高性能混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用

鄭輝

（安徽省新路建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽阜陽(yáng) 236000）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)道路橋梁工程在施工階段所應(yīng)用到的新型材料越來(lái)越多，其中就包括高性能混凝土。與普通混凝土性能相比，高性能混凝土優(yōu)勢(shì)更突出，制作方法也是以現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)為主，整體耐久性、承載能力等較強(qiáng)，符合道路橋梁工程施工要求，并在質(zhì)量驗(yàn)收方面也與新標(biāo)準(zhǔn)保持一致，在道路橋梁施工階段發(fā)揮重要作用。再加上各部門(mén)的相互協(xié)作，細(xì)化工作內(nèi)容與職責(zé)，采用精細(xì)化管理模式控制高性能混凝土作業(yè)質(zhì)量，增強(qiáng)道路橋梁工程主體結(jié)構(gòu)可靠性。

1 高性能混凝土應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 良好的耐久性

道路橋梁工程項(xiàng)目會(huì)在露天環(huán)境中施工作業(yè)，因外部條件因素影響，增大工程施工質(zhì)量管控難度，如：雨水侵蝕、溫度及濕度變化、自然氣候等，普通混凝土作業(yè)質(zhì)量無(wú)法保證。而高性能混凝土的使用能展現(xiàn)出耐久性良好的明顯優(yōu)勢(shì)，整體密實(shí)度較高、抗腐蝕性較強(qiáng)，在原材料配比階段合理設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)外部環(huán)境因素影響，要提高道路橋梁工程耐久性、安全性，為后期維護(hù)工作提供便捷條件，降低投資成本。

1.2 強(qiáng)度高

道路橋梁工程施工質(zhì)量管控核心要點(diǎn)之一是強(qiáng)度，高性能混凝土強(qiáng)度性能較突出，也能增強(qiáng)路橋主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?；诔鞘谢l(fā)展速度加快條件性，車(chē)輛數(shù)量持續(xù)增多，對(duì)路橋工程可靠性提出更高要求，施工階段要對(duì)地基承載力進(jìn)行詳細(xì)分析，要加強(qiáng)平衡性，通過(guò)高性能混凝土材料的使用，提高路橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、平衡性，避免路橋主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形情況，整體要求均符合道路橋梁工程建設(shè)及使用要求，裂縫概率也會(huì)明顯降低。

1.3 高工藝性

高性能混凝土材料在道路橋梁施工工藝質(zhì)量方面的影響也比較突出，對(duì)施工人員專(zhuān)業(yè)技能提出更高要求，在施工階段要注意澆筑、振搗、攪拌等細(xì)節(jié)質(zhì)量，依據(jù)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施，密切關(guān)注溫度、強(qiáng)度、濕度等各項(xiàng)指標(biāo)的變化，避免出現(xiàn)離析情況。同時(shí)，通過(guò)施工材料質(zhì)量的全面管控，推動(dòng)各項(xiàng)工作順利開(kāi)展，在整個(gè)工程項(xiàng)目作業(yè)完成后對(duì)工程表面進(jìn)一步處理，保證表面平滑、平整，突出高性能混凝土高工藝性特點(diǎn)。

此外，高性能混凝土的綜合性價(jià)比較高，以某道路橋梁工程分析，在招標(biāo)配合比與施工配合比混凝土性價(jià)比較分析。在招標(biāo)配合比中考慮水泥功能因素0.183MPa/kg、熱強(qiáng)比1087.6kJ/MPa、彈強(qiáng)比（*103）0.99、相對(duì)抗裂系數(shù)（K=抗拉強(qiáng)度×極限拉伸/干縮×抗拉彈模）0.180、每方膠凝材料與外加劑總價(jià)102 元/方；施工配合比中考慮水泥功能因素0.340MPa/kg、熱強(qiáng)比677.5kJ/MPa、彈強(qiáng)比（*103）0.75、相對(duì)抗裂系數(shù)（K=抗拉強(qiáng)度×極限拉伸/干縮×抗拉彈模）0.283、每方膠凝材料與外加劑總價(jià)92元/方。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的參數(shù)對(duì)比分析，能了解高性能混凝土的綜合質(zhì)量滿足道路橋梁工程建設(shè)要求的同時(shí)，整體投資成本較低，直接影響著工程項(xiàng)目綜合效益。

