道路桥梁施工中钢纤维混凝土技术的应用

曾海宁

（山东华邦建设集团有限公司， 山东 潍坊 262500）

1 钢纤维混凝土概念

作为一种混凝土材料的升级，钢纤维混凝土主要是钢纤维和混凝土结合形成的一种新材料。混凝土结构容易在受到外界荷载挤压而出现变形的问题，对后期道路桥梁的使用和维护会产生一定的不良影响。通过在混凝土中融入钢纤维可以将凝固后的混凝土强度、延展性显著提升，有助于提升混凝土结构整体质量。在混凝土结构中融入不同的钢纤维能够得到不同的结果，无论是强度还是硬度都会存在一定差异性。通常可以在混凝土结构中加入切断型钢纤维（图1）、剪切型钢纤维（图2）、铣削型钢纤维和熔抽型钢纤维，不同钢纤维的特点存在一定的差别，比如切断型钢纤维的原料主要为小直径冷拔钢丝，切断钢丝后将其融入到混凝土结构中，从而将混凝土结构的抗拉强度显著提升，加工中主要使用切刀、冲床等设备[1]。

图1 切断型钢纤维

图2 剪切型钢纤维

2 钢纤维混凝土特点

相比于传统普通的混凝土结构，钢纤维材料的加入能够形成一种新型复合材料，这种新型钢纤维混凝土材料有着更强的抗外界冲击力和抗裂性能，能够有效减少传统道路桥梁混凝土结构裂缝发生概率。可见，在道路桥梁工程项目中，钢纤维混凝土技术有着良好的特点和应用价值。具体来讲，其特点主要体现在强度高、抗裂性好、抗冲击能力强等方面[2]。

2.1 强度较高

很多道路桥梁出现的严重裂缝问题都是由于混凝土缺乏足够高的强度、延展性有待进一步提升。现代道路桥梁建设规模不断扩大，结构功能逐渐增多，传统的普通混凝土材料已经难以充分满足工程要求。相比于传统的混凝土结构，钢纤维混凝土有着更高的强度。钢纤维混凝土是一种混合材料，融合应用了混凝土材料和短钢纤维。相比于传统混凝土，钢纤维混凝土在同等重量货物下的抗变形作用更强。通过对实际应用情况进行分析可知，在道路桥梁中应用钢纤维混凝土结构可以将结构裂缝出现的概率大大降低。不过该技术虽然能够显著提升道路桥梁的强度，但是也会大大增加桥梁自身的重量[3]。

2.2 抗裂性好

在普通混凝土材料中混合一定数量的短钢纤维材料后制备而成的钢纤维混凝土材料虽然有着更重的质量，但是有助于道路桥梁裂缝问题、变形问题的控制。如今道路桥梁需要承受比以往更多的车辆和负重，如果车辆荷载较大很可能引发交通安全事故。加上车辆数量的增多，导致道路桥梁变形问题也逐渐增加。钢纤维混凝土材料在改善变形、裂缝等问题上能够发挥良好的作用，其具备优良的抗裂性能，有助于提高道路桥梁的整体稳定性，有助于延长路桥使用寿命，可以提升工程整体质量安全。

2.3 抗外界冲击能力强

钢纤维混凝土比传统混凝土的抗冲击能力和抗压能力更强。通过相关研究可知，按照2%含量控制短钢纤维得到的钢纤维混凝土的抗冲击能力是普通混凝土的50倍，这对道路桥梁整体结构的抗冲击能力有很大的提升。在地震等自然灾害发生时，道路桥梁的抗冲击能力更强，如果没有钢纤维的辅助，道路桥梁很可能会发生裂缝、破损甚至坍塌。可见，钢纤维混凝土在提升道路桥梁结构整体抗冲击能力和抗压能力方面效果显著，有助于提升路桥整体性能[4]。

3 钢纤维混凝土技术的应用

3.1 桥面铺装

在桥面铺装中应用钢纤维混凝土技术不但可以保证桥梁整体结构性能、降低出现裂缝的概率，还能够全面延长路面的使用寿命和效果。当前很多施工单位都开始在路桥桥面铺装中应用该技术。工作人员要以实际需求为基础做好工程项目的相关分析，要加强原材料质量的检测分析，对于不合格品坚决不得使用。为了保证道路桥梁桥面铺装效果，工作人员要按照相关规范做好钢纤维的控制，避免施工中暴露钢纤维材料，提升桥面平整度。

