市政路桥施工技术中钢纤维混凝土技术的运用

摘要：市政路桥作为城市交通网络的核心骨架，承载着繁重的交通流量与复杂的荷载作用。传统混凝土材料在长期使用过程中，受拉强度低、韧性不足，易出现裂缝、剥落等病害，影响结构耐久性与行车安全。钢纤维混凝土凭借独特的增强、增韧机制，为解决这些问题开辟了新路径。它通过钢纤维在混凝土基体中的乱向分布，有效约束混凝土裂缝开展，提高其抗拉、抗弯、抗冲击性能，成为提升市政路桥工程质量、延长使用寿命的有力保障，在现代交通基础设施建设中备受瞩目。

关键词：市政路桥；施工技术；钢纤维混凝土技术

钢纤维混凝土可有效地防止桥面、路面出现早期裂缝、边角破损等质量问题。采用钢纤维混凝土材料及有关技术，既能显著提高桥梁的整体品质，又能降低工程成本。基于此，文章重点探讨钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的具体应用，旨在确保路桥行车品质与安全，促进我国路桥项目建设事业健康发展。

1钢纤维混凝土的特性

1.1高强度与高韧性

钢纤维均匀分散于混凝土后，在受力过程中，钢纤维与混凝土基体协同工作。当混凝土基体受拉出现微裂缝时，横跨裂缝的钢纤维凭借自身高强度，承担拉力并传递应力，阻止裂缝进一步扩展。实验表明，相较于普通混凝土，钢纤维混凝土的抗拉强度可提高30%-80%，抗弯强度提升40%-100%，韧性指标（如断裂能）更是大幅增长，能有效抵抗车辆冲击、刹车制动等动荷载，极大增强路桥结构的承载能力与抗变形能力[1]。

1.2优良的抗裂性能

由于钢纤维的阻裂作用，钢纤维混凝土在硬化早期就能抑制收缩裂缝产生。在混凝土凝结硬化过程中，内部水分蒸发引发体积收缩，普通混凝土因抗拉能力弱，易形成贯通裂缝；而钢纤维的存在限制了裂缝尖端的应力集中，使裂缝细化、分散，难以发展成宏观裂缝。研究发现，在相同条件下，钢纤维混凝土的裂缝宽度可控制在普通混凝土的1/3-1/2，显著降低裂缝对结构耐久性的危害，减少雨水、腐蚀性介质侵入混凝土内部导致钢筋锈蚀、结构劣化的风险。

1.3良好的耐久性

钢纤维混凝土结构致密，孔隙率相对较低，有效阻挡外界侵蚀性物质渗透。一方面，其抗渗性能提高，能抵御地下水、雨水冲刷对路桥基础的侵蚀；另一方面，在有化学腐蚀环境（如冬季除冰盐侵蚀）下，钢纤维形成的防护屏障减缓腐蚀介质扩散，保护混凝土基体与内部钢筋。长期暴露试验显示，钢纤维混凝土构件在恶劣环境中的使用寿命可比普通混凝土延长20%-30%，降低市政路桥后期维护成本，保障交通设施长期稳定运行[2]。

2钢纤维混凝土在市政路桥施工中的技术要点

2.1原材料选择

1.钢纤维

钢纤维类型多样，按形状分为平直形、波浪形、哑铃形等，按材质有碳钢、不锈钢、合金钢纤维。市政路桥工程多选用抗拉强度不低于600MPa的冷拔低碳钢丝制成的波浪形或哑铃形钢纤维，其表面粗糙，与混凝土粘结力强；纤维长度一般20-60mm，直径0.3-1.2mm，长径比控制在40-100范围内，确保在混凝土中均匀分散且有效发挥增强作用，同时避免纤维团聚影响工作性能。

2.水泥

优先选用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其早期强度高、水化热适中，有利于钢纤维混凝土早期强度发展与抗裂性能提升。水泥进场需检验安定性、强度等指标，确保质量符合国家标准，为钢纤维混凝土提供坚实胶凝基础。

3.骨料

粗骨料宜选用质地坚硬、级配良好的碎石，最大粒径不宜超过钢纤维长度的2/3且不超过20mm，以防石子粒径过大阻碍钢纤维均匀分布；细骨料采用中砂，细度模数2.3-3.0，含泥量不超过3%，保证混凝土良好的和易性，使钢纤维与骨料、水泥浆充分裹覆、粘结。

