浅谈钢纤维混凝土在路面施工中的应用

　　摘要：
　　 钢纤维混凝土提高了混凝土的拉弯、抗冲、抗裂、抗拉和抗疲劳等性能，是一种新型的多相复合材料，它凭借自身的抗裂性、抗拉性、高强度、高韧性等特点被广泛的应用在公路路面、桥面以及机场跑道等工程当中。论文主要对钢纤维混凝土的特点进行了分析，并对其在路面工程施工中的应用进行了详细阐述。
　　关键词：钢纤维混凝土；特点；路面施工；应用
　　
　　 钢纤维混凝土（SteelFiberReinforcedConcrete，简称为SFRC），就是在普通的混凝土当中掺入一些短钢纤维，从而制作而成的一种新型的多向复合型材料，它在公路水泥混凝土路面中有着广泛的应用。随着我国国民经济与公路交通行业的快速进步，路面上行驶车辆剧增，车辆对路面的质量要求也被提升到一个新的高度，钢纤维混凝土凭借着自身抗裂性、抗拉性、高强度、高韧性等优点很快在路面工程应用中占据一席之地，下面对其进行详细论述。
　　一、钢纤维混凝土的特点
　　1、抗裂性能好
　　 由于短钢纤维在钢纤维混凝土中是乱向分布的，因此它具有阻碍混凝土内部裂缝扩展以及阻止宏观裂缝的产生与发展等作用。当钢纤维混凝土受到一定的荷载作用时，使得混凝土基体微裂纹的扩展起到约束作用，因而大大提高了其抗裂能力。即使荷载作用达到了极限，钢纤维混凝土也不会同普通混凝土那样发生脆裂，而仍旧持有一定的承载变形能力。
　　2、强度高
　　 因为数量众多的钢纤维在混凝土中均匀且乱向的分布，使得混凝土与钢纤维的接触面积很大，因此使得混凝土在任何方向的强度都得到增强。
　　3、韧性得到提高
　　 通过对钢纤维混凝土进行试验可以得知，在钢纤维混凝土变形和荷载的关系中，初期的裂纹荷载要比普通混凝土的荷载值明显增大。倘若持续增加荷载值，钢纤维混凝土的界面粘结力并没有遭到破坏，钢纤维将持续传递荷载，使得整个钢纤维混凝土仍旧具有承载的能力。如果此时继续增加荷载直至达到极限，那么钢纤维因此会逐渐被拔出，而被拔出的钢纤维可以吸收大量能量，从而增加了钢纤维混凝土的韧性。
　　二、钢纤维混凝土在路面结构施工中的设计方法
　　 标准厚度法、容许应力法以及美国联邦航空局法和按塑性理论是目前国内外针对钢纤维混凝土路面与路面结构设计的计算方法。通过对比计算我们可以得知：极限状态法计算的板厚相比公路水泥混凝土路面设计规范计算的板厚，前者比后者的板厚约厚10%。主要原因是因为两者采用的荷载图示与临界荷位有所不同。极限状态法是根据塑性理论进行分析研究，这是一种值得重视的方法，但目前此法仍处在初步研究阶段，仍需进一步的验证与完善。
　　三、钢纤维混凝土的应用
　　（一）钢纤维混凝土的工作机理
　　 钢纤维可以对混凝土的裂缝产生以及裂缝的扩展产生限制作用。在裂缝产生的初期，钢纤维与混凝土共同受力，这时候最大的外力承担者是混凝土。随着外部压力的持续增长，裂缝也逐渐扩展，当到了一定程度的时候，钢纤维便继承了混凝土承担受力的工作，随后钢纤维开始被裂缝逐渐拔出，横跨裂缝的钢纤维便对裂缝的进一步发展产生了限制作用。
　　（二）钢纤维混凝土的拌合