2 高性能混凝土對(duì)道路橋梁施工質(zhì)量的影響

在道路橋梁施工中對(duì)高性能混凝土的規(guī)范使用，可加大主梁間距、延長(zhǎng)橋梁跨徑，整體構(gòu)建輕薄，有較強(qiáng)的耐久性，應(yīng)用效果更明顯。尤其是在長(zhǎng)大跨橋工程項(xiàng)目中的應(yīng)用性較強(qiáng)，在施工材料配比方面只需控制混合硅粉、水泥、地墩等施工區(qū)域質(zhì)量，就會(huì)影響整體效果，延長(zhǎng)工程項(xiàng)目使用年限，整體強(qiáng)度較高，并創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，在道路橋梁施工中發(fā)揮重要作用，引起各部門(mén)高度重視。

在道路施工方面也展現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)化性能，配置階段遵循規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，要對(duì)原材料精細(xì)化的篩選，調(diào)整混凝土配比，加入復(fù)合高效外加劑、礦渣、硅灰等廢料，展現(xiàn)聚合物流動(dòng)性特點(diǎn)，工藝質(zhì)量有效控制[1]。與傳統(tǒng)混凝土施工材料綜合性能相比較，高性能混凝土耐久性較強(qiáng)，在道路施工方面強(qiáng)調(diào)綜合性能，優(yōu)化作業(yè)流程，確保工程項(xiàng)目綜合效益良好。

3 高性能混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某道橋工程中的路基為路堤填筑工程，少部分為路塹開(kāi)挖，并以低挖方路段為主，回填素土要求透水性良好，采用分層施工方法，控制每層壓實(shí)厚度。關(guān)于橋坡填土高度要控制小于1.8m，設(shè)有土工格柵，有助于增強(qiáng)路基主體結(jié)構(gòu)可靠性。道路施工方面采用高性能混凝土材料，主要目的是增強(qiáng)道路施工質(zhì)量與主體結(jié)構(gòu)可靠性，在車(chē)輛反復(fù)碾壓及試驗(yàn)過(guò)程中記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)，為混凝土原材料配合比例調(diào)整提供參考依據(jù)。同時(shí)，施工過(guò)程中加大高性能混凝土作業(yè)質(zhì)量管控力度，要滿足道路橋梁施工要求，才可在施工過(guò)程中發(fā)揮重要作用，如圖1所示現(xiàn)場(chǎng)施工圖。

圖1 該項(xiàng)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工圖

例如：在該項(xiàng)工程項(xiàng)目中對(duì)高性能混凝土的應(yīng)用，重點(diǎn)考慮其配合比最佳，根據(jù)混凝土強(qiáng)度對(duì)其混合配制原料比例及數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)控制,基于該項(xiàng)工程高性能混凝土強(qiáng)度等級(jí)配合比數(shù)據(jù)的確定，在實(shí)踐階段對(duì)配合比強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證。其中，C40 強(qiáng)度等級(jí)7d 配合比強(qiáng)度為45.9MPa、28d 配合比強(qiáng)度為60.3MPa；C45 強(qiáng)度等級(jí)7d 配合比強(qiáng)度為47.6MPa、28d 配合比強(qiáng)度為66.2MPa；C50 強(qiáng)度等級(jí)7d 配合比強(qiáng)度為52.2MPa、28d 配合比強(qiáng)度為73.2MPa。依據(jù)驗(yàn)證結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)比分析，高性能混凝土配合比參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，在道橋工程施工階段有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

