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纤维混凝土路面应用 　　摘要：纤维混凝土使一种性能优良且广泛应用的新型复合材料。由于纤维阻滞基体混凝土裂缝的开展，其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性有较大改善。国内外对纤维混凝土的力学和结构性能做了大量研究，并广泛应用于公路、桥梁面板中。本文主要阐述不同纤维掺入混凝土后在路面工程中的应用，并对纤维混凝土路面的发展进行了展望。 　　关键词：混凝土路面；钢纤维；聚丙烯纤维 　　 中图分类号：U416 文献标识码：A 　　 　　1 前言 　　水泥混凝土路面具有刚度大，扩散荷载能力强等优点，但是随着公路交通的发展、交通量的增大，运输荷载的不断增大，水泥混凝土日益显示其弱点和不足。由于混凝土的抗弯拉强度低、耐磨耗性能差等缺点，使其在未达到寿命期就已出现了各种不同类型的损坏。目前加强混凝土及沥青混凝土路面，改善混凝土路面的使用品质，延长路面的使用寿命，提高投资效益是面临的重要课题。 　　为了进一步提高水泥混凝土的耐久性和强度，改善其使用性能。近年来，采用纤维混凝土作为面层材料，引起了国内外工程界的重视。试验和应用表明，纤维混凝土比水泥混凝土有着优良的抗拉、抗弯、抗裂、抗冲击、抗收缩、韧性好等一系列力学性能，因此，在各工程中得到广泛的应用，并取得良好的效果。 　　2 增强机理 　　在混凝土中掺入纤维是公认的改善混凝土脆性的有效方法，纤维的阻裂增韧效应能有效降低塑性裂缝和内部微裂隙的数量和尺度，提高混凝土材料介质的连续性，改善混凝土的综合性能。通过在混凝土中掺加纤维，可以提高混凝土的抗拉、抗弯和抗剪强度[1]，增加混凝土的韧性[2]、抗冲击[3]和疲劳性能[4]，改善混凝土的抗裂性[5]，抗冻性[6]及耐磨性[7]等。将纤维混凝土作为路面铺装材料时，可以实现：（1）在特大交通量条件下, 能够延长或保证水泥混凝土路面使用寿命；（2）在特重、重轴载条件下, 可以实现较经济且较薄的面板结构厚度。 　　3 纤维混凝土路面 　　3.1 钢纤维混凝土路面 　　钢纤维混凝土是在普通水泥混凝土中掺配一定数的短而细的钢纤维所组成的复合型材料，其钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生与扩展，从而具有良好的抗折、抗冲击、抗疲劳及抗磨性能。钢纤维混凝土的性能受到水泥品种、砂率、粗骨料最大粒径、钢纤维种类和掺量、掺和料等因素的影响，其中钢纤维类型、钢纤维掺量和钢纤维长径比是影响钢纤维混凝土性能的主要因素。 　　钢纤维混凝土路面可分为单层式钢纤维混凝土路面、复合式钢纤维混凝土路面和碾压式钢纤维混凝土路面3种。（1）单层式钢纤维混凝土路面。单层式钢纤维混凝土路面是指路面板全断面均采用钢纤维混凝土浇筑而成。该种路面的厚度约为同类水泥混凝土路面的厚度的 50 % -60 %， 钢纤维的体积率一般为0.8%-1.5%。（2）复合式钢纤维混凝土路面。为了充分发挥钢纤维混凝土优良的抗弯拉、 抗疲劳性能和韧性,根据路面板的受力状况, 将钢纤维混凝土配置在路面板的受拉区,在路面板的上部为普通混凝土,由此复合而成的路面成为双层复合式路面。（3）碾压式钢纤维混凝土路面。碾压式钢纤维混凝土路面是在碾压混凝土路面基础上发展起来的,它是利用震动、 碾压机械对拌和而成的干硬性钢纤维混凝土实行强制性碾压而成的一种路面。 　　虽然钢纤维混凝土路面具有良好的性能，但是也存在不足，从而阻碍了钢纤维混凝土金属腐蚀是影响其功能的根源，它增加了混凝土的导电性，因而助长了电化学腐蚀；钢纤维作为金属材料，与混凝土具有不相融性，使其与混凝土混合后粘附性能较差，握裹力低；另外由于金属的磨损系数小于混凝士，使得钢纤维混凝土路面产生后期效应-“凸尖现象”,对车轮的磨损非常不利。 　　3.2 合成纤维混凝土路面 　　合成纤维是继钢纤维混凝土后发展起来的纤维混凝土。由于其是惰性材料，不受混凝士碱性环境影响而衰变，同时它还具有高强度、高弯曲弹性、高延伸率、高取向性、易拌和等路用性能。尤其是在纤维混凝土路面应用中，完全克服了钢纤维混凝土路面出现的“腐蚀锈”、“凸尖” 等路面现象。目前应用较多的合成纤维主要有聚丙烯纤维。 　　聚丙烯纤维作为混凝土的掺合料被世界上很多国家所接受。聚丙烯材料是一种居玻璃和尼伦之间的中性材料，其抗拉强度根据不同的工艺过程，通常可达到 300-800MPa。虽比玻璃纤维低，但经过特殊工艺成形的聚丙烯纤维，可以与钢纤维相媲美(钢纤维抗拉强度为 600MPa左右)，其抗拉强度已达到了纤维混凝土要求的最佳强度，同时也避免了玻璃纤维极脆易断的弊端。聚丙烯纤维适合于公路水泥混凝土路面、机场跑道、桥涵等多种混凝土工程的加强。 　　在路面工程中，应优先使用网状纤维。因为单丝纤维多适用于石、骨料直径小于10 mm的砂浆混合料中，在大骨料的混凝土中,由于砂石的搅拌、碰撞间隙过大，使得单丝纤维不易