路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析

王貴財(cái)

（山東省棗莊市公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)中心，山東 棗莊 277100）

1 鋼纖維混凝土的施工技術(shù)以及具有的種種優(yōu)勢(shì)

所謂的鋼纖維混凝土技術(shù)其實(shí)指的就是在道路橋梁的施工過程中，為了能夠進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、承載力以及拉伸力等方面的特性，普通的混凝土當(dāng)中按照一定比例混入的鋼纖維，從而形成下新型水泥不論是在強(qiáng)度、承載力還是拉伸力等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的混凝土。最早對(duì)鋼纖維混凝土進(jìn)行應(yīng)用的實(shí)在19 世紀(jì)末期的美國，但隨著發(fā)展與社會(huì)時(shí)代的進(jìn)步，如今此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)越發(fā)的成熟與完善，并且與傳統(tǒng)的水泥混凝土相比較而言，鋼纖維混凝土在力學(xué)方面以及其他方面均有著非常巨大的優(yōu)勢(shì)。具體呈現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)如下所述：

1.1 對(duì)比傳統(tǒng)混凝土材料鋼纖維混凝土的強(qiáng)度與重量比值明顯升高

使用鋼纖維混凝土技術(shù)應(yīng)用在路橋施工的過程中，路橋的路面厚度與普通混凝土的厚度之比為1：2。并且鋼纖維在道路鋪設(shè)的過程中只需要對(duì)道路設(shè)置橫縫即可，并不需要再對(duì)其設(shè)計(jì)縱縫。在橫縫設(shè)計(jì)過程中，橫縫距離一般為30cm或者是20cm 即可。通過應(yīng)用鋼纖維結(jié)構(gòu)能夠在很大程度上提升路面的拉伸能力以及抵抗沖擊的能力，最終對(duì)整個(gè)路橋的施工質(zhì)量起著非常高的促進(jìn)作用。

1.2 鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)在抗壓、抗沖擊力以及抗彎、抗拉等方面均有顯著的提升

鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中的混凝土分布相對(duì)較為短，并且具有不連續(xù)性，呈現(xiàn)出亂向分散的形態(tài)。在這種情況之下，使用如此分布能夠非常有效地提升鋼纖維的抗壓、抗沖擊力以及抗彎、抗拉等方面的能力。根據(jù)相關(guān)研究調(diào)查以及實(shí)際檢測(cè)的最終結(jié)果顯示，使用鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)比傳統(tǒng)單軸混凝土結(jié)構(gòu)在抗拉極限強(qiáng)度上高出1.25 ～1.5 倍。在抗彎極限的測(cè)量過程中高出普通混凝土的1.5 ～2.5 倍之多。抗沖擊的韌性指標(biāo)更是高出普通混凝土50 倍之多，甚至可能會(huì)高出100 倍。而在實(shí)際的應(yīng)用過程中只需要在混凝土當(dāng)中添加大約為0.8%～2.1%的鋼纖維即可獲得以上諸多方面的提升，可見僅僅需要消耗較小的鋼纖維，便能夠獲得顯著的提升。

1.3 明顯減小路橋的日常損耗，增大路橋的使用壽命

在路橋的正常使用過程當(dāng)中，路橋的損耗一般是來自于正常磨損，開裂或者是超過極限值等方面。而在應(yīng)用于鋼纖維混凝土技術(shù)之后建造出來的路橋能夠在以下幾方面當(dāng)中有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)：

（1）能夠有更好的伸縮性，采用鋼纖維混凝土施工技術(shù)能夠獲得更高的抗拉性，并且根據(jù)有關(guān)研究得出，使用鋼纖維混凝土技術(shù)在收縮率方面上相比傳統(tǒng)混凝土降低了15%～35%。

（2）能夠有更好的抗剪性能，在實(shí)際的剪切試驗(yàn)研究過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最終結(jié)果表面鋼纖維混凝土在抗剪性方面高出普通混凝土非常多，尤其對(duì)于其承載強(qiáng)度更是達(dá)到500 ～900MPa。

（3）擁有更強(qiáng)的耐磨以及抗凍能力，因?yàn)殇摾w維由于材料本身便具備隨著溫度的變化而會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的伸縮能力，因此鋼纖維在應(yīng)用于混凝土當(dāng)中，使得鋼纖維混凝土也具備良好的阻止以及抑制溫度變化的性能，同時(shí)對(duì)于路橋的擴(kuò)張以及斷裂等現(xiàn)象也有很強(qiáng)的抑制作用。

2 鋼纖維混凝土在路橋施工過程中具有的施工應(yīng)用要領(lǐng)

2.1 鋼纖維與混凝土之間的配合比問題

鋼纖維與混凝土之間的配比主要是根路橋的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、道路路面的厚度以及鋼纖維混凝土抗折強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等確定下來的，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，通常以以下公式來對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。

素混凝土抗折強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值X（1+鋼纖維長徑比X 鋼纖維體積率X 鋼纖維對(duì)著強(qiáng)度系數(shù)）。一般情況下在施工過程中都會(huì)使用上述公式來詳細(xì)的計(jì)算鋼纖維與混凝土之間的配合比問題。根據(jù)上述公式可以看出，鋼纖維混凝土的配合過程中與鋼纖維體積率、素混凝土水灰之比以及澆筑范圍和最后的鋼纖維具有的強(qiáng)度系數(shù)等有非常密切的關(guān)系。而最終的確定則是需要通過以上計(jì)算的最終結(jié)果在加上對(duì)拌合物性能進(jìn)一步測(cè)試確定出來的。

