關(guān)于大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)方法

張可晨

摘要：隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，尤其是高速鐵路在西部地區(qū)的修建與運(yùn)行，對(duì)高速鐵路的施工質(zhì)量提出更高的要求。道床板是無(wú)砟軌道的重要組成部分，根據(jù)實(shí)踐調(diào)查，在大溫差環(huán)境下道床板混凝土存在裂縫、上拱等現(xiàn)象，而這些病害嚴(yán)重影響無(wú)砟道的施工質(zhì)量，威脅高速鐵路的安全運(yùn)行。因此做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作是預(yù)防混凝土病害的重要舉措。本文以大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土常見(jiàn)的病害作為論述切點(diǎn)，分析無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)所存在的問(wèn)題，最后提出提升混凝土養(yǎng)護(hù)方法的具體對(duì)策。

Abstract： With the continuous expansion of the construction scale of China's high-speed railways， especially the construction and operation of high-speed railways in the western region， higher requirements are imposed on the construction quality of high-speed railways. The track slab is an important part of the nonballasted track. According to practical investigations， there are cracks and arches on the concrete of the track slab in the large temperature difference environment， and these diseases seriously affect the construction quality of the tunnel and threaten the safe operation of the high-speed railway. Therefore， the maintenance of concrete is an important measure to prevent concrete disease. In this paper， the common faults of slab concrete in large temperature difference environments are taken as the starting points for discussion， and the problems existing in the concrete slab-bed concrete curing are analyzed. Finally， the specific countermeasures for improving concrete curing methods are proposed.

關(guān)鍵詞：大溫差；無(wú)砟道；床板；混凝土；養(yǎng)護(hù)

Key words： large temperature difference；nonballasted track；bed board；concrete；maintenance

中圖分類號(hào)：U213.2+42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）25-0186-02

0 引言

隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，高速鐵路成為我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分。由于無(wú)砟道具有高平順性、高穩(wěn)定性以及少維修等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用在高鐵建設(shè)上。道床板混凝土是無(wú)砟道的重要組成部分，也是支撐整個(gè)高鐵安全運(yùn)行的重要載體。實(shí)踐證明溫差對(duì)混凝土施工有著關(guān)鍵性的影響，因此如何在大溫差環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)砟道床板混凝土的科學(xué)養(yǎng)護(hù)是提高高鐵軌道施工質(zhì)量，保證高鐵安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

1 大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土的主要病害

由于無(wú)砟道床板屬于現(xiàn)澆連續(xù)板式結(jié)構(gòu)，因此在大溫差環(huán)境下，無(wú)砟道床板混凝土內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)較大的溫度應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)一些病害。結(jié)合多年的工作實(shí)踐，大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土存在的病害主要集中在以下幾個(gè)方面：

1.1 混凝土裂縫。根據(jù)分析無(wú)砟道床板混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要是由于外部荷載作用而導(dǎo)致混凝土裂縫，但是由于在大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土還沒(méi)有經(jīng)過(guò)外力的作用，因此造成裂縫的原因更多的是由于外部溫差變化而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。由于無(wú)砟道床板混凝土屬于縱向連續(xù)澆筑的，因此在溫度升高時(shí)由于受到軌道縱向的約束，使得混凝土不易發(fā)生伸縮變形，但是其內(nèi)部會(huì)因?yàn)闇夭钭兓a(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)混凝土自身的壓力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫；另外由于在溫差較大的區(qū)域，白天與夜間的溫差比較大，因此在白天陽(yáng)光會(huì)直射混凝土，這樣就會(huì)因混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱差而出現(xiàn)混凝土上部溫度高，下部溫度低的現(xiàn)象，而晚上此種現(xiàn)象相反，因此會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

