趙 紀(jì) 王安德

1. 安徽陽(yáng)光半島混凝土有限公司，安徽淮南 232000；2.太湖瑞獅建材有限公司，安徽安慶 246400

現(xiàn)階段，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高速公路的快速發(fā)展，再加上交通壓力的上升，使得公路橋面經(jīng)常性的處在一個(gè)超負(fù)荷狀態(tài)下，最終導(dǎo)致大量的公路橋面鋪裝層被破壞，如路面鋪裝層裂縫現(xiàn)象，在一定程度上影響了正常的交通運(yùn)行。為了保證正常的交通運(yùn)輸，降低正常交通運(yùn)行的影響，就必須通過(guò)性能良好的快速修補(bǔ)材料來(lái)應(yīng)對(duì)。

1 混凝土橋梁橋面鋪裝快速修復(fù)方案及混凝土配比設(shè)計(jì)

1.1 工程概況

該高速公路工程為雙向四車(chē)道，全長(zhǎng)約80km，K120+665分離立交橋組合為4×38m，立交橋下部機(jī)構(gòu)為柱式臺(tái)墩、樁基礎(chǔ)，上部是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部支座使用的方形橡膠支座。該段公路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)超過(guò)十年，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)橋面已經(jīng)出現(xiàn)了多處破裂、露筋等病害，并且諸如鋼筋銹蝕等病害還有加劇惡化的趨勢(shì)，橋面鋪裝層維修加固工程迫在眉睫。同時(shí)，該段立交橋公路屬于特殊路段，受外部條件的限制，本次工程項(xiàng)目在開(kāi)展路面鋪裝層修復(fù)的過(guò)程中不占用其他行車(chē)道路，所以這對(duì)于與快速修復(fù)方案以及混凝土材料的組合使用就提出了更高的要求。

1.2 快速修復(fù)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)該段高速公路分離立交橋的實(shí)際病害狀況以及運(yùn)行要求，對(duì)于橋面鋪裝層病害的修復(fù)使用快速修復(fù)和混凝土材料組合配比的方案進(jìn)行：

具體的維修首先是混凝土材料設(shè)計(jì)，要求混凝土材料初凝時(shí)間保持在1～3h，終凝時(shí)間控制在3～6h，在滿(mǎn)足通車(chē)條件的基礎(chǔ)上保證2d～3d的混凝土強(qiáng)度；

其次，原有混凝土路面鑿毛深度要保持在4mm以上，完成鑿毛之后的路面需要涂刷水泥漿；

再者，鋪裝層維修過(guò)程中要對(duì)施工左側(cè)立交橋主梁做臨時(shí)加固支撐處理，加固支撐要使用滿(mǎn)堂鋼支架和方木組合，等到混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束之后再拆除支架；

最后，新維修完工的橋面車(chē)速要控制在60km/h以下，禁止車(chē)輛急走急停。

1.3 混凝土配比設(shè)計(jì)原則

混凝土材料配比設(shè)計(jì)要在滿(mǎn)足工作性要求的基礎(chǔ)上，來(lái)合理地確定原材料的品質(zhì)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、耐久性以及施工工藝，然后經(jīng)過(guò)計(jì)算、試配以及不斷地調(diào)整來(lái)確定。實(shí)際過(guò)程中要根據(jù)施工需求來(lái)配制混凝土，高性能混凝土配比設(shè)計(jì)首要的必須要考慮到材料的耐久性，之后根據(jù)具體的施工工藝來(lái)確定強(qiáng)度和拌合物工作性，再通過(guò)反復(fù)的試配和調(diào)整滿(mǎn)足使用要求。

為了更好地提升混凝土材料的耐久性和抗裂性能，可以適當(dāng)?shù)靥砑臃勖夯摇⒌V渣粉或硅粉，通過(guò)性能試驗(yàn)來(lái)確定具體的礦物外加劑用量。另外，化學(xué)外加劑的使用量需要滿(mǎn)足混凝土規(guī)定的水膠比以及工作強(qiáng)度；同時(shí)，化學(xué)外加劑的使用量不能過(guò)多，因?yàn)橛昧窟^(guò)多范圍會(huì)影響到混凝土的凝結(jié)時(shí)間以及強(qiáng)度，對(duì)后期工程質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。

1.4 鋪裝層混凝土配比設(shè)計(jì)

（1）混凝土強(qiáng)度配制。按照鋪裝層快速修復(fù)的需求，混凝土材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為50±0.5MPa，根據(jù)材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度可以得出配制強(qiáng)度約為58.2MPa，其中包括了水量、漿液體積、空氣體積、水泥密度以及摻合料用量、密度等。

（2）水泥質(zhì)量。混凝土材料中最重要的試配用膠凝材料即為水泥，所以水泥質(zhì)量的好壞將會(huì)直接影響到試配混凝土的質(zhì)量。對(duì)于水泥的選擇首先要滿(mǎn)足普通混凝土配置要求，更重要的要注意水泥內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定性以及和高效減水劑的相容性，同時(shí)要選擇富余強(qiáng)度較高的水泥。水泥相容性主要體現(xiàn)在水灰比大小和塌落度損失率兩個(gè)方面，高性能混凝土材料的配制過(guò)程中水泥細(xì)度要比表面積多出300m2/kg以上，因?yàn)椴煌N類(lèi)的水泥其化學(xué)成分構(gòu)成也有一定的差異，故而其使用范圍也有差異，本次工程使用高性能混凝土選擇普通硅酸鹽水泥或者是礦渣硅酸鹽水泥。