2.2 鋼纖維的投放于鋼纖維混凝土的攪拌工作

在鋼纖維的投放過程中，應(yīng)當(dāng)使用先干后濕的分散式投放方法，使用這種方法的主要目的是為了能夠防止在攪拌過程中出現(xiàn)結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象。另外，在投放前，鋼纖維應(yīng)當(dāng)首先于細(xì)骨料攪拌均勻后再通過震動(dòng)篩分經(jīng)過篩分之后再投放到素混凝土當(dāng)中。鋼筋混凝土攪拌的過程中必須要按照一定的投放工藝進(jìn)行投放攪拌，必須要嚴(yán)格地按照分級(jí)投料的思想進(jìn)行后續(xù)工作。只有確保好每一級(jí)都攪拌均勻之后再投入下一級(jí)的材料，最終確保整個(gè)鋼纖維材料混合均勻，并且還能夠防止出現(xiàn)鋼纖維結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象。最后，對(duì)攪拌機(jī)也有一定的要求，在整個(gè)攪拌的過程中，要想達(dá)到更好的攪拌效果就必須要在攪拌過程中選用目前較為先進(jìn)的設(shè)備儀器，只有保證儀器先進(jìn)，最終才能夠確保鋼纖維在攪拌過程中有最好的攪拌效果以及對(duì)攪拌機(jī)的利用率達(dá)到最大。

2.3 鋼纖維混凝土的鋪裝

（1）路面與橋面部分。路面與橋面在施工的過程中，鋼纖維在鋼纖維混凝土的摻拌量應(yīng)當(dāng)為0.8%～1.2%左右。因?yàn)樵谶@個(gè)比例之內(nèi)既能夠保證路面或者是橋面具有高強(qiáng)度的耐久性以及抗裂性，同時(shí)還具備良好的舒適性，以及對(duì)道路橋梁的強(qiáng)度也有很大程度的提升作用。在對(duì)實(shí)際應(yīng)用過程中，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)路面的耐磨性能往往與鋼纖維混凝土與橡膠瀝青混凝土二者進(jìn)行復(fù)合使用。應(yīng)用于這一點(diǎn)方法能夠在原來的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升路面的耐磨性能，當(dāng)然這也是增強(qiáng)橋梁彎折強(qiáng)度的根本有效手段之一。

（2）橋梁部分。對(duì)于鋼纖維混凝土材料在橋梁部分上的應(yīng)用主要可以分成以下兩部分即橋梁墩臺(tái)以及橋梁上部。首先，對(duì)于橋梁上部來說，使用鋼纖維混凝土材料來作為主梁或者是應(yīng)用于幾種區(qū)域，從而使得對(duì)橋梁的整體受力性能以及結(jié)構(gòu)變形等性能有非常高的提升，另外，還能夠減輕自重，同時(shí)因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)具備高度的跨度因此進(jìn)一步滿足了如今城市發(fā)展中人們對(duì)橋梁的美觀大方等方面的要求。其次，對(duì)于橋梁墩臺(tái)部分，在這部分使用鋼纖維混凝土材料之后能夠在很大程度上減少了自身重量以及材料的重量，從而進(jìn)一步減少了橋梁墩臺(tái)的數(shù)量，因此能夠在很大程度上降低整體橋梁的造價(jià)。另外，在應(yīng)用于鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，還能夠非常有效地防止僑聯(lián)頓臺(tái)上出現(xiàn)的表面脫落以及墩臺(tái)出現(xiàn)裂縫等問題。

（3）對(duì)土樁部分增強(qiáng)的效果。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用過程當(dāng)中，一般會(huì)將土樁的樁頂以及樁尖等部位使用鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工工作，如此一來，就能夠在整體上減少使用鋼纖維混凝土而進(jìn)行的全面澆筑，這樣一來，就能夠在很大程度上降低建造的成本。而在土樁以及樁尖等部位使用鋼纖維混凝土施工技術(shù)后不僅能夠在很大程度上增強(qiáng)樁頂?shù)捻g性以及抗沖擊的能力，同時(shí)還能夠避免因?yàn)闃俄斣诖蛉朐O(shè)計(jì)過沉重出現(xiàn)的裂縫以及破裂等現(xiàn)象。最后，對(duì)于樁尖部分能夠極大地提升樁尖入土的能力，從而進(jìn)一步提升了打擊的速度。對(duì)于樁身部分在出于經(jīng)濟(jì)角度的考慮下沒有必要非得使用鋼纖維混凝土施工技術(shù)。對(duì)于這方面可以使用非預(yù)應(yīng)力或者是預(yù)應(yīng)力的鋼筋混凝土即可。而如果是建造預(yù)算考慮充足的情況下，也可以全身使用鋼纖維混凝土進(jìn)行全斷面整體澆筑的混凝土土樁。具體情況還需要具體考慮。

3 結(jié)語

鋼纖維混凝土技術(shù)自從誕生以來，發(fā)展到如今技術(shù)已經(jīng)成熟，并且應(yīng)用越來越廣泛，如今已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于城市高層建筑、路橋建設(shè)、隧道建設(shè)以及機(jī)場跑道等方面的工程建設(shè)當(dāng)中，并且如今已經(jīng)取得了非常不錯(cuò)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。這項(xiàng)鋼纖維混凝土技術(shù)在應(yīng)用于路橋施工的過程中，不僅能夠降低了道路的建設(shè)成本，同時(shí)對(duì)于質(zhì)量有非常高層面的提升。相信此技術(shù)會(huì)為后續(xù)的科學(xué)化與現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展起到更加有利的促進(jìn)作用。