钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用

李成明

摘要：路桥建设在我国的基础设施建筑领域有着重要的地位，所以确保路桥质量就对于我国的基础建设有着重要意义。为了满足路桥技术要求，一些先进的技术应用，就是路桥施工中必不可少的部分。钢纤维混凝土具有良好的抗压、抗冲击、抗裂、抗碱性能，能显著提升路桥工程整体质量。鉴于此，围绕钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用进行探讨，阐述了其强度增强的机理，并从桥面铺装、路桥结构加固、桩基础加强、边坡堆砌等方面进行具体分析，最后总结了施工注意事项，旨在提高钢纤维混凝土技术在路桥工程中的应用水平。

关键词：路桥工程;钢纤维混凝土;桥面铺装;桩基础

中图分类号：U445.57  文献标识码：B

钢纤维混凝土是一种典型的复合型材料，相较于传统的混凝土，其具备更强的承载力，同时耐久性也更好。路桥工程中使用钢纤维混凝土后，原本的结构外形并不会受到过多影响，即便进行了补强处理，表面也不会出现明显的痕迹。除此之外，钢纤维混凝土在施工中更具可行性，成本更低，并且能够显著提升施工效率[1]。

1、钢纤维混凝土技术概述

1.1技术含义

钢纤维混凝土是指将排列不整齐的短钢纤维加入到普通混凝土中，从而形成符合新配方工程建设要求的复合材料，这也就是人们常说的钢纤维混凝土。从另一个角度来看，钢纤维混凝土技术最大的优势在于可以有效提升混凝土的抗腐性与抗压性，从而实现路桥抗压力与荷载能力的提高[2]。当然，钢钎维混凝土的应用还能促进我国公路建设事业的发展，并为国家带来更高的经济效益。

1.2钢纤维混凝土的特点

第一，在同一等级强度下，钢纤维混凝土与其它材料相比重量会轻一些。第二，由于设置了一定程度的比例钢纤维，这也直接提高了混凝土的抗压、抗弯强度，但通常单轴抗压只能提升至四五成，而抗弯极限则可以上涨至原来的1.5倍。第三，钢纤维混凝土自身具有一定的冲击能力，且整体的冲击韧性会比普通混凝土高出一倍以上。第四，钢纤维混凝土也具备較强的变形能力，虽然在抗压弹性模量等方面没有展现出来，但对提高混凝土的抗拉弹性效果却非常理想，因此自身的收缩能力也非常理想，通常可以改善混凝土收缩率的三成。第五，该混凝土还具备较强的抗裂能力与抗疲劳性。第六，钢纤维混凝土可以有效阻止温度裂缝形成了扩展性能，自身的抗冻能力也非常强。

2、钢纤维混凝土的性能

将常规的混凝土作为基础材料，向其中掺入适量的钢纤维，然后充分搅拌，达到硬化状态即成为钢纤维混凝土材料。其具有突出的特性，具体如下。

2.1抗压性能

传统的混凝土材料并不具有优良的力学强度，而钢纤维自身具有较大的强度，由于实现了混凝土与钢纤维两大材料的充分搅拌，因此钢纤维混凝土的力学强度显著提升，具有优良的抗压能力以及较高的弯曲强度，因而被广泛应用于路桥工程中。

2.2抗冲击性能

由于含有一定量的钢纤维，钢纤维混凝土具有较大的黏性，可以显著提升路桥的抗冲击能力，对于地震频发区其作用尤为明显。如果钢纤维含量在0.8%～2.0%范围内，那么混凝土材料的冲击韧性指标将得到显著的改善，即超过了100%，表现出优良的抗压缩性能，在路桥运营过程中可以有效避免结构裂缝，还能抵御因温度变化导致的路面裂缝。