（3）砂率和集料用量。根據(jù)本次工程概況計(jì)算得出的混凝土初始配比標(biāo)準(zhǔn)為水泥、砂、石、水的比例為452∶676∶1094∶155，而以上這些材料配比標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算中并沒(méi)有考慮水泥砂石的物理力學(xué)性質(zhì)以及混凝土材料的塌落度等問(wèn)題，所以這些沒(méi)有考慮到的問(wèn)題都需要在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)試配中進(jìn)行解決。通過(guò)后期的試配試驗(yàn)，然后根據(jù)混凝土和易性以及具體強(qiáng)度要求得出所有材料基準(zhǔn)配合比如下：水泥∶石子∶砂∶水泥∶聚丙烯纖維∶聚羧酸減水劑為500∶784∶675∶140∶0.7∶19.5，水膠比為0.28，膠泥材料的使用量為452kg，砂率為0.37，砂漿體積為450L，表面密度為2.56kg/L，使用的石子表面密度要高于砂漿表面密度，為2.77kg/L，混凝土初始的塌落度為200mm，一小時(shí)以后為190mm。

2 混凝土橋面鋪裝層快速修復(fù)混凝土理學(xué)性能測(cè)試

（1）混凝土力學(xué)性能測(cè)試。對(duì)于混凝土力學(xué)性能的測(cè)試主要是參照《普通混凝土力學(xué)性能測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)》來(lái)進(jìn)行的，相較于普通的混凝土結(jié)構(gòu)而言，摻加了粉煤灰、礦渣粉或硅粉等材料的高性能混凝土結(jié)構(gòu)早期的時(shí)候本身的抗壓強(qiáng)度都相對(duì)較低。但是，從后期的測(cè)試結(jié)果可以看出，摻加了這些材料的混凝土后期的力學(xué)性能都能夠滿(mǎn)足工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求。因?yàn)榉勖夯?、礦渣粉以及硅粉等在初期并不會(huì)參與到水化反應(yīng)中，并且高性能混凝土材料相較于普通的混凝土材料，在初期階段水泥用量相對(duì)較少，所以發(fā)生的水化反應(yīng)就不如普通混凝土材料快。從實(shí)際的效果來(lái)看，使用粉煤灰來(lái)等量代替一部分的水泥配制高性能混凝土的方法是可行的。

具體的測(cè)試首先根據(jù)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)需求，對(duì)混凝土材料含泥量、含水量以及配比大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具體的實(shí)驗(yàn)配比如表1所示。

表1 混凝土材料用量配比數(shù)據(jù)（單位：kg/m3）

表1中標(biāo)號(hào)1的混凝土材料配比數(shù)據(jù)是未經(jīng)過(guò)水洗的材料用量，編號(hào)2是經(jīng)過(guò)水洗之后的材料用量。

后期實(shí)驗(yàn)根據(jù)表1中的兩組編號(hào)材料數(shù)據(jù)進(jìn)行混凝土抗折彎強(qiáng)度以及抗裂、抗壓強(qiáng)度等進(jìn)行試驗(yàn)，最終的試驗(yàn)結(jié)果顯示，編號(hào)1和2材料配比狀況下的混凝土抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間的增加不斷地增強(qiáng)，同時(shí)編號(hào)2配比的混凝土抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間增強(qiáng)的幅度高于編號(hào)1。

兩種材料用量情況下的抗折強(qiáng)度都會(huì)隨著時(shí)間的增加不斷提升，而編號(hào)2配比的混凝土整體的抗折強(qiáng)度高于編號(hào)1。隨著時(shí)間的增加，經(jīng)過(guò)抹膠處理的混凝土和沒(méi)有經(jīng)過(guò)抹膠處理的混凝土抗劈裂強(qiáng)度都會(huì)有所提升，但是后者的混凝土材料強(qiáng)度始終比前者弱，所以經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可以得出第二種編號(hào)用量的混凝土材料不論是在抗折彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及劈裂抗拉強(qiáng)度等方面，其性能都比較優(yōu)越。

（2）混凝土氯離子滲透性能測(cè)試?；炷谅入x子滲透性能一方面可以體現(xiàn)混凝土材料的密實(shí)程度，另一方面還可以較好的反應(yīng)混凝土材料抵抗外部介質(zhì)向內(nèi)部侵蝕的效果。同時(shí)，氯離子滲透性能還是測(cè)試混凝土材料耐久性的重要指標(biāo)，該測(cè)試選擇的對(duì)象為直徑100mm、高度50mm的柱體，混凝土結(jié)構(gòu)抗?jié)B透性能的評(píng)價(jià)主要是根據(jù)試件總電量來(lái)進(jìn)行的。試件電量越小說(shuō)明混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透性能越好，同理其密實(shí)性也就越高。通過(guò)對(duì)試件對(duì)象的測(cè)試，結(jié)果表明添加了粉煤灰、礦渣粉或硅粉等礦物成分的混凝土材料其抗?jié)B透性能有了明顯的提升，混凝土材料的總電量都在500C以下，這個(gè)結(jié)果也表明添加了礦物成分的混凝土材料抗?jié)B透性能相較于普通混凝土有了顯著提升，而這種高性能混凝土材料的抗氯離子侵蝕能力也十分優(yōu)越。

3 結(jié)論

綜上所述，本文以實(shí)際的工程案例為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)公路橋面鋪裝層快速修復(fù)工程的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，利用快速修復(fù)的工程方案，再加上合理的混凝土材料配比是可以滿(mǎn)足實(shí)際工程需求的，并且通過(guò)對(duì)修復(fù)方案的試驗(yàn)優(yōu)化以及快速修補(bǔ)混凝土工程，還可以大幅度的減少對(duì)正常交通運(yùn)行的影響。

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