市政路桥施工中钢纤维混凝土施工技术的应用

李敏

摘要：钢纤维混凝土施工技术是现代路桥工程施工中的重要技术，具有施工简便、价格低廉以及性能优越等优点。本文首先通过简要分析钢纤维混凝土施工技术的力学优势，并对钢纤维混凝土施工技术及其在市政路桥施工中的应用进行探讨。

关键词：市政路桥；工程施工；钢纤维混凝土技术

钢纤维混凝土技术是近年来应用于路桥工程的重要技术，作为一种新型的优质水泥基复合材料，具有施工简便、价格低廉以及性能优越等优点。该施工技术通过在混凝土中掺加钢纤维等措施，使路桥混凝土施工实现高抗拉、高承载的目的，对提高市政路桥施工质量及延长路桥使用寿命具有重要的意义。

1 钢纤维混凝土施工技术的力学优势

1.1强度和重量比值更高

在市政路桥施工应用钢纤维混凝土技术进行施工，路桥的路面厚度和普通混凝土之间的比例约为1：2，且路面只需设置横缝，而不需要设置纵缝。横缝的间距通常在20～30m之间，能最大限度提升公路桥梁路面的抗冲击力与拉伸力。

1.2抗拉、抗弯、抗压性能更高

在市政路桥施工中，钢纤维在混凝土中是呈短、不连续、乱向分散等特点分布的，这种分布特点能有效提高钢纤维混凝土的抗拉、抗弯、抗压性能。工程实践表明，钢纤维混凝土的单轴抗拉极限强度一般可达到普通混凝土的1.25倍以上，且抗弯极限强度也能达到普通混凝土的1.5倍以上；而抗冲击韧性则能达到普通混凝土的50倍以上。

1.3有利于延长路桥的使用寿命

钢纤维混凝土技术的应用，能有效提高钢纤维的抗拉性，使混凝土的收缩率有效降低。而且钢纤维混凝土于基体错动之后，其承载强度还能保持在400～800MPa之间。另外，在抗冻与耐磨性上，因钢纤维可随着温度的变化进行伸缩，故钢纤维混凝土能有效避免因温度变化而引起的裂缝、扩张等不良现象。

2 钢纤维混凝土施工技术

2.1配合比的控制

鋼纤维混凝土配合比控制的要求在于使路面厚度减薄，并提高钢纤维混凝土的抗弯强度。结合强度设计值与施工配制强度，从而确定试配抗压、抗折强度。其中，其抗折强度设计值为 。

fftm表示抗折强度设计值，ftm表示与钢纤维混凝土相同的材料、水灰配合比与素混凝土的抗折强度设计值；atm表示钢纤维对抗折强度的影响系数；Pf表示体积率；Lf/df 表示长径比。在施工中结合试配抗压强度进行水灰比的计算，可结合试配抗压强度明确钢纤维体积率，并通过进行混合材料用量的计算，以明确试配配合比。然后结合试配配合比进行性能试验，并通过进行单位体积用水量与砂率的调整，从而明确强度试验的配合比，最后通过强度试验结果进行钢纤维体积率与水灰比的合理调整，最终明确施工配合比。

2.2拌和与浇捣

为了避免搅拌时钢纤维混凝土出现纤维结团的现象，在施工中每拌和一次为搅拌量的80%。可采用滚动式搅拌机拌和，但要保证搅拌时钢纤维的均匀分布。投料顺序为：先粗集料、钢纤维，干拌1分钟之后加入细集料、水泥，再干拌1分钟。在拌合时分3次将钢纤维加入搅拌机，然后加入黄砂、水泥等，在全部材料加入后重新拌合3分钟，最后加水湿拌1min。另外，还需要做好钢纤维混凝土的浇捣工作。因其流动性较差，易在边角处产生蜂窝。因此，需要采用捣棒捣实其边角部分，并采用夯梁板进行整平处理。

