钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用

李新伟

（中交一公局集团有限公司，北京 100000）

0 引言

随着道路桥梁的发展，民众对其品质要求日益提升。钢筋混凝土作为一种新型建筑材料，因具有独特的结构特征以及抗压、抗折、抗冻等特点，成为道路桥梁施工的理想材料。此外，钢纤维混凝土施工技术还能够提高施工效率，减少施工时间和人工成本，进一步提高路桥工程的经济效益和安全效益。基于此，有必要对该技术在路桥工程中的应用进行进一步研究，以更好地发挥该技术应用优势。

1 钢纤维混凝土的优势

1.1 强度高

在混凝土中以合适的方式添加适量钢纤维，不仅能够有效提升混凝土结构的强度和韧性[1]。

1.2 抗弯、抗拉

钢纤维混凝土可以更大程度地提升路桥工程的质量，有效提高路桥结构的抗弯、抗拉。钢纤维的加入使混凝土具有更好的抗裂性能，提高结构的稳定性和安全性[2]。

1.3 减小路桥损耗，延长路桥寿命

钢纤维混凝土在路桥工程中的应用可以带来诸多好处，具体体现在以下三个方面：首先，钢纤维混凝土的添加能够降低混凝土的收缩率。研究显示，在实际应用中，钢纤维混凝土的收缩率降低15%～35%，从而有效减少混凝土的开裂和变形，提高路桥的稳定性和耐久性。其次，明显提升钢纤维混凝土的抗剪性能，使路桥在承受横向力和剪切力时更加稳固、可靠。最后，钢纤维混凝土具有较好的耐磨性和抗冻能力，能够抵御使用过程中的磨损和冻融循环带来的损害，有效提升路桥运行寿命[3]。

2 路桥工程中钢纤维混凝土的应用

2.1 桥面铺装

钢纤维混凝土常被应用于桥面铺装。桥面作为承载车辆和行人荷载的关键部位，需要具备较高的强度和耐久性。钢纤维混凝土的应用，能够有效提升桥面结构的抗压和抗冲击能力，确保其在长期负荷作用下具备更长久的使用寿命。

2.2 路桥结构加固

由于长期受到荷载和环境的影响，路桥结构可能出现损坏或老化。钢纤维混凝土具有高抗拉和抗剪强度，以及较好的抗裂性能，是路桥结构加固的理想材料，在受损结构中注入或涂覆钢纤维混凝土，可以提升结构的强度和稳定性，延长结构的使用寿命。

2.3 桩基础加强

钢纤维混凝土能够应用于桩基础加强，通过在桩基础中添加钢纤维混凝土，可以提高桩基础的强度和稳定性，增强其抗剪、抗拉，从而提高桩基础的承载能力，对保证路桥结构安全运行有重要意义。

2.4 边坡加固与隧道衬砌

在山区和复杂地质条件下的路桥工程中，边坡加固和隧道衬砌是关键施工步骤，应用钢纤维混凝土，能够有效增强土体的稳定性和抗滑能力。通过在边坡和隧道衬砌中加入钢纤维混凝土，可以防止土体的坍塌和滑动，提高边坡和隧道的安全性和稳定性[4]。

3 钢纤维混凝土应用

钢纤维混凝土作为一种特殊的建筑材料，其施工技术具有一定的特点和要求。技术应用实操过程主要包括配合比设计、搅拌工艺、喷射钢纤维混凝土及钢纤维混凝土桥面铺设。

3.1 配合比设计

钢纤维混凝土的配合比设计需要从不同方面进行考虑，如混凝土的设计强度、耐久性、施工性能，以及混凝土中钢纤维的添加量。

其一，在工程开始之前，要确定混凝土的设计强度，设计强度需要根据工程的相关要求进行判定。

其二，确定水胶比，水胶比对混凝土的强度和耐久性有着直接影响，通常应根据设计强度等级和工程要求进行合理确定。

其三，在配合比设计中，施工人员还需要考虑钢纤维与水泥胶浆的黏附性。钢纤维在混凝土中的分散均匀性及其与胶浆的黏附性对混凝土的力学性能有重要影响。因此，要选择合适的黏结剂并科学确定掺量，以确保钢纤维能够有效地与混凝土胶浆结合。

其四，施工性能也是配合比设计的重要考虑因素之一。在配合比设计中要合理选择粒径和形状适宜的骨料，以提高混凝土的流动性和施工性能。可以通过试验和经验总结得出一些基本的配合比原则，但由于每个工程的具体情况有所不同，施工人员需要根据工程要求和材料性能进行具体的调整，可参考表1。

表1 混凝土配合比

3.2 搅拌工艺

选择合理的搅拌设备和采用适当的搅拌工艺，可以确保钢纤维在混凝土中均匀分散，从而保证钢纤维与混凝土的良好结合，提高混凝土的力学性能。钢纤维混凝土的搅拌通常可以采用传统的混凝土搅拌机或搅拌车。将水泥、骨料和适量的水投入搅拌设备中，在搅拌过程中逐渐加入钢纤维，确保钢纤维与混凝土充分混合。为了确保钢纤维在混凝土中均匀分散，可以采取以下措施：

其一，钢纤维的添加会增加混凝土的黏稠度，需要更长的搅拌时间，以保证钢纤维均匀分散。因此，施工人员应适当延长搅拌时间，确保钢纤维与混凝土充分混合。

其二，实时调整搅拌速度，以避免速度过快导致团聚现象或速度过低导致均匀性不足。

其三，搅拌顺序对钢纤维的分散均匀性也有一定的影响。一般可首先将水泥和骨料搅拌均匀，其次逐渐加入钢纤维，最后加入适量的水，以确保钢纤维在混凝土中均匀分散。

其四，不同的工程项目和施工条件可能需要不同类型的搅拌设备。传统的混凝土搅拌机和搅拌车都可以用于钢纤维混凝土的搅拌，但其工艺和效果可能略有不同。施工人员应根据具体情况选择合适的搅拌设备，以提高搅拌效果和钢纤维的分散均匀性。

