钢纤维混凝土技术在市政路桥施工中的应用

唐昌雄

摘 要：市政路桥施工工艺复杂，对施工质量有着严格的要求，因此，在选择施工技术时，既要保证施工进度——在预定的期限内完工，又要保证路桥强度和使用寿命。钢纤维混凝土由优质的水泥基混合材料制作而成，与普通混凝土相比，不仅施工工艺简单，而且施工成本更低，在市政路桥施工中具有广阔的应用前景。

关键词：钢纤维混凝土；施工技术；市政路桥施；技术要点

中图分类号：TU755 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.137

不论是市政路桥，还是其他工程项目，施工过程中都需要使用大量的混凝土，因此，混凝土技术对施工效果有着最直接的影响。普通混凝土由碎石、水泥、沙砾等经水拌和而成，抗拉性能较差，在受压或受拉时往往存在开裂的隐患，从而导致路面凹陷、垮塌等安全事故。此外，普通混凝土的抗侵蚀、抗变形能力较弱，在恶劣的自然条件下会逐渐发生侵蚀、变形等。鉴于普通混凝土的种种缺陷，人们开始探索新型混凝土材料，以期提高混凝土施工水平。实践表明，作为高标准混凝土，钢纤维混凝土可以极大地满足市政路桥施工要求，优越的结构性能使其在工程施工中得到广泛的应用。本文将在分析钢纤维混凝土性能的基础上阐述其技术要点，并对其在市政路桥施工中的应用特点进行总结和分析，希望为类似工程提供参考和借鉴。

1 钢纤维混凝土性能简介

根据制造工艺的不同，可以将钢纤维分为剪切钢纤维、切钢纤维、切削钢纤维、熔抽钢纤维四种。这四种钢纤维的共同特点是可以有效限制基体裂缝延伸，这也是钢纤维混凝土有别于普通混凝土的根本所在。在受到荷载作用时，钢纤维和水泥基料共同承受外力，而且水泥基料将承载绝大部分的外部荷载。当水泥基料开裂或达到荷载上限时，处于横跨裂缝处的钢纤维就会发挥作用，代替水泥基料成为外部荷载的承载者。钢纤维对外部荷载的承载值受自身掺量体积的影响。如果掺量体积足够，钢纤维整体所能够承受的外部荷载就比较高，即使超出规定的最大值也不会产生较大的变形，并且只有在钢纤维被彻底拉断的情况下才会出现整体损坏。钢纤维混凝土的整体性能受钢纤维制作工艺的影响——制作工艺不同，钢纤维的形状、质量、力学性能也不同。

在市政路桥施工中，如果要使用钢纤维混凝土，则可以直接将钢纤维均匀地铺设在指定位置，经过硬化后就会形成钢纤维混凝土。与普通混凝土相比，钢纤维混凝土在抗拉性、抗弯性、抗腐蚀性等方面都具有显著优势，而且施工过程简单，只需要在普通混凝土中加入钢纤维材料就可以使混凝土整体性能得到成倍的提升，使极限抗拉强度提高1倍以上。如果在普通混凝土中加入掺量为0.5%的钢纤维，混凝土整体的强度指标将会提升几十倍。

2 钢纤维混凝土技术要点与施工要求

钢纤维混凝土的施工效果在很大程度上取决于钢纤维的品质，因此，需要严格按照技术标准和操作规范操作，以保证钢纤维规格和品质符合技术要求。现对钢纤维混凝土技术要点和具体的施工要求作如下总结。

2.1 严格机械加工，合理配置钢纤维

在市政路桥施工中，为了避免出现混凝土结团的现象，不能一次性向混凝土中投入过量的钢纤维，而要保证其均匀地分散在混凝土中，并且在两种材料组合搅拌之前合理设置分散机的功率，根据材料的用量、强度规格等控制分散力。通常，将分散力控制在20～50 kg/min之间。在钢纤维混凝土拌制过程中，要优先选择双锥反转式搅拌机械。如果钢纤维掺量较大，应合理使用搅拌机，避免出现高负荷运行。