2.3其他性能

除了以上两点，钢纤维混凝土还具有其他诸多优点，例如良好的抗裂性、抗碱性、耐磨性等，而这也正是钢纤维混凝土被广泛应用于路桥工程的重要原因。

3、钢纤维混凝土的强度增强机理

在钢纤维混凝土的构成中，钢纤维材料是必不可少的一部分，其可以与水泥实现良好的融合，从而共同抵御来自外部的压力。此外，当基料爆裂后，仍可以有效地承受外力，基于这一特性能够保障钢纤维混凝土结构的整体稳定性[3]。值得注意的是，若钢纤维含量大于标准临界值，那么整体结构极易发生变形，在持续拉升作用下钢纤维甚至会被从结构中拉出，这会对钢纤维混凝土整体结构造成致命的损伤。鉴于此，工程人员需要高度重视钢纤维混凝土的强度机制，采取合适的措施控制好钢纤维含量，确保其质量不受影响。

4、钢纤维混凝土在路桥施工技术中的应用建议

4.1钢纤维混凝土的应用

钢纤维自身不仅具有较强的控制基力，而且还能有效控制路桥的裂缝。需要注意的是，如果处于受力初期，那么施工人员就需要保证水泥基料与钢纤维都保持在同一外力作用下，其受力者是水泥基料，但如果水泥基料出现裂缝，那么钢纤维就需要变为受力者。在施工过程中，如果钢纤维受力超出标准受力值之后，那么就会造成路桥面积的变形，从而造成材料破坏。通过对比发现，钢筋混凝土的化学性质与物理性质都远远高于普通混凝土，具体表现在以下几个方面：第一，整体重量与强度间的比例会明显增加;第二，抗压限度会明显上升，且整体的抗击打性也会有所提升;第三，自我的恢复能力非常强，整体的抗疲劳也有明显优势;第四，在温度的影响下，其还能有效控制路桥裂缝;第五，可以提升路桥的耐磨性与抗冻性[4]。

4.2路桥结构加固中的应用

从路桥结构加固上来看，喷射机可以说是施工过程使用最频繁的喷射工具，而5cm-20cm的钢纤维混凝土是最合理的喷射范围，且具有自动修复的功能，其修补范围包含有表面剥落、表面损害与桥面板裂缝等。在实际施工中，钢纤维混凝土的应用不仅能加固路桥结构，而且还能起到一定的抗震效果，从而保证整个桥梁结构的合理与施工质量。从传统的路桥施工中可以看到，钢纤维的休整主要以剪切为主，整个受力过程会适当添加硫铝酸盐和TS速凝剂，目的是为了起到抗裂效果。

4.3桩基础加强中的应用

将钢纤维应用到路桥施工中的桩尖与桩顶工作中，其不仅能很大程度的提升局部硬度，而且还能保证桩基自身的穿透性。其次，适当改变桩基的打击速度还能有效减少锤击的数量，从而实现人力、物力上的节省，并有效降低路桥的施工成本，保证企业经济效益的提高。钢纤维混凝土在桩基加强中的使用不仅能体现出钢纤维混凝土的优势，而且还能提升桩顶的抗击打性能，从而减少破裂等问题出现。其次，施工单位在利用传统预应力钢筋混凝土为基础时，首先需要与非预应力的钢筋混凝土相结合，这样才能发挥出施工技术的优势。

5、钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用

已有的路桥工程实践表明，钢纤维混凝土施工技术的应用效果良好，但由于这是一种较为新型的混凝土材料，工程经验相对较少，在施工过程中往往会出现一些问题，这意味着工程人员应当持续深入研究钢纤维混凝土施工技术，确保钢纤维混凝土施工的顺利进行，提高该技术在路桥工程中的应用水平[5]。

5.1桥面铺装

为了保证桥面铺装工作的顺利进行，必须做好前期准备工作：①对桥面板进行复测，获得其标高，当浮浆混凝土过多时需要进行清除，此外桥面铺装层的厚度也要控制在合理范围内;②做好铺装层与桥面板的连接工作，由于空心板顶面较为粗糙，因此需要将其处理光滑;③对桥面进行洒水处理，确保路面处于湿润状态。

当前，钢纤维混凝土施工技术广泛已应用于桥面铺装中，相较于在其他应用领域的应用，已经积累了一些经验。在桥面铺装中，钢纤维混凝土的显著效应主要体现在以下方面：①能够显著提升桥面的刚度与抗折性，满足了桥梁的运行需求;②在钢纤维混凝土的作用下，桥面的裂缝得到了有效的控制，耐久性得到了保障，车辆的通行更加平稳;③在进行桥面铺装施工时，仅需要少量的钢纤维混凝土便可以显著提升桥面的刚度，因此可以有效减小铺装厚度，桥梁的质量也相对更轻，在运行过程中受力更加均匀，有利于提高桥梁的稳固性;④在钢纤维混凝土的影响下，桥梁的受力结构得到了明显的改善，耐久性更好，在使用过程中也更为安全。