3.2 桥墩及桩结构加固

在桥墩和桩结构加固方面可以充分发挥出钢纤维混凝土技术的优势，可以在减轻桥墩重量的同时提高桥墩结构整体性能，避免发生结构脱落的现象。施工技术人员要根据情况合理分类并且合理选择钢纤维材料，通常在桥墩加固作业中选用的是剪切钢纤维或者削切钢纤维材料。这两种材料在桥墩牢固性提升、抗震效果优化方面都发挥出明显的优势。相关施工人员需要高度重视桩结构施工中钢纤维外露的问题，如果发现这些问题要立即捶打，将桥墩和桩基础的表面平整度和稳定性尽可能地提高，实现桩结构效果强化的目的[5]。

3.3 隧道和边坡防护

道路桥梁工程长期暴露在自然环境中，其结构稳定性通常会受到周围环境的影响，如果周围环境条件不好，那么需要在建设期间充分保护好结构和周围环境，在提升道路桥梁建设质量的同时尽量将隧道和边坡防护效果提升，避免发生滑坡等问题。将钢纤维混凝土技术应用于隧道结构和边坡防护中可以有效应对内外应力产生的影响，有助于提升隧道工程的整体施工质量。在具体实践中，施工人员要对隧道内外应力变化加强重视，将混凝土浇筑厚度准确地计算出来，并且按照规定合理使用钢纤维混凝土材料，强化路桥稳定性。

3.4 路面施工

单层施工、两层施工是路面施工常用的两种施工方式。两层施工方式主要是在铺装道路桥梁路面过程中中间层采用传统混凝土材料，在道路顶层和底层铺装钢纤维混凝土，在保证工程建设质量的同时，将施工成本最大程度地降低，稳步提升路面稳定性，将路面开裂发生的概率大大降低。可见，两层法比单层法需要投入更多的资金和钢纤维材料。这两种方法都已经广泛地应用于很多道路桥梁工程当中。有的工程项目为了将道路桥梁主体结构稳定性提升，还会在路面碾压施工中增加一些钢纤维[6]。

3.5 防冻和路面修复

很多道路桥梁经过长期使用会出现开裂、凹陷等不同类型的病害，在路面修复中应用钢纤维混凝土材料可以快速修复凹陷、开裂等问题，有助于路面稳定性的提升。施工人员在实际修复路面过程中要以病害实际情况做好材料的确定，然后开展修复作业。通过使用钢纤维混凝土，还可以大大提升路面抗冻性能和热传导率，达到一定的防冻效果。

4 钢纤维混凝土技术应用注意事项

4.1 遵循连贯性原则

为了保证钢纤维混凝土浇筑效果要尽量连续施工，预防出现钢纤维和混凝土分裂的情况。为此，工作人员要坚持连续施工原则，保证钢纤维和混凝土材料的充分结合。在振捣中，还要增加钢纤维混凝土密实度，通常可以使用平板振捣器振捣。在完成铺装后，为了保证主体结构美观性还可以覆盖膜[7]。

4.2 原材料控制

（1）合理选择水泥材料。普通硅酸盐水泥是道路桥梁建设中最为常用的水泥材料。当前公路桥梁中已经广泛地应用钢纤维混凝土材料，因其有着更好的性能，可以实现主体结构抗压强度和耐磨性提升的效果。在选择水泥时，要注意控制水泥水化热，尽量选择低水化热水泥。同时，要尽量选用同一生产厂家的水泥材料，尽量避免更换，影响材料性能。

（2）合理选择水和外掺剂。技术人员在制作钢纤维混凝土过程中要严格控制水量，通常按照130～180kg/m3的范围控制水量，按照0.4～0.55的范围控制水灰比。此外，在其他施工环节中工作人员还可以适当使用早强剂、减水剂等外加剂，确保钢纤维混凝土材料质量能够满足标准要求，提升钢纤维材料的综合性能。

（3）合理配置钢纤维混凝土材料。在制作钢纤维混凝土材料过程中，技术人员要以实际情况为基础做好各项配比参数的确定，可以通过试验确定最佳配比。通常需要计算适配抗压强度数据，按照0.4～0.55的范围控制水灰比。在计算实际钢纤维体积率时，要按照规定执行材料抗折强度等数据参数，通常按照1.0%～1.5%的范围控制抗折强度。在经过验证试验达标后，可以正式投入生产[8]。

5 结束语

在道路桥梁中应用钢纤维混凝土技术，可以提升工程使用寿命、整体质量安全，还可以节省成本。相关工作者要进一步改革创新，积极改进钢纤维混凝土施工技术，提升技术水平，优化施工效果，切实发挥出钢纤维混凝土材料的价值。