1、鋼纖維混凝土隨著國民經濟建設和公路交通事業的飛速發展，城市道路和國道干線公路上的車輛荷載 及密度越來越大，行駛速度越來越快，致使路面的損壞也日趨嚴重起來。特別是對損壞的 水泥混凝土路面而言，它不僅翻修投資大，且施工周期較長，嚴重影響交通暢通及行車安 全。如用普通水泥混凝土修復路面雖有強度高，板塊性好，有一定的抗磨性及承受氣象作 用的耐久性好等特點，但它的最大缺陷是脆性大、易開裂、抗溫性差，路面板塊容易受彎 折而產生斷裂，所以就要求路面面板應有足夠的抗彎、抗拉強度和厚度。用鋼纖維混凝土 修筑路面，就是意將鋼纖維均勻地分散于基體混凝土中（與混凝土一起攪拌） ，并通過分散 的鋼纖維，減小因荷載在基體

2、混凝土引起的細裂縫端部的應力集中，從而控制混凝土裂縫 的擴展，提高整個復合材料的抗裂性。同時由于混凝土與鋼纖維接觸界面之間有很大的界 面粘結力，因而可將外力傳到抗拉強度大、延伸率高的纖維上面，使鋼纖維混凝土作為一 個均勻的整體抵抗外力的作用，顯著提高了混凝土原有的抗拉、抗彎強度和斷裂延伸率。 特別是提高了混凝土的韌性和抗沖擊性。實踐證明，采用鋼纖維混凝土這一新型高強復合材料對路面修理，既可提高路面的抗 裂性、抗彎曲、耐沖擊和耐疲勞性，而且可改善路面的使用性能，延長使用壽命從而減少 老路開挖，對節省工程造價等具有重要的經濟效益和社會效益；為提高道路補強與改造提 供了良好的途徑。1、基本要求1.1

3、 鋼纖維混凝土材料 鋼纖維混凝土就是在一般普通混凝土中摻配一定數量的短而細的鋼纖維所組成的一種 新型高強復合材料。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的產生，不但具有普通混凝土的優良 性能，而且具有良好的抗折、抗沖擊、抗疲勞以及收縮率小、韌性好、耐磨耗能力強等特 性。可使路面厚度減薄 50%以上，縮縫間距可增至 15m30m，不用設脹縫和縱縫。鋼纖 維混凝土用鋼纖維類型有圓直型、熔抽型和剪切型鋼纖維。其長度分為各種不同規格，最 佳長徑比為4070,截面直徑在0.4mm0.7mm范圍內，抗拉強度不低于 380mpa.在施工 時鋼纖維在混凝土中的摻入量為 1 . 0 % 2. 0 %（體積比），但最大摻量

4、不宜超過 2.0%。水泥 采用 425# 525#普通硅酸鹽水泥，以保證混合料具有較高的強度和耐磨性能。鋼纖維混凝 土用的粗骨料最大粒徑為鋼纖維長度的23.不宜大于20mm.細集料采用中粗砂，平均粒徑0.35mm0.45mm，松裝密度 1.37g/cm3.砂率采用 45%50%。1.2 鋼纖維混凝土配合比 鋼纖維混凝土混合料配合比的要求首先應使路面厚度減薄，其次是保證鋼纖維混凝土 有較高的抗彎強度，以滿足結構設計對強度等級的要求即抗壓強度與抗折強度，以及施工 的和易性。鋼纖維混凝土配合比設計基本按以下步驟進行。（1）根據強度設計值以及施工配制強度提高系數，確定試配抗壓強度與抗折強度；鋼纖維混凝

5、土抗折強度設計值的確定：fftm = ftm （1+atmpflf/df ）式中 fftm 鋼纖維混凝土抗折強度設計值； ftm 與鋼纖維混凝土具有相同的配合 材料、水灰比和相近稠度的素混凝土的抗折強度設計值；atm鋼纖維對抗折強度的影響系數（試驗確定）；pf 岡纖維體積率，%; lf/df 鋼纖維長徑比，當ftm v 6.0n/mm2 時，可按表 1 采用。（2）根據試配抗壓強度計算水灰比；(3) 根據試配抗壓強度，確定鋼纖維體積率，一般澆筑成型的結構范圍在0.5%2.0%之間；( 4)按照施工要求的稠度確定單位體積用水量，參照表2；( 5)確定砂率，見表 3；( 6)計算混合材料用量，確定

