機制干硬性混凝土路緣石質量控制技術

王 凱

（山東高速集團有限公司建設管理分公司，山東 濟南 250000）

引言

路緣石作為高速公路重要的結構物，具有排水、安全防護等重要作用。常用的路緣石為混凝土預制路緣石，在生產(chǎn)運輸過程中極易破損，在使用過程中存在抗腐蝕性能差、抗凍融性能差等缺點。

干硬性混凝土是指拌合物坍落度＜10 mm且須用維勃時間（s）表示其稠度的混凝土，具有早強、成型快等特點，是機制干硬性混凝土路緣石的絕佳成型材料。混凝土拌合物流動性按維勃稠度大小，可分為四級：超干硬性（≥31 s）；特干硬性（30～21 s）；干硬性（20～11 s）；半干硬性（10～5 s）[1]。用維勃時間可以合理表示坍落度很小甚至為零的混凝土拌合物稠度，維勃時間等級劃分應符合《混凝土質量控制標準》（GB 50164—2011）[2]規(guī)定。論述的干硬性維勃稠度為20～11 s。以日蘭高速公路巨野西至菏澤段改擴建工程為依托工程，系統(tǒng)性研究機制干硬性混凝土路緣石質量控制技術。

1 工程概況

日照至蘭考高速公路巨野至菏澤段改擴建工程是G1511日蘭高速、G35濟廣高速、G3W德上高速三條國家高速公路的重合路段，是魯西南地區(qū)重要的交通干線。項目起自濟廣高速與日蘭高速交叉的王官屯樞紐立交，終點為日蘭高速與菏寶高速交叉的曹州樞紐立交，途經(jīng)巨野縣、鄆城縣、牡丹區(qū)，路線全長46.173 km，設計時速120 km/h，概算投資約46.6億元，由雙向四車道改擴建為雙向八車道，項目建設工期2 a。本項目全線路緣石施工計劃采用機制干硬性混凝土路緣石，機制干硬性混凝土路緣石設計見圖1。

圖1 機制干硬性混凝土路緣石樣/cm

2 材料要求及級配設計

2.1 水泥

水泥與普通混凝土要求相同，符合《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）[3]的規(guī)定。一般采用抗彎拉強度高、耐磨、耐疲勞、抗凍性能好、收縮小的水泥。不得采用結塊的水泥；不同品牌和強度等級的水泥不得混用；不宜采用出廠超過三個月的水泥。

2.2 粗骨料

主要指標參照《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）[4]中表6.4.1粗集料技術指標Ⅱ類要 求。碎石粒徑控制在5～16 mm。

2.3 細集料

面料要求使用水洗篩分面料砂，細度20～40目。面料采用水泥∶面料砂∶水=1∶2∶0.2的配合比[5]。 混合料使用的砂要級配好，宜選用二區(qū)中砂，細度模數(shù)宜控制在2.4～2.7，含泥量、泥塊含量、硬度及磨光值、氯離子含量、云母含量等指標參照《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）[4]中表6.3.1粗細集料技術指標Ⅱ類要求。

2.4 粉煤灰及外加劑

干硬性混凝土中可以摻加一定數(shù)量的粉煤灰，增加干硬性混凝土的和易性，粉煤灰摻入量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）[6]中Ⅰ級粉煤灰的指標要求，并通過配合比驗證后確定。外加劑采用高效減水劑。

2.5 水

拌和用水符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749—2006）[7]規(guī)定的飲用水可直接作為拌合水與養(yǎng)生用水。

2.6 配合比設計

干硬性混凝土在配合比設計中應按“三低一高”原則設計。即：低水灰比，低砂率，低塌落度，高摻量減水劑[8]，保證設計配合比干硬性混凝土有效形成密實結構，具有較好的耐久性、力學性能及工作性。根據(jù)設計干硬性混凝土的水泥強度等級和混凝土設計強度，確定水灰比宜控制在0.3～0.5范圍內。

3 機制路緣石生產(chǎn)工藝

3.1 制作工藝

根據(jù)定型液壓設備的工作原理，機制路緣石的生產(chǎn)工藝參照（不同的液壓設備，生產(chǎn)工藝存在不同，可調整）：準備工作（機械調試）→面料和混合料拌和→混合料入?！旌狭险健谝淮螇褐啤媪先肽！诙问骸B板機脫?！徇\路緣石→灑水養(yǎng)生。

