高 杰

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)



钢纤维混凝土在公路隧道路面中的应用分析

高 杰

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

简述了公路隧道路面施工对钢纤维和其他材料的质量要求，从防水、排水、混凝土搅拌、运输、养生等方面，探讨了钢纤维混凝土在公路隧道路面工程中的应用技术，从而提升路面的使用性能。

路面，钢纤维混凝土，防水措施，拌合料

混凝土和钢纤维之间存在着较大的粘结性，将两者进行混合，能够提升抗拉强度，对于延伸率较高的钢纤维而言，促使钢纤维混凝土具备整体抗外力作用，促使抗弯拉强度以及抗冲击韧性等得到显著提高。因此，将钢纤维混凝土在路面施工中使用，能够使结构层龟裂现象和断板等病害得以明显降低，促使公路路面使用寿命得到显著提高。

1 钢纤维和其他材料质量要求

1.1 钢纤维分类

以钢纤维混凝土内受力情况作为依据认为，钢纤维所受应力、纤维长径以及水泥浆、纤维界面粘结成正比。为了保障钢纤维材料性能得到充分发挥，促使钢纤维混凝土整体抗弯拉强度有效提升，需要通过相对科学的方式对其进行处理。第一方面，对钢纤维长径比适当增加。第二方面，适当提升钢纤维以及机体之间粘结力，若长径比过大，加上缺乏施工性能，会在很大程度上降低和易性，同时造成钢纤维出现结球现象，最终导致钢纤维混凝土的正常受力被影响。对此，对钢纤维界面粘结性进行有效提升，能够确保钢纤维土强度得到保障。一般情况下，钢纤维粘结性主要取决于钢纤维形状和钢纤维表面粗糙程度。

1.2 钢纤维形状、尺寸和偏差

对于钢纤维而言，可以将其长度分为20 mm，25 mm，30 mm，35 mm，40 mm，45 mm和50 mm等几个规格。

对其进行使用过程中，要确保其长度与粗骨料粒径，从而充分发挥混凝土抗弯拉和抗裂能力。对此，需要确保钢纤维长度以及集料之间能够充分匹配。同时，最大粒径为钢纤维长度的2/3～1/2之间[2]。也就是说，要保障跨越最大粒径锚固的长度在1/3以上。并且对钢纤维长度进行控制，以防止出现搅拌不均匀或者搅拌困难的现象发生。钢纤维应当在粗集料最大粒径的2倍以下。例如，某项目使用的是35 mm，所使用的钢纤维直径等效直径为0.3 mm～0.8 mm之间，这一工程所使用的钢纤维等效直径则是0.67 mm。

2 钢纤维混凝土在公路隧道路面中的应用

2.1 防水措施

对隧道内支进行初期支护和二次支护之间，在洞内敷设400 g/m2的土工布、EVA塑料以及防水板，将这一材料当作第一道防水措施。然后对防水混凝土进行应用，将其当作第二道防水措施。在施工过程中，要求模筑混凝土的抗渗等级大于1.2 MPa，然后对工作缝、施工缝以及沉降缝等实施专门的防水处理。对这一工程实施第二次砌背之后，相隔5 m就设置一个环向盲沟，在盲沟以及排水管的位置设置一个纵向排水管，使其相通，然后在初期支护位置，设置“Ω”型排水管，通过这种方式，将水引入排水管，在隧道纵向距离25 m的位置设置一个横向饮水管，同时将砌背后面的水向中心排水沟排入。

2.2 排水措施

在隧道内侧设置相应的弧形边沟，然后对路面积水进行排除。当前，对于公路隧道而言，一般使用的是矩形断面，如果排水沟宽度一定，弧形断面排水沟面积可以缩小一些，使用的断面对水流产生的阻力较小。如果隧道中含有水量一定，使用的弧形排水沟当中的水的流速会比矩形水沟大，能够有效冲击沉积物，进而提升排水沟中的水流畅通。

2.3 混凝土搅拌

结合用量的大小和使用部位，对不同搅拌工艺进行使用，对于小方量的工程或者零碎工程而言，可对滚筒式搅拌工艺进行使用。对其进行搅拌过程中，主要流程是对粗集料和钢结构进行适当混合，先搅拌115 min，加入细集料和水泥，干拌2 min～3 min，然后加水、加外加剂，进行1 min的搅拌。在搅拌过程中，确保搅拌的时间在6 min以内。其主要特点是：对其实施较长时间的搅拌，这时候所产生的效率较低，钢纤维分散也比较均匀。而针对一些大方量或者机械化的工程来说，可以选择强制性搅拌工艺进行搅拌，然后将粗集料和细集料进行较为均匀的搅拌，先进行这些材料的搅拌，然后加入水以及外加剂，进行湿拌，时间为60 s～90 s出料。这种方式的搅拌，主要特点为搅拌的时间较短，同时产量较大，生产效率高，但钢纤维分散性不高。