2.2配合比设计

1.水灰比

水灰比是影响钢纤维混凝土强度与耐久性的关键因素，一般控制在0.4-0.5之间。水灰比过大，混凝土孔隙率增加，强度降低，钢纤维与基体粘结力减弱；水灰比过小，混凝土流动性差，施工困难，难以保证钢纤维均匀分散。通过试配优化，结合工程实际需求，选定合适水灰比，确保混凝土性能均衡。

2.钢纤维掺量

钢纤维掺量依据工程结构部位、受力特性与预期性能确定，通常按体积百分比计，在0.8%-2.0%范围内。对于承受较大弯拉荷载的桥梁面板、路面面层，掺量可适当提高；但掺量过高易引发混凝土工作性恶化，如出现离析、泌水现象，需综合权衡。在满足强度、韧性要求前提下，精准确定钢纤维掺量，实现性能与成本最优配置。

3.砂率

为适应钢纤维掺入后的工作性变化，砂率较普通混凝土适当提高3%-8%，一般控制在40%-50%。合理砂率有助于填充骨料间隙，包裹钢纤维，使混凝土在搅拌、运输、浇筑过程中保持良好流动性、粘聚性，确保钢纤维均匀分布且不外露，保障结构表面质量。

2.3搅拌与浇筑

1.搅拌

采用强制式搅拌机，确保钢纤维在混凝土中充分分散。先投入粗、细骨料、水泥干拌1-2分钟，使物料初步混合均匀；再加水搅拌1-2分钟，形成均匀水泥浆；最后缓慢加入钢纤维，持续搅拌3-5分钟，直至钢纤维均匀分布，无结团现象。搅拌过程中严格控制搅拌速度与时间，过快易造成钢纤维折断，过慢则无法保证均匀性，影响混凝土性能。

2.浇筑

浇筑前检查模板安装牢固性、密封性，清理杂物、洒水湿润。对于路面工程，采用纵向分幅或横向分层浇筑方式，控制每层厚度不超过30cm，防止钢纤维下沉堆积；桥梁结构浇筑时，从低处向高处、由一端向另一端连续浇筑，确保结构整体性。浇筑过程中若发现钢纤维外露或局部堆积，及时用工具调整，保证混凝土表面平整、内部结构均匀。

2.4振捣与养护

1.振捣

选用合适振捣设备，插入式振捣棒常用于大面积混凝土振捣，振捣半径30-50cm，振捣时遵循“快插慢拔”原则，插入下层混凝土5-10cm，避免振捣棒触及钢纤维造成其移位、折断。平板振捣器用于路面、薄板结构表面振捣，移动速度1-2m/min，确保混凝土表面密实、平整。振捣时间以混凝土表面不再下沉、气泡不再冒出、泛浆为准，防止过振导致钢纤维下沉，影响结构上下部性能均匀性。

2.养护

钢纤维混凝土养护至关重要，浇筑完成后及时覆盖养护，常用洒水养护、塑料薄膜覆盖养护或蒸汽养护等方式。洒水养护在混凝土终凝后（一般4-6小时）开始，保持表面湿润7-14天，防止因缺水出现干缩裂缝；塑料薄膜覆盖养护利用薄膜密封保湿，适用于大面积养护，减少水分蒸发；蒸汽养护在低温或有特殊工期要求时采用，严格控制升温、恒温、降温速率，促进混凝土强度发展，确保钢纤维混凝土性能充分发挥[3]。

结束语

钢纤维混凝土技术是一种广泛应用于路桥施工的技术。在高速公路桥梁施工中，由于采用常规混凝土常常会产生裂缝和其他质量通病，严重时会引起桥梁倒塌，因此，在高速公路桥梁工程中采用高性能混凝土施工技术已成为主要的发展趋势。钢纤维混凝土性能优良，施工方便，能够满足工程设计和施工要求，为城市交通基础设施升级、保障市民出行安全与舒适发挥更为重要的作用，推动城市建设迈向更高质量发展阶段。

参考文献

[1]王志平.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术[J].全面腐蚀控制，2023，37（05）：61-63.

[2]孙润生.路桥施工中钢纤维混凝土施工技术分析[J].居舍，2022，（04）：69-71+84.

[3]王亚，陶必存.市政路桥施工技术中的钢纤维混凝土技术[J].居舍，2021，（35）：46-48.