3.3 钢纤维混凝土喷射施工

钢纤维混凝土喷射施工是一种将预先搅拌好的钢纤维混凝土通过喷射设备喷射到需要加固或修复的结构表面的施工工艺。钢纤维混凝土喷射施工的优点不仅体现在强化结构效果方面，还体现在施工快速、成本较低和适应性强等方面。

其一，由于钢纤维混凝土的添加量较小，相对于其他加固材料，喷射钢纤维混凝土的成本较低。

其二，钢纤维混凝土喷射施工工艺可以根据结构的具体需求进行调整，可适应各种复杂的结构形式和工程要求。喷射钢纤维混凝土的过程中需要控制多个关键参数，以确保施工质量。首先，喷射压力决定混凝土喷射的速度和均匀性，适当的喷射压力可以使钢纤维混凝土均匀地覆盖在结构表面上，形成坚固的保护层。其次，喷射距离，施工人员需要根据具体情况进行调整，以保证喷射混凝土的准确性和黏结性。最后，喷射角度决定混凝土与结构表面的接触方式。合适的喷射角度可以使混凝土牢固地附着在结构表面上，并确保覆盖需要加固或修复的区域。

3.4 钢纤维混凝土桥面铺设

相比于传统的桥面铺装材料，钢纤维混凝土桥面板的预制和铺设过程更为高效，能够大大减少施工时间和劳动力成本。此外，钢纤维混凝土桥面铺设后，能够降低车辆行驶的噪声和振动，提供更加平稳舒适的行车体验，提升行车安全性。钢纤维混凝土桥面铺设施工前的设计和准备工作是确保铺设质量的关键，技术人员需要进行细致而缜密的设计，包括桥面的几何形状、厚度以及钢纤维掺量等参数的确定。

首先，要确保基层的平整度和强度符合要求，以提供良好的施工条件。

其次，要合理选择喷射、振捣、自流平等施工方法，以确保钢纤维混凝土均匀铺设和紧密结合。

再次，要注意施工过程中的温度控制，保证混凝土的早期强度和耐久性。

最后，钢纤维混凝土桥面的养护是关键的环节。应定期检查桥面的裂缝情况，并采取必要的修复措施，以防止裂缝扩展。此外，要定期清洁桥面，防止污物积聚和化学物质侵蚀，保持桥面的光洁度和防滑性能。

4 钢纤维混凝土施工技术的可持续发展策略

4.1 提升高性能化意识

首先，企业应该通过积极宣传，引导工程师和施工人员了解该技术的潜力和价值。其次，企业可以组织钢纤维混凝土施工技术培训班和研讨会，向从业人员传授最新的高性能化施工技术和理论知识。最后，企业可以利用各种媒体平台，如专业网站、期刊和社交媒体等，向广大从业人员普及高性能化的概念、方法和应用案例。

4.2 健全相关政策和机制

为了推动钢纤维混凝土的研发、生产和应用，政府部门可以制订一系列相关政策和机制。

首先，政府可以出台鼓励政策，如提供研发经费和技术支持，以激励企业和科研机构加大对钢纤维混凝土的研究和开发力度。此外，可以给予生产企业税收减免、贷款支持等优惠措施，以促进钢纤维混凝土的生产和推广。

其次，政府可以制订和完善相关的技术标准，明确钢纤维混凝土的技术要求、性能指标和检测方法。同时，制订施工规范，规范钢纤维混凝土的施工流程、材料配合比和施工要求，确保工程质量和施工安全。

最后，政府需要加强对市场的监管，打击不合规行为，维护市场秩序，保障相关企业的合法权益[5]。

4.3 大力开展研发工作

首先，企业可以与科研机构和高校合作，进行钢纤维混凝土的材料性能研究。通过深入研究钢纤维混凝土的成分、结构和性能，进一步了解其力学性能、耐久性和施工特性，为后续的应用提供科学依据。

其次，企业可以开展钢纤维混凝土新技术的开发工作。针对钢纤维混凝土在施工过程中可能遇到的问题和挑战，探索新的施工工艺和技术，提高施工效率和质量。

最后，结合新材料和新技术的发展，开展钢纤维混凝土的改进和创新研究，进一步提升其性能和拓展其适用范围。

4.4 完善技术管理模式

首先，施工前建立技术论证和设计审核制度。针对每个具体工程，进行钢纤维混凝土技术论证，评估其适用性和可行性，并对设计方案进行审核，确保满足工程要求和相关标准。

其次，在施工过程中，企业需要加强质量控制和监督检查。设立专门的质量管理团队，负责对钢纤维混凝土施工过程进行全面监督和检查。严格按照相关标准和规范进行施工，确保材料配合比、施工工艺和施工质量符合要求。

最后，在工程投入使用后，企业应加强对钢纤维混凝土的检测和评估工作。通过定期的检测和评估，监测钢纤维混凝土的使用效果和性能变化，预测其使用寿命和性能退化情况。根据检测结果，及时进行维修和养护，同时总结经验和教训，为后续工程提供有益参考和改进方向。

5 结语

钢纤维混凝土施工技术在路桥工程中的应用有重要意义。为了更好地发挥该技术的应用效果，确保路桥工程高质量竣工，必须从提升高性能化意识、健全相关的政策和机制、开展研发工作、建立各环节技术管理体系等方面出发，加强对钢纤维混凝土施工技术的研究和应用管理，从而为建设坚固耐久的路桥基础设施贡献力量，推动交通运输事业和区域经济的发展。