1.2 道板床上拱變形。在大溫差環(huán)境下容易出現(xiàn)道床板上拱變形，尤其是在無(wú)砟道各結(jié)構(gòu)層的連接處由于其比較薄弱，因此基于溫差的變化而導(dǎo)致出現(xiàn)道床板上拱離縫的現(xiàn)象。根據(jù)以往的實(shí)踐調(diào)查，道床板在溫差變化的情況下最容易出現(xiàn)豎向失穩(wěn)的現(xiàn)象，該現(xiàn)象也就是上拱變形。分析導(dǎo)致道床板上拱變形的原因主要是由于：在混凝土澆筑的過(guò)程中，道床板溫度沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的控制，進(jìn)而導(dǎo)致在混凝土澆筑的時(shí)候，外界溫度超過(guò)混凝土自身的溫度，進(jìn)而導(dǎo)致道床板內(nèi)部出現(xiàn)較大的溫度力，從而導(dǎo)致變形上拱；道床板與支承層的連接強(qiáng)度不夠，結(jié)果導(dǎo)致因縱向溫度力傳遞的過(guò)程中帶動(dòng)道床板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起床板上拱。

1.3 混凝土局部壓潰。無(wú)砟道床板混凝土在大溫差環(huán)境下會(huì)因?yàn)闇夭畹囊蛩囟鴮?dǎo)致出現(xiàn)局部壓潰現(xiàn)象。其主要因素就是在常見(jiàn)溫差的作用下，導(dǎo)致床道床板混凝土裂縫表現(xiàn)為“低溫開(kāi)裂、高溫閉合”的現(xiàn)象，這樣一旦在道床板混凝土中混入了顆粒物質(zhì)，就會(huì)導(dǎo)致在高溫環(huán)境下開(kāi)裂的混凝土無(wú)法閉合，進(jìn)而長(zhǎng)期受外力的壓力，導(dǎo)致出現(xiàn)局部壓潰。

2 大溫差無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)常見(jiàn)方法

基于大溫差環(huán)境對(duì)無(wú)砟道床板混凝土所造成的影響，基于多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前針對(duì)大溫差無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)方法具有很多種，例如采取的混凝土養(yǎng)護(hù)劑、作業(yè)棚遮陽(yáng)法、灌滴養(yǎng)護(hù)、覆蓋節(jié)水膜以及噴涂養(yǎng)護(hù)劑等等。在具體的施工中需要根據(jù)具體的施工環(huán)境采取不同的養(yǎng)護(hù)方法，甚至在混凝土養(yǎng)護(hù)中會(huì)應(yīng)用到2種或者2種以上的養(yǎng)護(hù)方法。為了準(zhǔn)確分析大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)方法，本文以某高鐵無(wú)砟道混凝土施工為例進(jìn)行分析，該高鐵混凝土養(yǎng)護(hù)常見(jiàn)方法包括：

2.1 滴灌養(yǎng)護(hù)。滴灌養(yǎng)護(hù)主要應(yīng)用造缺水的地區(qū)，其主要目的就是為了必然因缺水而造成養(yǎng)護(hù)不到位的現(xiàn)象，所采取的一種節(jié)約型養(yǎng)護(hù)方法。具體的養(yǎng)護(hù)策略為：首先在無(wú)砟道床板混凝土周?chē)茉O(shè)3米多高的鋼管，然后將水桶放在上邊，利用軟管將水桶中的水引下來(lái)。當(dāng)然為了保證混凝土全面的接觸到水，需要將PVC管進(jìn)行穿孔，在穿孔的時(shí)候需要注意穿孔的位置，例如在接近混凝土的地方要減少穿孔的數(shù)量，而在遠(yuǎn)端則要增加穿孔數(shù)量，以此保證混凝土滴灌的全覆蓋。在滴灌完成之后要及時(shí)進(jìn)行保溫層的鋪設(shè)，以免造成水分的流失。

