路桥施工中钢纤维混凝土施工技术

摘要：随着我国经济的高速发展，公路桥梁事业获得了长足进步，新材料、新技术不断得到应用，大大推动着路桥建设向更高水平迈进。而钢纤维混凝土是一种新型的符合材料，其性能优越、操作性强、经济实用的特点决定了其在公路桥梁施工中的重要地位，钢纤维混凝土施工技术也得到了广泛推广。本文首先对钢纤维混凝土进行概述，着重分析了其性能优势，然后分别介绍了其在道路建设和桥梁建设中的广泛应用，最后详细阐述了其施工技术要点。

关键词：钢纤维混凝土；施工技术；路桥；优势

ˎ ̥ abstract: along with the rapid development of economy, road Bridges business has achieved great progress, new materials, new technology has been applied, greatly promote the construction of road and bridge to a higher level forward. And steel fiber reinforced concrete is a new type of conform to the material, its superior performance, high maneuverability, economic and practical characteristics decide the highway bridge construction, the important position of steel fiber reinforced concrete construction technology has been widely applied. This paper first Outlines of steel fiber reinforced concrete, this paper analyzes its performance advantages, then respectively introduces the road construction and the wide application of bridge construction, and finally elaborated on the construction techniques.

Keywords: steel fiber concrete; Construction technology; Luqiao; advantage

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、钢纤维混凝土概述

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。这些乱向分布的钢纤维能够有效地阻碍混凝土内部微裂缝的扩展及宏观裂缝的形成，显著地改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能，具有较好的延性。纤维的增强效果主要取决于基本强度、纤维含量(体积率)、纤维的长径比以及纤维和基体混凝土间的粘结强度等因素。钢纤维混凝土的应用是在19 世纪末，目前该技术已逐步趋于成熟与完善，与传统的沙石水泥浆混凝土相比，钢纤维混凝土在力学方面具有相当大的优势：

（一）钢纤维混凝土的强度与重量比值明显提高

采用钢纤维混凝土技术建造路桥，路桥的路面厚度与普通混凝土路面厚度相比约为1：2，并且路面只设横缝不设纵缝，横缝的间距一般为20m～30m，可以最大程度上提高路面的拉伸力和抗冲击力，提高路桥设施的工程质量。

（二）抗拉、抗弯、抗压性、抗冲击能力显著提高

相比传统的混凝土材料，钢纤维混凝土具有抗弯、抗压、抗拉等特点。据实验数据显示，钢纤维混凝土相比传统的混凝土而言，抗拉强度增强四到六成，抗弯强度更是增强一至两倍。这与材料成分中所加入一定比例的钢纤维是分不开的。

（三）优越的形变能力及优越的抗疲劳能力

钢纤维对提高混凝土的抗拉弹性模量效果极其显著，使得混凝土的长期收缩形变能力更为优越，一般最高可以改善混凝土收缩率的三成。另外抗疲劳能力的增强使得桥梁施工质量能得到长期可持续的保证。

二、钢纤维混凝土在路桥施工中的应用

（一）道路施工中钢纤维混凝土的应用

由于钢纤维混凝土路面具有减薄铺装厚度、纵缝不设或少设、横向缩缝少、良好的耐磨性及冻融性等优点，延长路面使用寿命，从而在路面工程中获得广泛应用。

1、新建复合式钢纤维混凝土路面

复合式路面可以做成双层式或三层式。双层式路面的构造是在全路面板厚的上层约全厚40% ～ 60% 铺设钢纤维混凝土。三层式复合路面是上下两层分别做成钢纤维混凝土层，中间夹普通混凝土层。结构上比较合理，但施工复杂。根据经验，三层式复合路面宜在机械化铺设条件较高的地区使用。此外，还可以采用钢纤维－钢丝网混凝土复合式路面。

2、钢纤维混凝土罩面

旧混凝土路面损坏采用钢纤维混凝土铺筑罩面层。钢纤维混凝土罩面分结合式、直接式、分离式3种结合。结合式罩面面层与旧混凝土相互粘结为一整体，共同发挥结构的整体强度作用。分离式罩面层与旧混凝土不粘结，而是中间设置一个隔离层，各层独立发挥作用。直接式是直接在旧水泥混凝土面层上加铺钢纤维混凝土罩面层。一般用于损坏较轻微的旧水泥混凝土路面。

3、在多年冻土地区用于抗冻

在多年冻土地区选用钢纤维混凝土路面以减少吸热，并维持冻土热平衡和提高抗冻性。

（二）桥梁施工中钢纤维混凝土的应用

1、桥面铺装

采用钢纤维混凝土桥面铺装层不仅可以增强桥面的抗裂性、耐久性和提高舒适性能,还可以增强桥梁抗折强度,增加桥梁本身刚度,减少铺装厚度,降低结构自重,改善桥梁受力状况。此外,采用钢纤维混凝土和橡胶沥青混凝土复合的双层桥面也是一种有效措施。