2.2 钢纤维混凝土浇筑和振捣

浇筑和振捣是钢纤维混凝土施工中的两个重要环节。在浇筑时，浇筑接头不能过于明显，并且在振捣前，要将相压厚度严格控制在15～20 cm之间，避免倒料操作影响混凝土的整体性。钢纤维混凝土的振捣不得采用插入式振捣方法。这种振捣方法会使钢纤维过于集中，从而出现集束效应，影响钢纤维的二维分布形式。钢纤维混凝土的振捣应当采用平板振捣器将钢纤维混凝土振捣成型。这样既可以避免产生集束效应，又可以保证荷载力的有效传递。振捣完成后，需要仔细清除表面，并观察有无钢纤维露出表面。如果有，需要将露出的部分压回混凝土内部，避免裸露在外的钢纤维锈蚀或刺伤他人。由于钢纤维混凝土中混合掺杂粗骨料、细料等，而且排布不规则，因此在路面处理施工时，应当采用真空吸水工艺和压纹工艺，同时，还要在拆模之后妥善处理外露的钢纤维。

3 钢纤维混凝土技术的应用特点

通过上述对钢纤维混凝土的分析，可以总结出其在市政路桥施工中的应用特点，也就是通过钢纤维混凝土施工所期望达到的目的。

3.1 降低市政道路的厚度

在市政道路铺设过程中使用钢纤维混凝土主要通过复合式路面铺设方式完成。这种铺设方式主要分为双层铺设和三层铺设，任何一种铺设方式都可以有效降低道路厚度。在实际中，具体选择何种铺设方式，需要结合现场勘查情况确定，这样才能在保证路面强度的前提下降低道路的厚度。

3.2 简化施工工艺

钢纤维混凝土本身由钢纤维和水泥基料混合而成，其性能优势较为突出，因此省去了伸缩缝施工工序。这样一来，就可以有效简化施工工艺，而且钢纤维混凝土的结构强度要远远高于普通混凝土。

3.3 延长市政道路的使用寿命

采用钢纤维混凝土施工技术不仅可以降低市政道路的厚度，简化施工工艺，还可以有效提高市政道路的耐磨性、抗冻性、抗剪性等，使市政道路的整体寿命和使用周期得以延长。

3.4 提高市政桥梁的力学性能

在市政桥梁施工中，采用钢纤维混凝土技术不仅可以显著提升桥梁结构的各种力学性能，比如抗冻性、抗裂性等，还可以提升桥面通车质量，使桥面舒适性显著增强。由于桥梁结构本身就具有一定的刚度，因此需要铺设的钢纤维混凝土量也大大减少，这样可以有效降低桥梁结构所受荷载。

3.5 提高主梁承载力

在主梁施工中，采用钢纤维混凝土施工技术可以极大地提高主梁承载力，从而提升桥梁整体的承载性能，防止出现结构变形等一系列问题。另外，钢纤维混凝土技术所使用的材料数量要明显少于普通混凝土技术。这样一来，就可以大大减轻桥梁自重，同时降低材料成本，减少费用支出，提升经济效益。

3.6 强化墩台结构稳固性和桩的力学性能

墩台稳固性是保证市政桥梁整体结构稳定的基础。在墩台加固过程中，使用与普通混凝土同等质量的钢纤维混凝土可以加倍提升墩台加固效果，但是需要科学控制钢纤维混凝土中钢纤维的掺入量，并采取合理的施工工艺，这样才能实现预期强化目的。在桥梁支柱施工中，采用钢纤维混凝土还可以提高桩顶及桩尖的力学性能，使其穿透性能大大增强，省去锤击工序，从而加快施工进度。

4 结束语

本文主要分析了钢纤维混凝土性能、施工技术要点及其在市政道路、桥梁中的应用特点。通过本文的总结和分析可以看出，钢纤维混凝土在许多方面都明显优于普通混凝土，良好的抗压、抗剪、抗疲劳、耐腐蚀等性能使其在市政路桥施工中得到了广泛的应用。为了进一步提高钢纤维混凝土施工效果，应当注意钢纤维的配置和混凝土浇筑振捣环节，从而最大限度地提升市政路桥整体结构的稳固性和力学性能。

参考文献

[1]雷鸣.路桥工程项目施工中钢纤维混凝土施工技术的应用[J].工程建设与设计，2015（08）：135-137.

[2]常瑞民.市政桥梁桥面铺装施工中钢纤维混凝土的应用探析[J].四川水泥，2014（07）：69.

〔编辑：刘晓芳〕