2.2 噴涂養(yǎng)護(hù)劑。養(yǎng)護(hù)劑是大溫差地區(qū)無(wú)砟道床板混凝土施工養(yǎng)護(hù)中常見(jiàn)的一種方法，其主要是在混凝土的外層涂抹一層保護(hù)劑，以此達(dá)到養(yǎng)護(hù)混凝土的目的。具體的養(yǎng)護(hù)操作方法為：在無(wú)砟道床板混凝土澆筑完成之后，在經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間之后，養(yǎng)護(hù)人員用手觸摸混凝土表面，當(dāng)混凝土表面不再粘手之后進(jìn)行涂抹。在對(duì)于無(wú)砟道床板混凝土側(cè)面的養(yǎng)護(hù)劑涂抹則要在混凝土脫模之后進(jìn)行。在養(yǎng)護(hù)劑噴摸的過(guò)程中需要嚴(yán)格控制噴涂的施工順序：首先噴涂施工人員要站在上風(fēng)處按照均勻的順序進(jìn)行噴涂，例如施工人員在噴涂時(shí)要保證噴涂設(shè)備的噴頭距離混凝土表面30cm，以此保證噴涂的均勻性。其次噴涂人員在作業(yè)的過(guò)程中必須要專心，避免出現(xiàn)分身現(xiàn)象，而導(dǎo)致噴涂出現(xiàn)不連續(xù)性。一般來(lái)說(shuō)在噴頭的時(shí)候必須要保證噴涂2遍，這樣可以避免噴涂不到位而造成的混凝土養(yǎng)護(hù)不到位的現(xiàn)象。最后控制噴涂的用量，一般養(yǎng)護(hù)劑的使用規(guī)格為0.3～0.4kg/m2。

2.3 覆蓋節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜養(yǎng)護(hù)?；炷凉?jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜是以新型可控分子材料為核心，以塑料薄膜為載體，粘附可吸收自身重量200倍水分的高分子材料。該材料吸收膨脹后變成透明的晶狀體，把液體水變成固態(tài)水，然后通過(guò)毛細(xì)管作用，源源不斷地向養(yǎng)護(hù)面滲透，同時(shí)又不斷吸收養(yǎng)護(hù)體在混凝土水化熱過(guò)程中的蒸發(fā)水。因此在一個(gè)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)養(yǎng)護(hù)膜能保證養(yǎng)護(hù)體表面保持濕潤(rùn)，相對(duì)濕度≥90%。方法為：在混凝土終凝后，灑水至混凝土表面游離水厚度為3～4mm，打開(kāi)產(chǎn)品包裝，將有孔的一面緊貼混凝土養(yǎng)護(hù)面，開(kāi)始滾動(dòng)養(yǎng)護(hù)膜卷，進(jìn)行攤鋪，一次性覆蓋，接處用透明膠帶粘牢，搭攤鋪后使膜內(nèi)高分子吸收材料充分吸水，至厚度5～10mm。攤鋪后，如發(fā)現(xiàn)膜內(nèi)空氣較多，應(yīng)及時(shí)趕走空氣，使養(yǎng)護(hù)膜緊貼混凝土表面。

3 大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)的方法

由于大溫差環(huán)境下的無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)方法比較多，根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，本次高鐵混凝土施工養(yǎng)護(hù)選擇滴灌養(yǎng)護(hù)和噴涂養(yǎng)護(hù)劑的方法，因?yàn)椴扇〈朔N養(yǎng)護(hù)方法可以有效降低晝夜溫差較大而對(duì)混凝土所造成的影響，例如通過(guò)滴灌養(yǎng)護(hù)方法可以減少因白天溫度較高而造成的水分流失快，晚上溫度較低造成的冰凍或者水分過(guò)多所造成的混凝土硬度強(qiáng)度不夠的問(wèn)題。

3.1 養(yǎng)護(hù)的具體措施

基于大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土所容易出現(xiàn)的各種病害，在混凝土澆筑的過(guò)程中就需要融入相關(guān)的養(yǎng)護(hù)策略，以此保證混凝土的施工質(zhì)量：首先在混凝土攪拌的過(guò)程中要添加適應(yīng)大溫差環(huán)境的添加劑，以此保證混凝土原料符合大溫差環(huán)境；其次在混凝澆筑完成之后要及時(shí)進(jìn)行滴灌養(yǎng)護(hù)作業(yè)。具體就是在無(wú)砟道床板混凝土周?chē)M(jìn)行滴灌水分，以此保證混凝土因外邊溫度過(guò)高而造成的水分蒸過(guò)快的現(xiàn)象。同時(shí)在混凝土表面不粘手之后要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)劑的噴涂作業(yè)，具體的噴涂施工環(huán)節(jié)上述有所描述。在完成養(yǎng)護(hù)劑噴涂作業(yè)之后，需要及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行保溫覆蓋，以此達(dá)到保溫的效果。由于大溫差環(huán)境下的混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量比較高，因此對(duì)于無(wú)砟道床板混凝土的拆板時(shí)間也要嚴(yán)格控制，避免因拆板過(guò)早而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度不夠現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)然在具體的養(yǎng)護(hù)施工中需要嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，避免養(yǎng)護(hù)時(shí)間不符合養(yǎng)護(hù)規(guī)定的時(shí)間。