2、桥梁上部

采用钢纤维混凝土作为主拱圈（主梁）或在应力集中区局部加强,改善结构受力性能,有效控制结构变形,减轻自重,推动桥梁结构向大跨度、轻型化方向发展。结构性能良好,造型美观,而且可减少上部材料用量,使下部墩台数量也相应减少,从而降低造价,提高经济效益。通过修建钢纤维混凝土桥梁降低梁高,满足使用上的特殊要求。

3、桥梁墩台

对动载长期作用下造成的桥梁墩台及桥面板裂缝或表层剥落病害，采用转子Ⅱ型喷射机喷射5～20cm 钢纤维混凝土以满足结构的整体性和抗震性要求。一般钢纤维类型采用剪切钢纤维，掺量为1.0%；采用硫铝酸盐快硬水泥和TS 型速凝剂提高早期抗裂性能；对旧混凝土表面喷砂或凿毛，增加新旧混凝土的整体性。

4、土桩

采用钢纤维混凝土对桩顶或桩尖局部增强，桩的穿透力有较大提高，锤击次数减少，大大提高打击速度。一般在桩顶和桩尖部位采用钢纤维混凝土，增强桩顶的抗冲击韧性，避免桩顶在打入设计深度以前出现破裂，并增加桩尖入土能力，提高打击速度。桩身部分仍用预应力或非预应力钢筋混凝土。当然也可以全断面整体浇筑钢纤维混凝土，但其经济效益会有所下降。所以，应经过技术经济比较决定。

三、钢纤维混凝土的施工技术要点

钢纤维混凝土的施工，按其施工方法来分有浇注钢纤维混凝土、喷射钢纤维混凝土和灌浆钢纤维混凝土。钢纤维混凝土道桥工程质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，在钢纤维混凝土施工时，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题，确保钢纤维均匀分布在基体中。

（一）钢纤维混凝土配合比

钢纤维混凝土混合料配合比的要求首先应使路面厚度减薄，其次是保证钢纤维混凝土有较高的抗弯强度。根据强度设计值以及施工配制强度提高系数，确定试配抗压强度与抗折强度，钢纤维混凝土抗折强度设计值的确定：fftm = ftm (1 +atm PfLf/df)。

其中，fftm 为钢纤维混凝土抗折强度设计值；ftm 为与钢纤维混凝土具有相同的配合材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折强度设计值；atm 为钢纤维对抗折强度的影响系数(试验确定)；Pf 为钢纤维体积率；Lf/df 为钢纤维长径比。

根据试配抗压强度计算水灰比，根据试配抗压强度,确定钢纤维体积率，一般浇筑成型的结构范围在0.5%～2%之间；计算混合材料用量,确定试配配合比；按照试配配合比进行拌合物性能试验,调整单位体积用水量和砂率，确定强度试验用基准配合比；根据强度试验结果调整水灰比和钢纤维体积率，确定施工配合比。

（二）钢纤维的投放与钢纤维混凝土的搅拌

钢纤维的投放应采用先干后湿的分散式投放以防在搅拌中出现结团现象，在投放前，钢纤维应先与细骨料定量搅拌均匀后再通过振动筛分散式投入素混凝土中。钢筋混凝土搅拌时一般按照先投放砂石料再放钢纤维，搅拌均匀后投放碎石和水泥，这样的投放工艺是一种分级投料，也就是每一级投料时都应做到搅拌均匀，以防出现钢纤维结团的现象。此外，对搅拌机的选择也有一定的要求，为了达到最佳的搅拌效果在进行钢纤维搅拌时要选择双锥反转出料式强制型搅拌机，以确保钢纤维掺量较高货坍落度较小时搅拌机的利用率达到最大化。

（三）钢纤维混凝土的浇捣

钢纤维混凝土浇捣与普通混凝土一样，浇捣是施工中的重要环节，直接影响钢纤维混凝土的整体性和致密性。不同之处就是其流动性较差，在边角处容易产生蜂窝。因此，边角部分可先用捣棒捣实，然后用夯梁板来回整平。

（四）成型

钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。

（五）接缝施工

钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。

（六）养护

一切完成之后就会进入养护与质量控制阶段，钢纤维混凝土的养护和普通混凝土养护一样，覆膜保湿养护，控制主要针对于原材料、配合比等材料的质量以及数量，同时还应对抗压、抗折及抗拉等强度进行实验。

结语

综上，钢纤维混凝土作为一种新型的复合混凝土材料，改变了传统混凝土的物理、力学性能，不但能够提高路桥工程的施工水平，也能大大节约工程造价，相信在未来的路桥建设中，钢纤维混凝土技术可以得到更为广泛的应用，并且在应用中不断创新，发展成为更具现代化、科学化的建筑技术。

参考文献

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