5.2结构加固

安全性是所有路桥工程最基础的评价指标，这与路桥结构的稳定性有着很大的关联。考虑到安全性原则，有必要对路桥做加固处理，应用最为广泛的當属钢纤维混凝土施工技术，它在优化路桥结构方面具有良好的应用效果。在实际加固过程中，二号转子喷射机是必不可缺的一种施工机械，其钢纤维混凝土喷射厚度可以达到5～20cm，并且具有高效的修补功能，一方面可以完成对桥墩的修补，另一方面可以有效处理桥面板裂缝等各类型病害。在对老旧路桥进行改造时，要求钢纤维的掺量为1/100，如果向其中掺入适量的硫铝酸盐以及TS速凝剂，还可以显著提升结构的抗裂性[6]。

5.3桩基础加强

在路桥工程中，桩基础是至关重要的结构部分，它对工程的整体稳定性有直接的影响。在路桥施工过程中，钢纤维混凝土被广泛应用于桩顶及桩尖部位，可以显著增强桩基的局部强度，一方面可以提升桩基的穿透能力，另一方面可以改善桩基的打击速度，减少锤击次数。因此，桩基础施工中采用钢纤维混凝土可以显著减少人力、物力的损耗，同时有效地控制费用，从而提升建筑企业的经济效益[7]。

在进行桩基础加强施工时，钢纤维混凝土是必不可少的材料，其可以有效增强桩顶的韧性，与此同时还可以加大桩尖的入土能力，保障了打击质量。在使用钢纤维混凝土进行施工时，如果桥梁工程较为老旧，桩身为预应力混凝土结构，则意味依然需要以传统的预应力钢筋为主要施工方式，在此基础上引入非预应力钢筋混凝土，进而开展钢纤维混凝土的施工作业。

5.4边坡堆砌

钢纤维混凝土还可以被用于边坡堆砌施工中。对于隧道工程中的衬砌施工而言，钢纤维混凝土施工技术具有较高的可行性，它不仅可以显著提升隧道的整体性能，还能有效地解决隧道渗水、漏水等问题。如果所在施工区域地质条件较差，如边坡岩石节理产生裂隙等，必须采取支护措施，此环节需要使用普通混凝土，在此基础上进行钢纤维混凝土喷射施工，以起到加强的效果。为了进一步增强加固效果，可采用钢纤维混凝土全截面喷射方式[8]。

结束语

在当前的路桥工程施工中，钢纤维混凝土技术已经逐步普及应用。相较于传统的混凝土技术，钢纤维混凝土技术可以显著提升混凝土的强度，大幅提升路桥的抗压性能。国家经济的发展也让路桥施工项目有了量变向质变的提速，同时对路桥新技术也提出了更高的要求，在这样的社会发展下，传统混凝土施工技术也已经无法满足当前施工的需要，这也让钢纤维混凝土施工技术逐渐得到了路桥施工工程的重视。所以，为了中国路桥技术向世界一流迈进，实现弯道超车的发展速度，工程技术人员可以，然后根据实际情况来掌握钢纤维混凝土施工技术，也只有这样才能保证工程施工的质量。

参考文献

[1]路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].吕升.四川水泥.2017（01）

[2]钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用[J].刘礼铸.交通世界.2017（17）

[3]路桥工程中混凝土施工技术探讨[J].聂丽.技术与市场.2019（07）

[4]路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].郑翔.南方农机.2017（20）

[5]路桥工程混凝土施工技术[J].李喜国.建筑技术开发.2016（06）

[6]路桥施工中钢纤维混凝土施工技术应用[J].吴平.居业.2017（02）

[7]路桥施工中的钢纤维混凝土施工技术标准[J].荆志强.中国标准化.2016（13）

[8]钢纤维混凝土施工技术在路桥工程施工中的实践[J].姚文龙.低碳世界.2016（17）.