钢纤维复合材料在路面施工中的应用分析

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　　摘要:钢纤维是一种新型的高强度的复合材料,在道路施工中应用的也是越来越普遍,本文就针对钢纤维新型复合材料在混凝土路面施工中的应用做了一些分析研究。
　　关键词:钢纤维 新型材料 混凝土施工 应用
　　
　　钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生,不但具有普通混凝土的优良性能,而且具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨耗能力强等特性。可使路面厚度减薄50%以上,缩缝间距可增至15m～30m,不用设胀缝和纵缝。钢纤维混凝土用钢纤维类型有圆直型、熔抽型和剪切型钢纤维。其长度分为各种不同规格,最佳长径比为40―70,截面直径在0.4mm～0.7mm范围内,抗拉强度不低于380mm。在施工时钢纤维在混凝土中掺入量为1.0%～2.0%(体积比),但最大掺量不宜超过2.0%。
　　
　　一、钢纤维混凝土路面施工的特殊要求
　　(1)由于钢纤维混凝土的凝结时间短、硬化快,因此钢纤维混凝土配合比中材料选择应该特别注意,水泥宜采用425#～525#普通硅酸盐水泥,以保证混合料具有较高的强度和耐磨性能。粗集料最大粒径不宜大于20cm。细集料宜采用中粗砂,细度模数2.8左右,主要粒径集中在0.35mm―0.45mm,砂率采用45%～50%。同时掺加缓凝高效减水剂,减少水泥用量,符合经济性要求。
　　(2)钢纤维混凝土路面必须使用硬刻槽方式制作抗滑构造,不得使用粗麻袋、刷子和扫帚制作细观抗滑构。
　　(3)钢纤维混凝土路面板长一般为6～10m,最大面板尺寸不应大干8×12。钢纤维掺量较大,尺寸用大值:掺量小,取小值。注意:此次新修订的水泥路面设计和施工两部规范所采用的钢纤维混凝土路面的面板尺寸比其应力计算结果和教科书中都要小(最大10×20m),面板尺寸划分较为保守。原因一是考虑我国实际路面上的超载和偏载严重,强度储备不足:二是钢纤维掺量体积率由1-2%降低到0.6～1.0%,尽管板厚的折减系数略有加大,但在长期高应力强度比的疲劳荷载作用下,疲劳强度和使用寿命仍嫌不足。
　　
　　二、钢纤维混凝土路面的布料与摊铺
　　(1)所采用的各种机械布料与摊铺方式,应保证面板中钢纤维分布的均匀性及结构连续,在一块面板内的浇筑和摊铺过程不得中断。
　　(2)布料松铺高度应通过试铺确定,拌和物坍落度相同时,宜比相同机械施工方式的普通混凝土路面松铺高度高10mm左右。
　　(3)钢纤维混凝土拌和物应与所选定的摊铺方式相适应。由于钢纤维的项托,相同坍落度的钢纤维混凝土振实略容易些,因此钢纤维混凝拌和物的坍落度较低。
　　
　　三、钢纤维混凝土路面修补实例
　　某二级公路水泥混凝土路面修补工程段全长112m,宽2×3m,修补前路面板呈破碎、断裂状,原为一般普通混凝土浇筑,部分板底基层下沉。现用钢纤维混凝土修补路面,基层补强采用C15素混凝土浇筑,旧混凝土路面平均凿除深度25cm(包括基层松动部分),拟采用12cm厚、C30钢纤维混凝土浇筑路面。
　　1.施工工艺
　　在钢纤维混凝土浇筑前,为提高水泥混凝士面层下基层和垫层的刚度,做好对旧混凝土板及板底基层的处理工作,即在破损板及板底脱空破裂的旧混凝土板块凿除后,对部分板底基层进行补强处理。凿除旧混凝土板时,凿除深度必须满足原路面设计要求,再将原基层松动部分全部清除。被清除后的基坑及深度一律用C15贫混凝土进行处理。待混凝土半干状态时即可浇筑路面。按要求先用C15普通混凝土浇筑至路面面层厚度12cm时,经底面层整平处理后再用钢纤维混凝土浇筑。
　　2.施工质量控制
　　钢纤维混凝土的质量除对原材料、配合比以及施工过程的主要环节进行控制外,还重点对钢纤维混凝土的搅拌、钢纤维的投入以及混凝上振捣的控制,同时按规定对每天所浇筑混凝土的28d抗折、断块抗压强度进行检验,均达到了设计要求,使平整度、坍落度主要技术指标得到有效控制。
　　
　　结束语:
　　钢纤维混凝土自发展以来,已在公路路面、桥面、机场跑道等工程中得到广泛应用,同时也取得了一定的经济效益和社会效益。在今后的施工中我们要注意合理的应用争取带来更大的效益。
　　本文是在工程结束后通过对不同类型的混凝土路面调查后的部分分析,由于缺乏现场施工资料,因此文中数据参数较少,望业内人士帮助完善,将此项技术广泛应用于实践工作中。
　　

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