鄭自強(qiáng)

（福建陸地建設(shè)有限公司）

探討路橋施工中鋼釬維混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

鄭自強(qiáng)

（福建陸地建設(shè)有限公司）

隨著城市化進(jìn)程的加快和交通運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展。路橋作為交通運(yùn)輸網(wǎng)的重要組成部分，日益在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，因此路橋工程建設(shè)的施工質(zhì)量控制和工程造價(jià)控制，一直是土建領(lǐng)域研究的重要課題。建筑材料是確保工程質(zhì)量，控制工程造價(jià)的源頭，因此路橋的廣泛應(yīng)用也給建筑材料提出了更高的要求。鋼纖維混凝土是一種新型的優(yōu)質(zhì)水泥基復(fù)合材料，其性能優(yōu)、成本低、應(yīng)用簡(jiǎn)便、實(shí)用范圍廣，能滿足高等級(jí)橋梁、公路等土建工程對(duì)建筑材料的設(shè)計(jì)和技術(shù)要求，目前廣泛應(yīng)用于水利、建筑、道路等結(jié)構(gòu)中，具有重大的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

路橋施工；鋼釬維混凝土；應(yīng)用

鋼纖維混凝土即通過在混凝土中加入鋼纖維而生成的一種新型復(fù)合材料，其與一般混凝土相比，有更好的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，同時(shí)也大大改善了混凝土的耐久性、抗疲勞性、裂后韌性和抗沖擊性。鋼纖維混凝土用于路橋面鋪裝層可使橋梁結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固、道路路面性能更優(yōu)，因此自其推出市面以來，已在路面、機(jī)場(chǎng)跑道、橋面等工程中被廣泛應(yīng)用開來，其應(yīng)用效果也取得了業(yè)界的一致好評(píng)。隨著土建施工技術(shù)和鋼纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，鋼纖維混凝土施工技術(shù)將在路橋工程建設(shè)中發(fā)揮日益重要的作用。本文將結(jié)合鋼釬維混凝土的特點(diǎn)和應(yīng)用效果，簡(jiǎn)要分析路橋施工中鋼釬維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用。

1　鋼纖維混凝土的簡(jiǎn)要介紹

鋼纖維混凝土，即在混凝土中加入鋼纖維而形成一種應(yīng)用廣泛、性能優(yōu)良的新型復(fù)合材料。鋼纖維與基體的粘結(jié)性能會(huì)直接影響鋼纖維混凝土的性能，進(jìn)而對(duì)路橋工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響。鋼釬維的外形種類很多，如凹凸形、平直形、不規(guī)則形等，外形會(huì)影響其與混凝土的粘接強(qiáng)度，即影響混凝土的增強(qiáng)效果。改善纖維與混凝土的粘接強(qiáng)度一般常用的方法有三種：①改善混凝土對(duì)鋼纖維的粘接性能；②通過改變長(zhǎng)細(xì)比，增加纖維的粘接長(zhǎng)度；③改善纖維的形狀，增加其與混凝土的咬合力、摩阻力。

影響鋼纖維混凝土性能的主要岡素有：鋼纖維長(zhǎng)徑比、鋼纖維類型、混凝土原料（粗骨料的粒徑、砂的比率、減水劑、外加劑）等、鋼纖維摻量。其中影響鋼纖維性能的主要因素有鋼纖維類型、長(zhǎng)徑比、鋼纖維摻量。另外用于路面施工的鋼纖維混凝土材料，由于面層板較薄，還會(huì)受到地下排水因素的影響。

需要特別指出的就是不同工程在選取鋼纖維幾何參數(shù)和摻量時(shí)，要兼顧硬化混凝土的阻裂效果、硬化混凝土的增強(qiáng)效果、硬化混凝土的增韌效果、工程的成本和拌合物的施工性能。常見工程鋼纖維幾何參數(shù)參考范圍如表1所示。

2　分析路橋施工中鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1鋼纖維混凝土施工技術(shù)在道路施工中的應(yīng)用

表1　常見工程鋼纖維幾何參數(shù)參考范圍

（1）全截面鋼纖維混凝土路面。其鋼纖維摻量為0.8～1.2%，厚度是一般混凝土路面的51.5～58.5%，且具有較強(qiáng)的抗沖擊性能。雙車道路面沒有設(shè)縱縫，縮縫也較少，以橫縫為主，其間距大概25～40m。