3.2 養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

養(yǎng)護(hù)劑使用前要充分拌勻，如有雜質(zhì)、結(jié)塊，應(yīng)過(guò)2200孔/cm2篩。使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常搖動(dòng)容器罐，不使沉淀，在使用時(shí)不得隨意加水；溶液噴灑涂刷后會(huì)很快形成薄膜，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)，防止硬物在表面拖拉碰撞損壞；混凝土未達(dá)到要求強(qiáng)度75%前，不得在其上行駛車(chē)輛或臨時(shí)堆放材料；噴（刷）涂時(shí)應(yīng)掌握合適時(shí)間，過(guò)早會(huì)影響薄膜與混凝土表面的結(jié)合；過(guò)晚則混凝土中的水分蒸發(fā)過(guò)多，影響水化作用；養(yǎng)護(hù)劑在未形成封閉薄膜前，如遇雨，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)，待雨停后，需重新噴灑；如果在施工中因?yàn)楦鞣N原因?qū)е吗B(yǎng)護(hù)劑出現(xiàn)損壞的要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)涂；軌枕周?chē)败壵斫菍儆趹?yīng)力集中部位，容易出現(xiàn)裂紋，應(yīng)增加養(yǎng)護(hù)劑噴涂劑量。

隨著高鐵技術(shù)的不斷發(fā)展，基于大溫差環(huán)境下的無(wú)砟道床板混凝土養(yǎng)護(hù)方法也越來(lái)越完善，但是任何養(yǎng)護(hù)方法都離不開(kāi)高鐵混凝土施工養(yǎng)護(hù)人員，因此基于大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土所出現(xiàn)的問(wèn)題，需要提升施工養(yǎng)護(hù)人員的職業(yè)技能：一方面要規(guī)范混凝土施工養(yǎng)護(hù)人員的行為規(guī)范，讓他們具備正確養(yǎng)護(hù)的技術(shù)。大溫差環(huán)境下的混凝土養(yǎng)護(hù)方法不同于一般環(huán)境下的混凝土養(yǎng)護(hù)，因此作為養(yǎng)護(hù)工作人員必須要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，掌握針對(duì)大溫差環(huán)境混凝土的養(yǎng)護(hù)方法，以更加規(guī)范的行為標(biāo)準(zhǔn)從事養(yǎng)護(hù)工作。例如為避免溫差差異較大而對(duì)混凝土造成的影響，鐵路施工企業(yè)采取了作業(yè)棚收面養(yǎng)護(hù)法，具體就是根據(jù)溫度變化而采取不同的養(yǎng)護(hù)方法。例如在白天需要對(duì)無(wú)砟道床板混凝土進(jìn)行遮陽(yáng)，避免因表面而受到過(guò)多的高溫造成內(nèi)部溫度應(yīng)力。而在晚上則要進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，避免因溫差較大造成的裂縫；另一方面提高混凝土養(yǎng)護(hù)人員的職業(yè)道德素質(zhì)，讓他們認(rèn)識(shí)到混凝土養(yǎng)護(hù)工作的重要性。在混凝土養(yǎng)護(hù)中需要養(yǎng)護(hù)人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以高度的責(zé)任心從事混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

總之，氣候條件對(duì)工程質(zhì)量影響較大，尤其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)生影響很大，因此在大溫差環(huán)境下無(wú)砟道床板混凝土施工中必須要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范做好養(yǎng)護(hù)工作，以此提高施工質(zhì)量，保證高鐵運(yùn)行的安全。

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