3.2 工藝控制

配置工藝質(zhì)量，主要是考慮高性能混凝土綜合成效，在原材料配比階段加大比例控制力度，影響混凝土特性。在配制過(guò)程中要使用強(qiáng)度較高的水泥與水，有助于增強(qiáng)高性能混凝土的綜合性能，影響澆筑質(zhì)量與安全[2]。施工時(shí)也會(huì)根據(jù)不同情況精準(zhǔn)計(jì)算原材料配合比數(shù)據(jù)，加大配比工藝質(zhì)量控制力度，能為后續(xù)工作開(kāi)展提供有利條件。

澆筑施工質(zhì)量是混凝土施工中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，通過(guò)前期合理配置，保證混凝土強(qiáng)度與質(zhì)量，并按照施工要求規(guī)范作業(yè)，澆筑中強(qiáng)調(diào)模板施工前清除雜質(zhì)與灰塵，確保模板各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求。鋼筋與導(dǎo)管擺放位置準(zhǔn)確，作業(yè)中注意水不能浸濕模板，澆筑厚度由鋼筋及模板質(zhì)量決定，如果在雨天施工要制定防水方案，確?；炷翝仓|(zhì)量，避免影響后續(xù)工作進(jìn)度與成效。

3.3 施工應(yīng)用

橋梁施工應(yīng)用。橋梁建設(shè)主要考慮的影響因素是抗拉力，如果抗拉力不足就會(huì)出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象，尤其是拱橋施工，橋梁拐彎處更容易開(kāi)裂，降低負(fù)載能力，縮短工程使用年限。而對(duì)高性能混凝土的應(yīng)用，主要是其自身的抗拉力較強(qiáng)，易于澆筑，整體耐久性、穩(wěn)定性較高，在橋梁建設(shè)中廣泛應(yīng)用。

例如：該項(xiàng)工程中的橋梁施工在主梁、墩基施工中采用了高性能混凝土材料完成澆筑工作，保證橋梁及結(jié)構(gòu)可靠性，分析橋梁室外環(huán)境、自然因素等影響，在惡劣環(huán)境下研發(fā)出全新的混凝土材料，能應(yīng)對(duì)環(huán)境沖擊所產(chǎn)生的各種問(wèn)題，避免橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)坍塌、裂縫等現(xiàn)象，保證橋梁結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，為車(chē)輛通行提供安全保障[3]。

道路施工中對(duì)高性能混凝土的應(yīng)用，主要是在公路建成后對(duì)其交通量的詳細(xì)計(jì)算，再加上冬季與夏季不同時(shí)期的自然因素影響，為保證工程施工質(zhì)量與壽命，對(duì)其承載能力不斷提升，要求抗壓強(qiáng)度在可控制的范圍內(nèi)，確保路面受力均勻，符合工程項(xiàng)目使用要求。

例如：該項(xiàng)工程中的道路施工應(yīng)用高性能混凝土材料具有較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐磨損、耐冷凍等，符合路面建筑要求，延長(zhǎng)道路使用年限，提高道路耐受力，降低工程造價(jià)成本。選取工程道路施工中K1+257—K1+310 路段的高性能混凝土施工成效分析，在配比階段以中粒式瀝青、石灰石堿性料磨損礦粉、水泥穩(wěn)定碎石、細(xì)粒式瀝青等為主要原材料，能解決道路裂縫問(wèn)題，整體施工質(zhì)量與穩(wěn)定性較高。并對(duì)水泥性能、礦粉質(zhì)量、Ⅱ級(jí)粉煤灰、砂性能等數(shù)據(jù)詳細(xì)分析。其中，42.5 級(jí)水泥性能總堿量0.81%、SO3-2.39%、標(biāo)準(zhǔn)稠度26.6%、細(xì)度2.2%、安定性試驗(yàn)未見(jiàn)裂痕、3d 抗折強(qiáng)度6.7MPa、28d 抗折強(qiáng)度9.2MPa、3d 抗壓強(qiáng)度30.2MPa、28d 抗壓強(qiáng)度52.4MPa。 礦粉燒矢量3.32%、SiO2-32.75%、Al2O3-11.11%、Fe2O3-2.47%、CaO - 41.93%、MgO - 6.05%、K2O - 0.24%、Na2O -0.54%、TiO2-0.80%。 Ⅱ級(jí)粉煤灰燒矢量6.44%、SiO2-42.30%、Al2O3-29.21%、Fe2O3-14.86%、CaO-2.97%、MgO-0.67%、K2O-0.65%、Na2O-0.71%。砂性能主要包括渠河特細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)1.25%、含粉量/含泥量1.6%；機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)3.94%、含粉量/含泥量1.4%。