　　 这里对路面施工中钢纤维混凝土拌合的方法进行叙述。①材料。要对各种材料的重量计量准确，材料称量的结果偏差要在允许的范围之内。②采用双卧轴强制式搅拌机进行拌合。如果钢纤维的体积率较高，其拌合物稠度较大时，搅拌机一次拌合量要小于其额定拌合量的百分之八十。③搅拌时间。钢纤维混凝土的搅拌时间要比普通混凝土规定的搅拌时间延长1min~2min，并以搅拌过程中钢纤维保证一定生产率并不产生结团现象作为准则。其拌合时间和投料顺序：钢纤维（两次投入）+碎石——干拌60秒——水泥与砂——干拌30秒——掺水湿拌2分钟，出料应确保颜色的均匀，钢纤维不结团且分布均匀。④搅拌原则。搅拌过程中的方法与投料次序根据的原则为：不产生弯曲或者折断现象、钢纤维不结团、不会因拌和机超负荷而停止搅拌、出料口不可堵塞。
　　（三）层布式钢纤维混凝土技术应用 
　　 目前钢纤维混凝土在路面施工中最为有效、普遍的应用方法为层布式钢纤维混凝土路面技术。层布法可以对路面工程造价进行有效的控制且具有优良的性能。下面具体对其应用进行探讨。
　　1、施工分析
　　 层布式钢纤维混凝土是一种复合路面，它是在混凝土路面的顶层与底层用人工方法布置两薄层钢纤维。层布式钢纤维与普通混凝土路面相比而言，前者的路面结构设计比较复杂，且多出两道施工工序，因此在实际施工时要根据路面的特点合理安排选择施工方案，以保证质量且不影响工期。层布式钢纤维混凝土在路面施工时顶层与底层钢纤维布置各有不同。
　　2、钢纤维布置方法
　　顶层的钢纤维布置方法：在顶层铺撒钢纤维，需要混凝土铺筑达到离路面表面约10mm-20mm后进行。在钢纤维铺撒完毕之后，再用混凝土覆盖钢纤维，并振平并表面处理成型。
　　底层的钢纤维布置方法：对底层进行钢纤维的铺撒有两种方法。一是先铺10mm-20mm左右厚的混凝土或者5mm左右厚的砂浆，并平整好。然后进行钢纤维的铺撒，并振平、振实。第二种方法是直接在已经平铺好的基层表面铺撒一层钢纤维，然后再进行混凝土铺设，用插入式振动棒仔细振捣，使得钢纤维上浮混入混凝土底层10-20mm范围内。
　　3、施工工序
　　通过对顶层与底层的钢纤维铺撒，就形成了层布式钢纤维混凝土复合路面。其施工工序为：基层表面清理——立模——整平——平板振平+铺入振捣——混凝土表面平整度整修——筛撒第二层钢纤维——钢纤维含量与均匀性检查——摊铺表层混凝土——振动梁找平+平板振捣——压纹——养护——切缝——养护。施工工序不一定非要按部就班，可以分段进行实施，这样可以对人力、物力进行合理的安排，从而有效的利用时间，有效加快工程进度。
　　4、钢纤维混凝土应用实例简介
　　 招远市招金集团矿车主要通行线路北温泉路每天车流量巨大，以运送矿石的重型车辆为主。之前路面为普通水泥混凝土路面，经常出现裂缝等路面受损问题。后经推广将路面重新整修，采用了钢纤维混凝土路面。在路面基层铺筑320mm石灰煤渣，面层铺筑130mm波纹钢纤维混凝土。路面浇筑16天后开放交通，经受9000辆/日交通量的考验，无裂纹、石子外漏等情况发生，路面的其他病害亦无出现。
　　钢纤维混凝土是一种新型的复合材料，自发展至今，凭借自身抗裂性、耐性高、韧性高以及抗弯性能好等特点，在公路路面、桥面以及机场跑道等工程中得到了极为广泛的应用，并且取得了良好的经济与社会效应。但由于其施工工艺需要严格控制、监督以及价格较高的原因，对钢纤维混凝土的持续推广产生了一定的限制。因此今后在制作过程中应该着重加大科学技术的投入与应用，进一步的提高技术水平，并研究价格便宜的钢纤维，降低其造价，以此来推动钢纤维混凝土的发展以及推广。
　　
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