2.3浇注与振捣

在施工中，为了保持钢纤维混凝土浇注的连续性、完整性，每次倒料需相压15～20cm，而且要保证钢纤维混凝土浇注的连续性。同时可采用插入式振动棒进行振捣，以形成集束效应，使钢纤维向振动棒的方向聚集，并在平板振动器振捣成型后，保证钢纤维的二维分布。在进行振捣棒振捣时，应确保边角混凝土密实度，以抵抗板体的收缩、温度应力。

2.4成型与接缝施工

因钢纤维混凝土具有纤维乱向分布、砂率大等特点，故其路面应进行机械抹平，避免钢纤维外露。同时，为了防止拉毛产生纤维外露，还应使用压纹机压纹工艺进行处理，并在拆模后及时处理纤维外露、漏振等现象。另外，由于钢纤维混凝土的抗裂性、收缩性比较好，故采用不设纵缝的整幅式。当钢纤维浇筑达到设计强度的50%之后，可进行缩缝的切锯。

3 在市政路桥施工中的应用

3.1在道路施工中的应用

因钢纤维混凝土路面具有冻融性、耐磨性良好、少设纵缝以及减薄铺装厚度等优点，能有效延长路面的使用寿命。其在道路施工中的应用主要包括以下几个方面：（1）新建全截面路面。钢纤维混凝土路面厚度一般是普通混凝土的50%左右，其钢纤维掺量仅为0.8～1.2%。一般情况下，双车道路面无需设置纵缝，横缝间距为20～30m；（2）新建复合式路面。复合式路面主要包括双层与三层式路面，其中双层式路面是指在全路面板厚上层进行钢纤维混凝土的铺设，占全厚的50%左右。而三层式路面是指在上层与下层都设置成钢纤维混凝土层，而在上层、下层之间夹普通混凝土层。但施工比较复杂，应在具有较高机械化铺设条件下才适用三层式路面。（3）碾压路面。在碾压混凝土中可掺进一定量的钢纤维，以改善碾压混凝土的力学性能，从而提高路面的强度及韧性。

3.2在桥梁施工中的应用

3.2.1桥面铺装

桥面与路面的钢纤维掺量仅占钢纤维混凝土的0.8～1.2%，这样比例的桥面铺装层能有效提高桥面与路面的抗裂性、耐磨性及舒适性，且能有效提升桥梁的抗折强度。因此在施工中可根据路面耐磨性能进行钢纤维混凝土与橡胶沥青混凝土的混凝使用，以提高桥梁本身的钢度，并减小铺装厚度及减轻桥梁结构的自重，从而提高桥梁弯折强度。

3.2.2桥梁部分

1）上部承受荷载部位。作为主梁或强化局部应力集中区，进一步改进结构的受力性能，能有效降低结构的变形程度，并减轻自重。钢纤维混凝土的应用，能有效减少上部材料用量，并减少下部墩台数量，不仅能提高桥梁的结构性能及美观性，还能降低工程造价。2）桥梁墩台的加固。在施工中可采用转子Ⅱ型喷射机进行钢纤维混凝土的喷射，厚度为5～20cm，从而能满足桥梁结构的完整性及抗震性。一般可采用剪切钢纤维，掺入量应为1%左右，水泥可选用硫铝酸盐水泥，以提高桥梁各个部位的抗裂性能。

3.3.3土桩部分

在土桩部分的施工中应用钢纤维混凝土，能有效提高桩顶或桩尖等部位的抗冲击韧性，并增强桩的增加桩尖入土能力，使锤击次数减少，还能进一步提升打击速度。但在实际施工中，土桩部分一般只是在桩顶、桩尖部位应用钢纤维混凝土，较少进行全断面的钢纤维混凝土浇筑，而桩身部分可采用预应力钢筋混凝土，主要是为了降低工程造价。

4 小结

综上所述，钢纤维混凝土是一种基于普通混凝土掺入适量钢纤维而形成的多相、多组分新型复合材料，具有较好的耐压性、抗剪性、抗冻性，能有效克服普通混凝土的弱点，并进一步改善混凝土的力学性能，在现代市政路桥施工中的应用，有利于提高路桥的施工质量及延长其使用寿命。

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