（1）按配合比拌和面料和混合料。用水量應根據(jù)配合比控制在0.5%以內，用水量過大則預制塊強度低，不利于預制塊搬運；用水量過低，預制塊不易成型。（2）把拌和均勻的混合料裝入模具中。裝入混合料的松鋪厚度根據(jù)預制塊的厚度和壓實系數(shù)確定。完成混合料入模后，整平混合料表面，以確保加壓時模具中各部位的混合料均勻受力，既可保證預制塊密實度的均勻性，又可防止模具變形。（3）開啟液壓機施壓，加壓到設定壓力，然后停止加壓，提升加壓桿。（4）在壓實的混合料表面均勻撒鋪一層面料，以確保成品預制塊表面密實和光潔，撒鋪的厚度不宜過厚，以能確保表面質量為準。然后進行第二次施壓，成型壓力控制在75～120 kN。（5）成型后，經(jīng)疊板機疊板，達到設計層數(shù)后，用叉車運送至陰涼處存放，完成壓實工藝。在搬運過程中要注意預制塊水平放置，防止損壞混凝土棱角。（6）需進行試生產(chǎn)，滿足質量要求后，經(jīng)批準方可定型生產(chǎn)。

3.2 養(yǎng)生

將預制塊在陰涼處放置6 h后，再集中堆放。在養(yǎng)生區(qū)進行噴淋灑水養(yǎng)生，噴淋設備裝置計電器，可進行24 h無人管理噴淋，養(yǎng)生7 d。

3.3 打包存放

養(yǎng)生到期的路緣石采用專用打包機包裝，外封塑料薄膜保護，存放于托盤上，進行成品碼垛，移送至成品區(qū)分型號、分類別存放。根據(jù)目視化要求，在路緣石上張貼二維碼，標注生產(chǎn)日期、批次及編號；待監(jiān)理驗收后采用印章在非裸露位置，噴涂驗收圖章后，準許使用。

4 機制路緣石外觀及尺寸標準

根據(jù)《混凝土路緣石》（JC/T 899—2016）[9]的 標準，機制路緣石外觀質量應符合表1，路緣石的尺寸允許偏差見表2。

表1 外觀質量

表2 尺寸偏差

5 機制路緣石的抗壓強度檢測方法及標準

5.1 制件

（1）從路緣石的正側面距端面和頂面各20 mm以內的部位切出100 mm×100 mm×100 mm三個試樣。（2）以垂直于路緣石成型加料方向的面作為承壓面。試樣的兩個承壓面應平行、平整。否則應將承壓面磨平或用水泥凈漿或其它找平材料進行抹面找平處理，找平層厚度≯5 mm，養(yǎng)護3 d。（3）與承壓面相鄰的面應垂直于承壓面。

5.2 試驗步驟

（1）將制備好的試樣，用硬毛刷將試樣表面及周邊松動的渣粒清除干凈，在溫度為（20±3）℃的水中浸泡（24±0.5） h。（2）用卡尺或鋼板尺測量承壓面互相垂直的兩個邊長，分別取其平均值，精確至 1 mm，計算承壓面積A，精確至1 m2。（3）將試樣從水中取出用擰干的毛中擦去表面附著水，承壓面應面向上、下壓板，并置于試驗機下壓板的中心位置上。啟動試驗機，加荷速度調整在0.3 ～0.5 MPa/s，勻速連續(xù)地加荷，直至試樣破壞，記錄最大荷載Pmax。

5.3 試件抗壓強度計算

試驗結果以三個試樣抗壓強度的算術平均值和單件最小值表示，計算結果精確至0.1 MPa，抗壓強度計算公式：

式中：Cc—抗壓強度，MPa；P—壓力，N；A—受壓面積，mm2。

5.4 抗壓強度標準

抗壓強度標準見表3。

表3 抗壓強度

6 結語

以日蘭高速公路巨野西至菏澤段改擴建工程為依托工程，系統(tǒng)研究了機制干硬性混凝土路緣石的原材料要求和制作工藝，提出了機制干硬性混凝土路緣石的外觀質量、尺寸要求以及抗壓強度檢測方法及標準，機制干硬性混凝土路緣石具有很高的工程應用和推廣價值。項目建成后，對改善現(xiàn)有通行條件、促進山東省西部經(jīng)濟隆起帶建設和新舊動能轉換重大工程實施、帶動以菏澤為中心的區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展等方面將發(fā)揮重要的交通引領作用。