（2）碾壓鋼纖維混凝上路面。在碾壓混凝土中鋪設(shè)鋼纖維，可以對(duì)碾壓混凝土的力學(xué)性能有一定改善，有效增強(qiáng)其韌性和強(qiáng)度。

（3）復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。其結(jié)構(gòu)合理，但操作復(fù)雜，限制性較大，一般有兩種形式，一種是在雙層復(fù)合式鋼纖維混凝土路面（于全路面板厚的上層約40～60%處鋪設(shè)鋼纖維混凝土），一種是三層復(fù)合式鋼纖維混凝土路面（中間是普通混凝土層，上下兩層做成鋼纖維混凝土層），在機(jī)械化鋪設(shè)比較好的地區(qū)就非常適合鋪設(shè)三層復(fù)合式鋼纖維混凝土路面。

（4）鋼纖維混凝土罩面及鋼纖維細(xì)石混凝土或水泥漿對(duì)罩面的修補(bǔ)。鋼纖維混凝土鋪筑的罩面層可用于彌補(bǔ)輕微損壞的舊混凝土路面，這種鋼纖維混凝土罩面一共有三種形式，即結(jié)合式罩面（舊混凝土路面與鋼纖維混凝土相粘結(jié)，共同發(fā)揮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）、分離式罩面（在舊水泥混凝土與鋼纖維混凝土間增設(shè)隔離層，兩者之間無粘結(jié)，各自發(fā)揮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）、罩面層（將鋼纖維混凝土鋪設(shè)于舊混凝土面層上）。以鋼纖維細(xì)石混凝土或水泥漿對(duì)損壞的混凝土路面進(jìn)行罩面修補(bǔ)時(shí)，要合理限制鋼纖維長(zhǎng)徑比（一般高于鋼纖維增強(qiáng)混凝土長(zhǎng)徑比的70～100），且選用1～2%的鋼纖維體積率為宜[1]。

鋼纖維混凝土路面，縱向、橫向縮縫少，耐磨、抗凍性能優(yōu)，使用壽命長(zhǎng)，還能有效減薄鋪裝厚度節(jié)約材料和工時(shí)，因而得到了廣泛應(yīng)用。

2.2鋼纖維混凝土施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

（1）在橋面鋪裝中的應(yīng)用。使用鋼纖維混凝土鋪設(shè)橋面，可大大增強(qiáng)橋面的耐久、抗裂、舒適等性能及橋梁的自身剛度、抗折強(qiáng)度，另外還能有效減少橋面鋪測(cè)厚度，減輕橋梁自身荷載，優(yōu)化橋梁受力結(jié)構(gòu)，減弱橋梁應(yīng)力和變形，尤其以橡膠瀝青和鋼纖維復(fù)合混凝土鋪設(shè)的雙層橋面，效果更佳[2]。

（2）在橋梁墩臺(tái)等結(jié)構(gòu)局部的加固作用。為滿足橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性和整體性要求，有效預(yù)防由于長(zhǎng)期動(dòng)載作用造成的橋面面板、橋梁墩臺(tái)出現(xiàn)表層剝落、裂縫等問題，可先將舊混凝土表面噴砂或鑿毛，再將5～20cm的鋼纖維混凝土（剪切鋼纖維，摻量是110%）以轉(zhuǎn)子Ⅱ型噴射機(jī)噴射在表層剝落、裂縫處，增加新舊混凝土的整體性。另外應(yīng)用兩型速凝劑作為外加劑和硫鍋酸鹽快硬水泥，可大大提高橋梁路面的抗裂性能。

（3）在橋梁上部承受荷載部位的應(yīng)用。在橋梁應(yīng)力較集中，如主梁部位，應(yīng)用鋼纖維混凝土作為鋪設(shè)材料，一方面可優(yōu)化橋梁上部承受荷載部位的結(jié)構(gòu)受力性能，預(yù)防出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形；另一方面可減少鋪測(cè)厚度，節(jié)約上部材料用量，輕化橋身，減少了下部墩臺(tái)數(shù)量，使橋梁外形更優(yōu)美，工程造價(jià)更劃算，有利推動(dòng)了橋梁結(jié)構(gòu)朝大跨度、美觀化、輕型化發(fā)展，為高等級(jí)橋梁的建造創(chuàng)造了有利條件[3]。