2.4 混凝土运输

要配足运输车辆，确保运输能力在拌合机产量20%以上，运输过程中一般使用农用自卸车，在装车之前，对车厢进行彻底清洁处理，并且对其进行洒水润壁，并将相应积水排干，采用动态方式进行受料，以防止出现离析现象[3]。对混凝土进行运输过程中，确保起停相对平稳，尽可能的防止颠簸现象发生，在运输途中，应当严格按照规定时间，不能耽搁，避免出现拌合物离析现象或者出现漏料现象。此外，运输时间过长，出现离析现象，漏出的泥浆会导致运输经过路面受到污染。在对车内模板进行掉头或者错车时，尽可能的防止模板之间出现碰撞。在倒车卸料时，防止相应设备的碰撞，卸料完成之后车辆及时离开。

2.5 摊铺振捣

对三辊轴整平级铺筑，从而避免振捣棒能够在路面钢纤维混凝土内部进行适当振捣，同时不能使振捣棒实施人工振捣。通常情况下，对大功率平板式振捣器进行使用，采用分层振捣密实施工方式，这时使用振动梁压实平整。对于振动梁地面进行分析，需要为其设置一定的凸棱。这种情况下，需要压匀钢纤维和粗集料。这种情况下，对三辊平整机进行使用，将表面整平。最后，采用刮尺刮板将其表面刮平，要求表面不漏出钢纤维，同时要确保钢纤维不出现上翘。此外，保障表面10 mm～30 mm深度的钢纤维处于相对平稳的状态。同时，科学选择铺筑系数，这种情况下，选取1.12～1.25之间，这时明确松铺厚度，并且对试铺进行确定。针对混合料而言，对其进行压实就位，确保其比顶面高出5 mm～20 mm，对于整平作业单元长度而言，一般将其控制在20 m～30 m之间，而整平施工之前，要后退静滚2遍～3遍，而表面砂浆的厚度则为(4±1)mm，实施镇压和平整施工，所花费的时间不能超过15 min。

2.6 切缝养生

对于纤维混凝土而言，需要在土板上设置多种接缝。膨胀缝为1道/240 m，对传力杆和钢筋支架进行设置，确保膨胀缝和中线之间是垂直关系，确保缝中不能存在连浆现象，并且在缝隙的内侧及时敷设上相应的填缝材料。对于缩缝而言，1道/5 m，其中深度板的厚度则是1/4～1/5，并且在6 cm以上，设置缝宽为4 mm～6 mm。对其进行切缝过程中，其时间需要按照气温进行确定，钢纤维不刮坏边沿，在纵缝上设置相应拉杆。

2.7 对拌合料进行检测

进行拌合料的检测，查看其和易性，可以直接反映拌合料的施工质量，并且对质量好坏进行科学控制。在拌合机的出料口位置，对拌合料和易性进行检查，这一内容是钢纤维混凝土施工质量控制的重要环节，如果拌合料坍落度以及粘聚性等出现较大波动，需要对其原因进行及时分析，结合分析结果对其进行解决。

3 结语

钢纤维混凝土属于一种相对柔和的复合材料，其具备较强的抵抗动载冲击能力，同时具有极高的耐疲劳能力，能够使结构层抗弯拉能力得到明显提高，这种材料和桥面和道路结构相对吻合。此外，钢纤维混凝土路面和普通混凝土路面相比，其造价较高，但板后较薄，能够延长路面使用寿命。因此，对钢纤维混凝土进行使用，虽然提高施工成本，但是从长远角度看，还是存在一定优势。

[1] 申俊敏,张 翛,刘 海.隧道水泥混凝土路面合理结构分析[J].山西交通科技,2011(5):12-15.

[2] 付 智,李 红.纤维混凝土路面与桥面施工技术《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30-2012)解读[J].混凝土世界,2012(11):20-31.

[3] 吕文江,袁卓亚,刘开平,等.水镁石纤维混凝土在高速公路隧道路面中的应用试验研究[J].公路,2012(12):179-182.

[4] 秦 勃,杨 骞.路面结构时变温度场的解析解[J].低温建筑技术，2014(4)：5-7.

[5] 徐永祥.永久性路面结构技术应用浅析[J].黑龙江交通科技，2014(3)：6-7.

Application analysis of steel fiber concrete in highway tunnel pavement

Gao Jie

(ShanxiJinzhongHighwayBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The thesis briefly describes steel fiber and other material quality demands in highway tunnel pavement construction. Starting from aspects of water preventing, drainage, concrete mixing, transportation and maintenance, it explores the application technologies of steel fiber concrete in highway tunnel pavement engineering, so as to improve the pavement using performance.

pavement, steel fiber concrete, water preventing measures, mixture

1009-6825(2017)07-0141-03

2016-12-10

高 杰(1981- )，男，助理工程师

U416.2

A