6、試配配合比；( 7)按照試配配合比進行拌合物性能試驗，調整單位體積用水量和砂率，確定強度試 驗用基準配合比；( 8)根據強度試驗結果調整水灰比和鋼纖維體積率，確定施工配合比。 試驗結果表明，在經驗和計算的基礎上確定水泥用量、砂率及水灰比，并根據不同配 比時的鋼纖維混凝土強度進行試驗(見表4)，當水泥用量在 380kg？m3400kg？m3 時強度較高，但此時砂率較小，砂石中有分離現象。因此將砂率調到0.48，如此強度雖有降低，但其余性能卻可得到改善。為此，調整最佳配比即水泥：黃砂：碎石：水=1 : 2.16 : 2.34 : 0.48.1.3鋼纖維混凝土拌和為防止鋼纖維混凝土在攪拌時纖維結團，

7、在施工時每拌一次的攪拌量不宜大于攪拌機額定攪拌量的80%。采用滾動式攪拌機拌和，在攪拌混凝土過程中必須保證鋼纖維均勻分布。為保證混凝土混合料的攪拌質量，采用先干 后濕的拌和工藝。投料順序及攪拌時間為：粗集料t鋼纖維(干拌imin) t細集料t水泥(干拌imin),其中鋼纖維在拌和時分三次加入拌和機中，邊拌邊加入鋼纖維，再倒入黃砂、水泥，待全部料投入后重拌 2min3min，最后加足水濕拌imin.總攪拌時間不超過6min ，超攪拌會引起濕纖維結團。按此程序拌出的混合料均勻。尚若在拌和中，先加水泥 和粗、細集料，后加鋼纖維則容易結成團。而且纖維團越滾越緊，難以分開，一旦發現有 纖維結團，就必須剔

8、除掉，以防止因此而影響混凝土的質量。1.4 鋼纖維混凝土澆搗鋼纖維混凝土澆搗與普通混凝土一樣，澆筑和振搗是施工中的重 要環節，直接影響鋼纖維混凝土的整體性和致密性。不同之處就是其流動性較差，在邊角 處容易產生蜂窩，因此，邊角部分可先用搗棒搗實。板角采用插入式振動器振搗，然后用 夯梁板來回整平。在混凝土面層抹平過程中，因鋼纖維直徑較粗而易冒出路面，影響到行 車安全，故在施工時需注意清除。2、工程實例某二級公路水泥混凝土路面修補工程段全長112m，寬2 X 3m修補前路面板呈破碎、斷裂狀，原為一般普通混凝土澆筑，部分板底基層下沉。現用鋼纖維混凝土修補路面，基層補強采用 c15 素混凝土澆筑，舊混凝

9、土路面平均鑿 除深度25cm (包括基層松動部分)，擬采用12cm厚、c30鋼纖維混凝土澆筑路面。2.1 施工材料2.1.1 原材料水泥： 425#普通硅酸鹽水泥；細集料：用中粗砂，平均粒徑0.35mm0.48mm ,含泥量 2%；粗集料：碎石 5mm20mm，含泥量v 1%,質地堅硬；鋼纖維：選用長度30mm、當量直徑0.60mm由浙江某廠生產的低碳結構鋼剪切扭曲型， 型號dn30,其強度380mpa以上。該產品性能穩定，使用效果良好。2.1.2 配合比鋼纖維混凝土配合比設計按照抗折強度和抗壓強度雙控標準要求及施工的工作度采用以抗折強度為主要指標進行設計。設計抗折強度6.5mpa、抗壓強度3

10、5mpa.經試驗室進行幾種配比方案確定：水泥:黃砂:碎石:鋼纖維:水并強度試驗,結果見表5.2.2 施工工藝2.2.1 基層處理及路面澆筑在鋼纖維混凝土澆筑前,為提高水泥混凝土面層下基層和墊 層的剛度,做好對舊混凝土板及板底基層的處理工作,即在破損板及板底脫空破裂的舊混 凝土板塊鑿除后,對部分板底基層進行補強處理。鑿除舊混凝土板時,鑿除深度必須滿足 原路面設計要求,再將原基層松動部分全部清除。被清除后的基坑及深度一律用c15 貧混凝土進行處理。待混凝土半干狀態時即可澆筑路面。按要求先用c15 普通混凝土澆筑至路面面層厚度 12cm 時，經底面層整平處理后再用鋼纖維混凝土澆筑。2.2.2 鋼纖維