（4）鋼筋混凝土樁加強(qiáng)。為預(yù)防橋梁樁尖或局部樁頂在打入前出現(xiàn)裂縫，且減少樁的錘擊次數(shù)，增強(qiáng)樁的穿透力，提高樁打擊速度，節(jié)省工時(shí)，可在樁尖、樁頂部位采用鋼纖維混凝土作為建筑材料，如不考慮經(jīng)濟(jì)效益的前提下，采用全斷面整體建筑鋼纖維混凝土，效果更佳。

2.3鋼纖維混凝土在隧道和邊坡的應(yīng)用

在隧道和邊坡的防護(hù)加固階段采用噴射鋼纖維混凝士的施工技術(shù)，可以加強(qiáng)隧道結(jié)構(gòu)的整體性，有效預(yù)防隧道滲漏水現(xiàn)象；另外全截面或局部普通混凝土支護(hù)采用噴射鋼纖維混凝土，可對(duì)巖石節(jié)理裂隙等地質(zhì)發(fā)育不良地段的邊坡具有防護(hù)加固作用[4]。

3　結(jié)合實(shí)例分析鋼纖維混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用及應(yīng)用效果

2011年6月～2013年7月，在泉州環(huán)城高速石獅互通連接改造工程中，有10條匝道，7座匝道橋，其中主線橋425m/座，石獅大道的路基長(zhǎng)1600m。由于大部分橋梁都采用了伸縮裝置，因此橋梁兩側(cè)的混凝土在高速行車的反復(fù)載荷作用下，使該處直接承受了強(qiáng)大的沖擊作用，該部分成為橋梁結(jié)構(gòu)中最易損壞又較難修繕的施工部位，如得不到妥善處理，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的施工缺陷，甚至引起跳車等不良連鎖反應(yīng)，不但會(huì)造成破損缺陷的提前出現(xiàn)，嚴(yán)重者還將影響過往車輛的行車安全。

為保證橋梁伸縮裝置兩側(cè)混凝土的后澆質(zhì)量，本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上，伸縮縫型號(hào)采用了D60型、D80型、D160型三種型號(hào)；另外混凝土以鋼纖維為主，且鋼纖維混凝土嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)配合比要求，采用強(qiáng)制性攪拌機(jī)攪拌，由混凝土罐車運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)，并沿兩邊瀝青切縫進(jìn)行平整、壓實(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)、尺寸等嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行施工，施工后用水車運(yùn)水保養(yǎng)。最終工程如期、高品質(zhì)完工，受到設(shè)計(jì)單位認(rèn)可和業(yè)主監(jiān)理好評(píng)，且被相近其他項(xiàng)目借鑒，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4　結(jié)束語

綜上所述，隨著城市人流、車流的急劇增加，開展路橋施工成為緩解我國(guó)交通運(yùn)輸壓力的根本途徑。路橋的質(zhì)量直接影響其使用性能和安全性能，是路橋施工的核心，而在工程質(zhì)量控制上材質(zhì)的選擇起著非常關(guān)鍵的作用，鋼纖維混凝土是在傳統(tǒng)混凝土基礎(chǔ)上的改良和加工，其性能更優(yōu)、應(yīng)用更廣、實(shí)用性更強(qiáng)，這種新型材料的研發(fā)與使用，將會(huì)使我國(guó)的路橋施工進(jìn)入一個(gè)新的階段，具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)我們要從中認(rèn)識(shí)到科技轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的巨大效益，在日后的工程建設(shè)中要立足自我創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，不斷引進(jìn)新工藝、新技術(shù)，使其能更好的服務(wù)于社會(huì)。

[1]程峰.路橋施工中鋼纖維混凝土施工方技術(shù)應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，11（31）：125～126.

[2]陳武.路橋施工中鋼纖維混凝土的施工技術(shù)探討[J].江西建材，2014，17（19）：164.

[3]韓笑.淺析混凝土施工技術(shù)在市政路橋建設(shè)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，22（27）：224～225.

[4]李劍鋒.對(duì)市政路橋施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的再分析[J].新材料新裝飾，2014，33（11）：393.

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2015-5-3