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聚丙烯纤维碾压混凝土在路面大修工程中的应用：性能、实践与展望

一、引言

1.1研究背景与意义

交通基础设施作为经济发展的动脉，其完善程度和运行状况直接关系到区域经济的繁荣与社会的稳定。路面作为交通基础设施的关键组成部分，承受着车辆荷载、自然环境等诸多因素的作用，随着时间的推移，不可避免地会出现各种病害，如裂缝、坑槽、车辙等。这些病害不仅会降低道路的平整度和舒适性，影响行车安全，还会导致车辆运营成本增加，加剧环境污染。因此，路面大修工程对于恢复道路的使用性能、延长道路使用寿命、提高交通服务水平具有至关重要的意义。

传统的混凝土路面在长期使用过程中，由于其自身的脆性和收缩特性，容易出现裂缝等病害，严重影响了道路的耐久性和使用寿命。而聚丙烯纤维碾压混凝土作为一种新型的建筑材料，通过在普通混凝土中掺入适量的聚丙烯纤维，有效地改善了混凝土的性能。聚丙烯纤维具有较高的抗拉强度和弹性模量，能够在混凝土中形成三维乱向支撑体系，有效地抑制混凝土的收缩裂缝，提高混凝土的抗裂性能；同时，聚丙烯纤维还能够增强混凝土的韧性和抗冲击性能，提高混凝土的耐久性和使用寿命。将聚丙烯纤维碾压混凝土应用于路面大修工程中，不仅可以提高路面的质量和性能，还可以降低路面的维护成本，具有显著的经济效益和社会效益。

1.2国内外研究现状

国外对聚丙烯纤维碾压混凝土的研究起步较早，从上世纪60年代开始，就有学者对其性能进行了研究。1975年，在国际材料与结构实验室联合会论文集《纤维增强水泥与混凝土》上，对有关聚丙烯纤维混凝土的各项性能、计算方法、施工技术等均有较全面的论述。此后，随着研究的不断深入，聚丙烯纤维碾压混凝土的性能得到了进一步的提升，其应用范围也不断扩大。目前，聚丙烯纤维碾压混凝土在欧美等发达国家的道路、桥梁、水工等领域得到了广泛的应用。

国内对聚丙烯纤维碾压混凝土的研究相对较晚，但近年来发展迅速。从上世纪90年代开始，国内学者开始对聚丙烯纤维碾压混凝土的性能进行研究，并取得了一系列的研究成果。研究表明，聚丙烯纤维能够有效地提高混凝土的抗裂性能、韧性和抗冲击性能，改善混凝土的耐久性。同时，国内学者还对聚丙烯纤维碾压混凝土的配合比设计、施工工艺等进行了研究，为其工程应用提供了技术支持。目前，聚丙烯纤维碾压混凝土在我国的道路、桥梁、水工等领域也得到了一定的应用，如三峡工程、宁波白溪水库二期工程等。

1.3研究内容与方法

本文主要研究聚丙烯纤维碾压混凝土在路面大修工程中的应用，具体研究内容包括：聚丙烯纤维碾压混凝土的性能研究，通过试验研究不同聚丙烯纤维掺量对混凝土力学性能、抗裂性能、耐久性等的影响；聚丙烯纤维碾压混凝土在路面大修工程中的应用案例分析，通过对实际工程案例的分析，总结聚丙烯纤维碾压混凝土在路面大修工程中的应用经验和存在的问题；聚丙烯纤维碾压混凝土路面大修工程的施工要点探讨，结合工程实际，探讨聚丙烯纤维碾压混凝土路面大修工程的施工工艺、质量控制等要点。

本文采用文献研究法、案例分析法和实验研究法相结合的研究方法。通过查阅国内外相关文献，了解聚丙烯纤维碾压混凝土的研究现状和发展趋势；通过对实际工程案例的分析，总结聚丙烯纤维碾压混凝土在路面大修工程中的应用经验和存在的问题；通过实验研究，深入探讨聚丙烯纤维碾压混凝土的性能和施工要点，为其工程应用提供理论支持和技术指导。

二、聚丙烯纤维碾压混凝土特性分析

2.1物理性能

2.1.1抗收缩性

混凝土在凝结硬化过程中，由于水分散失、化学作用以及温度变化等因素，会产生收缩现象。收缩裂缝的出现不仅影响混凝土的外观，还会降低其耐久性和力学性能。聚丙烯纤维的加入能有效改善这一状况，它在混凝土内部形成三维乱向支撑体系，有效抑制了收缩裂缝的产生。有研究表明，掺入体积掺率为1%左右的聚丙烯膜裂纤维，可使混凝土的收缩率降低约75%。在同水灰比条件下，对设计强度为C30、水灰比为0.46的混凝土进行试验，当聚丙烯纤维掺量为0.6、0.9、1.2kg/m3时，混凝土试件比基准试件的收缩值分别降低11.64%、21.33%、24.39%。随着纤维掺量从0.6kg/m3增加到0.9kg/m3，减缩率明显提高；而从0.9kg/m3增加到1.2kg/m3时，减缩率仅略有提高。这表明聚丙烯纤维在一定范围内能显著降低混凝土的收缩率，且存在一个较为合适的掺量范围，在该范围内能取得较好的抗收缩效果。

2.1.2抗渗性

混凝土的抗渗性是指其抵抗压力水渗透的能力，对于路面等长期受水作用的结构至关重要。聚丙烯纤维能提升混凝土抗渗性，其原理在于：一方面，均匀分布的纤维单丝形成承托体系，阻碍了表面析水和集料的沉降，降低了混凝土的泌水性，减少了泌水通道；另一方面，纤维在混凝土中呈三维立体分布，可有效降低微裂缝尖端的