11、混凝土攪拌鋼纖維混凝土攪拌采用滾筒式攪拌機。為使鋼纖維在混凝土中 分散均勻，采用二次投料三次攪拌法，即先將石子和鋼纖維干拌1min ，加入砂子、水泥再干拌 1min ，最后注水濕拌 1.5min 左右，總攪拌時間控制在 6min 內，攪拌時間過長會形成 濕纖維團。且每次的攪拌量宜在攪拌機公稱容量的13 以下。2.2.3 運輸與澆筑混凝土運輸采用自卸運輸車，運至施工地點進行澆筑時的卸料高度不 得超過1.5m，以防混凝土離析。鋼纖維混凝土采用人工攤鋪，用人工將其大致攤鋪整平， 攤鋪后用平板振動器振搗，振搗的持續時間以混凝土停止下沉，不再冒氣泡并泛出水泥漿 為準，且不宜過振。振搗時輔以人工找平，混凝

12、土整平采用振動梁振搗拖平，再用鋼滾筒 依次滾壓進一步整平，整平的表面不得裸露鋼纖維。在做面時需分兩次進行，即先找平抹 平，待混凝土表面無泌水時，再做第二次抹平，抹平后沿模板方向拉毛，拉毛深度 1mm2mm.拉毛時避免帶出鋼纖維，如采用滾式壓紋器進行處理則效果更佳。2.2.4 養護與切縫鋼纖維混凝土設有多種切縫。脹縫與路中心線垂直，縫壁必須垂直， 縫隙寬度必須一致，縫中不得有連漿現象，縫隙內應及時澆灌填縫料，當混凝土達到強度 25%30%時，采用切縫機進行縮縫切割，切縫深度3cm,縮縫設置16m道。施工縫位置宜與脹縫或縮縫設計位置吻合，施工縫與路中心線垂直，不設置傳力桿。對脹縫、縮縫均 采用 1

13、0#石油瀝青,灌式填縫。混凝土做面完畢后,及時采用濕法養護,終凝后及時覆蓋草袋,并每天均勻澆水,保 持潮濕狀態，養護l0d15d.與此同時做好封閉交通，待強度測試達到規定要求后即可開 放交通。2.3 施工質量控制鋼纖維混凝土的質量除對原材料、配合比以及施工過程的主要環節進 行控制外,還重點對鋼纖維混凝土的攪拌、鋼纖維的投入以及混凝土振搗的控制,同時按 規定對每天所澆筑混凝土的 28d 抗折、斷塊抗壓強度進行檢驗,均達到了設計要求,使平 整度、坍落度、主要技術指標得到有效控制。3、經濟與社會效益從經濟和社會效益分析,鋼纖維混凝土路面與普通水泥混凝土路面相比,其特點：面層厚度可減薄至 1/2 以上

14、,使施工工期縮短,因此節約原材料及減少工程量后所帶來的 一切費用； 路面使用壽命延長因此而節省的費用； 減少縮縫帶來的材料、人工等所 節省的費用；節省養護、減少時間延誤及維修費用；除此以外,還有路面質量好,接縫少, 延長車輛使用壽命等費用。綜合分析,對于舊混凝土路面,若采用鋼纖維混凝土進行罩面 修復,則一次性投資的費用比挖掉重建混凝土路面要節省許多。同樣,從一次性投資、使 用年限、維修費用、資金的時間價值來全面評價鋼纖維混凝土路面工程的經濟效益,與新 鋪瀝青混凝土路面評價綜合效益,鋼纖維混凝土路面雖一次性投資較前者高,但從其維修 費用、使用年限的不同考慮,以及和資金的時間效益,用年成本法計算其等值年金,結果 表明鋼纖維混凝土路面每年支出的費用比瀝青混凝土路面要低35%。采用鋼纖維混凝土修補法,不但可使鋼纖維混凝土的質量及其增強效果得到保證,而且還可提前開放交通,具 有顯著的經濟效益和社會效益。4、結語 鋼纖維混凝土自發展以來,已在公路路面、橋面、機場跑道等工程中得到廣泛應用,同時也取得了一定的經濟效益和社會效益。它除了具有良好的抗彎強度外,而且還具有優 異的