浅论高性能混凝土在路桥施工中应用

钟水胜

【摘要】随着科技技术的发展，各种技术在路桥施工中得到广泛应用，根据高性能混凝土的特点，阐述了高性能混凝土的施工工艺及其在路桥施工中的应用。

【关键词】高性能混凝土；施工工艺；公路；桥梁

前言

现阶段，随着我国交通运输行业的快速发展，对于道路质量的要求也越来越高，尤其是很多路面和桥梁投入使用短期内就出现大量开裂和破损的现象，使得混凝土的强度及耐久性受到社会各界的广泛关注。在这种情况下，对高强度混凝土浇筑技术的应用进行研究对于提高路桥工程的使用寿命有着极其重要的意义。

1.高性能混凝土的设计研究与广泛应用

高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制。其便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、则力、物力进行该项研究与开发应用，使高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。

高性能混凝土作为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，面必须通过提高浇筑、捣实的方法来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境卜的使用寿命。

高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，实质上高性能混凝土不仅仅具有高强度，面且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性。高性能混凝土对骨料在粒径、粒形、强度及吸水率等方面有更高的要求，正确选择骨料的品种和性能，符合有关技术标准，是配制高性能混凝土的基础。在高性能混凝土中，三相复合的骨料、水泥浆体和界面过渡层，界面过渡层是相对薄弱的部位，在骨料强度满足的情况下，混凝土破坏是沿着过渡层破坏的。普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土路面在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化面剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故[1]。

1.1高性能路桥路面混凝土的强度

高性能路面混凝土的重要特征是具有高抗折强度。使用高性能路面混凝土可以显著提高路面的承载能力，延长使用寿命或减薄路面的厚度以降低工程造价。

1.2高性能路桥路面混凝土的耐久性

高性能路面混凝土的主要特征是具有足够的耐久性，能够抵抗气候和环境的长期破坏作用，保证在路面的设计使用期限内，混凝土能够正常工作。

1.3高性能路面混凝土的变形性质

1）干缩路面板表面积很大，蒸发量大，干缩有可能引起路面板表面产生收缩裂缝，需加强养护。

2）抗折弹性模量。高性能路面混凝土的抗折弹性模量E，经实测，1级为4.305104MPa，2级为4.845104MPa， 3级为4.605104MPa。强度3级的高性能路面混凝土的配合比中，骨料用量较少，粗骨料最大粒径较小[2]。

2高性能混凝土应用的施工工艺

高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。

1）配制高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确，使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备，操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

2）高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送，用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，面且也无法进行外加剂的后添加。

3）高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水，因此，须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生；同时，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度过大出现温度裂缝，必须采取保温措施。

3高性能混凝土在桥梁中的应用

高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，易于浇注、捣实面不离析，具有高超的、能长期保持的力学性能；早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。在推广高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益方面，人们所关注的是高性能混凝土，面不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命100年，使用的"高性能海工混凝土"使粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：a.跨径更长；b.主梁间距更大；c.构件更薄；d.耐久性增强P.力学性能加强[3]。

4高性能混凝土在公路中的应用

高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受如冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境。高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出：一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面解决了公路混凝土强度等级低，以及水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。 高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、早强、高施工性（高流动、高粘聚性、高可浇注性）等优异性能。其配制的基本思想是：通過对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂，同时掺入一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等；从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，要获得高流态、低离析、质量均匀的公路高性能混凝土，应根据公路混凝土的特点，结合高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行研究开发。其中，若能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，面采用高流态（接近自流平），坍落度达240～270mm的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。

5.结束语

公路桥梁中高性能混凝土的应用起着非常重要的作用。因此，结合混凝土自身特点和要求对其进行研究，对公路桥梁高性能混凝土的开发具有重要的意义，但也应该考虑到，随着对交通运输要求的日益提高，建设"长寿命低维护路面"，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折强度与耐久性是当前路面混凝土的发展趋势。

参考文献

[1] 李世炯. 浅谈高性能混凝土的应用及发展[J]. 中国科技纵横，2011，（04）：133-136.

[2] 王忠志.道路桥梁施土中高性能混凝土的应用探析[J]. 龙江科技信息，2011，（11）：84-86.

[3] 管文俊. 高性能混凝土在路桥工程中的应用[J]. 管理观察，2009，（10）：112-113.