4 提高道路橋梁施工質(zhì)量對(duì)高性能混凝土配制提出的建議

第一，保證機(jī)械設(shè)備性能良好。考慮機(jī)械設(shè)備性能會(huì)影響高性能混凝土配置質(zhì)量，要求施工單位在攪拌設(shè)備采購(gòu)時(shí)，依據(jù)高性能標(biāo)準(zhǔn)備采購(gòu)要求并加大設(shè)備檢測(cè)力度，通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)備性能與質(zhì)量的嚴(yán)格管控，滿足高性能混凝土配制要求。

第二，高性能混凝土配制階段對(duì)原材料加大篩選力度，依據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確計(jì)算出原材料數(shù)量，有助于提高混凝土配備質(zhì)量[4]。同時(shí)，控制高性能混凝土體積，不能超過(guò)混凝土料容量的10%，會(huì)引發(fā)混凝土不均勻情況。關(guān)于混凝土稱(chēng)量與堆料，采用人工控制方式，掌握混凝土砂石含水量，施工時(shí)攪拌作業(yè)控制力度、速度，注意稠度變化，還需依據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整，也能確保高性能混凝土施工材料自身質(zhì)量。

第三，關(guān)于摻和料的添加，依據(jù)投料順序規(guī)范操作，在二次投料時(shí)先將水泥與水?dāng)嚢杈鶆蚝蟛拍芡度肷笆?，便于形成高質(zhì)量的混凝土材料，影響混凝土強(qiáng)度。隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提升能節(jié)省15%～20%的水泥量。

第四，增強(qiáng)高性能混凝土穩(wěn)固性，減少運(yùn)輸次數(shù)，縮短運(yùn)輸時(shí)間與路程，避免混凝土出現(xiàn)離析情況。施工作業(yè)中，混凝土坍落度及含水量也需符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

第五，澆筑工作完成后要及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)，確?；炷翝穸扰c溫度良好，拆模時(shí)注意先對(duì)不承重的模板拆除，再拆除承重模板。拆除工作完成后，對(duì)混凝土及時(shí)養(yǎng)護(hù)，如果出現(xiàn)滲水、漏水等情況要及時(shí)襯砌，整個(gè)作業(yè)過(guò)程都要提高重視度，加大管控力度，避免引發(fā)裂縫問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述內(nèi)容中，對(duì)高性能混凝土在道路橋梁施工中的應(yīng)用成效分析，了解高性能混凝土綜合優(yōu)勢(shì)，具有良好的耐久性、強(qiáng)度高、高工藝性等特點(diǎn)，直接影響著道路橋梁施工質(zhì)量，在道路施工與橋梁作業(yè)方面均需加大高性能混凝土原材料配置力度，控制配比強(qiáng)度，在施工作業(yè)中滿足項(xiàng)目建設(shè)要求。同時(shí)，分析了工程項(xiàng)目綜合效益與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)高性能混凝土配置要求提出相應(yīng)意見(jiàn)，要保證機(jī)械設(shè)備良好、原材料大力篩選、添加摻和料、增強(qiáng)高性能混凝土穩(wěn)定性、混凝土澆筑保濕養(yǎng)護(hù)等工作質(zhì)量，在各項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中嚴(yán)格管控，既能保證工程項(xiàng)目整體施工質(zhì)量，又能增強(qiáng)建筑工程主體結(jié)構(gòu)可靠性，為車(chē)輛通行提供安全保障。