度和抗折强度，这样就能较大程度减轻桥梁自身重量，同时使桥梁受力状况更优化，提升铺装面层的抗裂性、耐久性和舒适性，让桥梁工程的耐久寿命更长。铺装层厚度应为80-100mm，配置的钢筋直径不应小于8mm，钢筋网间距不宜大于200mm，保护层厚度35mm较为合适，注意的是，要在桥梁结构伸缩缝处设变形缝或施工缝，缝边宜采用型钢加强，缝两侧的钢纤维混凝土应提高强度等级和钢纤维掺入量。

②钢筋混凝土桩施工。一般情况下，将钢纤维混凝土应用到桩顶或桩尖上，能明显提高桩的穿透性能，提高其抗冲击的性能，减少施工锤击次数，更能防止在锤击桩的过程中发生桩顶被击穿的情况。

③桥墩桥台。一般情况下，钢纤维混凝土应用到桥墩桥台等局部结构中，既能满足桥梁抗震性能和桥梁整体性能，又可以有效避免桥墩桥台、桥面板等出现裂缝，以及出现表面层病害剥落。

④桥隧衬砌及边坡防护。在地质坏境不良地区，通过钢纤维混凝土外喷的方式，可以有效防止岩石的脱落；在隧道工程衬砌中，钢纤维混凝土有着更好的防护作用，不仅能增强隧道的抗渗透性能，还能增强隧道结构的整体稳定性。

3.2在道路工程中的应用

①钢纤维混凝土面层。采用钢纤维混凝土的面层一般有两层式和三层式两种结构形式。两层结构式，是下层不使用钢纤维混凝土，只采用普通水泥混凝土，而在上层采用面层总厚度1/3至1/2的钢纤维混凝土；三层结构式，是中间层不使用钢纤维混凝土，在上、下两层采用钢纤维混凝土。两种结构形式相比，三层结构式的面层，耐久性更好，但施工工艺相对复杂，投入成本更高。在沥青混凝土等柔性路面上铺筑钢纤维混凝土面层时，可将原有柔性路面作为面层，对较严重的车辙、拥包进行铣刨，对坑槽和网裂较严重的路段应进行结构补强。钢纤维混凝土面层不小于140mm，直接式和结合式的接缝应与原路面的接缝重合，当原路面横向缩缝间距小于4.5m时，加铺层内要间隔取消一条横向缩缝，原路面纵向缩缝可被加铺层覆盖，纵向工作缝应与旧路面纵向工作缝相对应。

②钢纤维水泥砂浆罩面及细石钢纤维混凝土。一般是用于对已损坏的混凝土路面面层进行修补作业，钢纤维长度与直径比应控制在70至100，体积率最小不低于0.9%，最大不超过1.8%。

③钢纤维混凝土罩面。一般用于对损坏的混凝土路面层进行修补，分为分离式罩面、直接式罩面和结合式罩面等。直接式罩面一般用于混凝土路面层损坏程度比较轻的情况下，是通过在损坏的混凝土路面层上施工铺筑钢纤维混凝土而形成罩面；分离式罩面是设置一个隔离层后，再铺筑钢纤维混凝土，使其不与原混凝土面层相连，各面层相对独立；结合式是铺筑的钢纤维混凝土与破损的混凝土路面层相互粘结成为整体，共同发挥作用。

④其他情况的应用。比如在冻土地区中，因为钢纤维的特殊性能，能够维持冻土冷热平衡，明显提高路面的抗冻性能。

4.钢纤维混凝土施工技术要点

4.1原材料选择。钢纤维根据其生产工艺的不同，主要有冷拉钢丝切断型、薄板剪切型、钢钉铣削型、钢丝削刮型和熔抽型等。不管采用哪种类型钢纤维，任一单根钢纤维抗拉强度不得低于最小规定值的90%，钢纤维体积率不小于0.35%，当采用1000MPa级以上的钢纤维，且混凝土强度不低于C40时，钢纤维体积率不得小于0.23%。采用喷射钢纤维混凝土的钢纤维抗拉强度等级应大于600MPa，长度要小于输料管及喷嘴内径0.7倍，且不宜小于最大骨料粒径的2.5倍，实际体积不宜小于0.35%。混凝土骨料要采用连续级配粗骨料，最大公称粒径要小于25mm和钢纤维长度的75%。

4.2配合比设计。钢纤维混凝土的配比设计方法与普通混凝土的配比设计并无明显差异，但要根据抗拉强度或弯拉强度的要求经过试验确定钢纤维形状和强度等级。

4.4运输要求。任何混合料在运输过程中，混合料的性能都会受到车辆颠簸、道路状况好坏、运输设备、运输距离等因素影响，为确保钢纤维混凝土的施工性能，应最大程度避免运输过程中的振动，防止其稠密度下降，出现离析现象，拌合站应修建在离施工现场较近的地方，缩短运输距离和运输时间。

4.5浇筑和振捣。钢纤维混凝土施工时，不能有明显的浇筑施工接头，在施工过程中，要连续浇筑不能间断，每次倒料厚度应在14-28cm。振捣时，应尽量使用平板振动器或模外振捣器，避免振捣过程中发生集中效应，确保钢纤维分布均匀，不出现分层现象或离析现象。为避免钢纤维裸露出结构表面，在浇筑振捣完成后，要进行检查，对裸露在外的钢纤维要进行处理，以防受锈蚀，可采用圆盘抹平机进行修整处理。

结语

钢纤维混凝土应用在路桥工程中，能够提高工程各项性能，在材料不断更新和科技水平不断进步的形势下，对钢纤维的研究也应不断加深，本文通过分析总结在以往施工过程中的经验，为实际施工提供一些经验作为参考。

参考文献

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