超快硬砼在公路抢修工程中的应用.pdf

PEOPLES TRANSPORTATION|892023 年 第 18 期 交通量大、交通封闭困难、交通安全隐患多的路段，对道路养护工作提出的要求是非常苛刻的。不同于城市道路的养护施工，借助夜间路灯照明，可以采取夜间施工，公路运输面临重载车辆夜间通行较为普遍，无照明设施，不便于夜间施工。经过市场调研，我单位决定采用超快硬水泥砼进行全面挖补，该品种水泥初凝时间只有30分钟，从加水拌合到达到C30混凝土强度仅用50分钟时间。浇筑完成后在清理施工现场的时间过程中，挖补路面强度即可达到开放交通的要求，极大的缩短水泥路面的养护时间，减轻交通封闭的压力，消除夜间封闭交通的安全隐患。经过一段时间的通车运行效果非常的理想，彻底解决了该路段随补随坏的顽疾，为下一步类似的抢修积累了丰富的施工经验，可普及到桥梁伸缩缝维修更换施工当中。超快硬水泥混凝土性能及运用范围材料性能概述超快硬高性能水泥混凝土具有如下特征：按照严格的配合比进行拌和，经过快速浇筑、振捣、抹面，凝结硬化速度快，早期强度高；用水量少（水泥自身性能要求）、坍落度较低、凝结硬化过程无需任何养护措施；粘结性能好；体超快硬砼在公路抢修工程中的应用 文/韩涛伴随我国经济社会的快速发展，机动车保有量已达新高，据公安部有关统计数据显示，截至2023年6月底全国机动车保有量已达4.26亿辆，2023年上半年全国新增注册登记机动车1688万辆，同比增长1.9%。机动车辆飞速增长，机动车保有量增长速度远超公路建设增速，道路趋于饱和状态，道路维修过程中车辆的交通组织压力极大，给道路通行保畅工作带来极大压力。特别是有混凝土工程维修的路段，已无法采取普通混凝土施工、养护的模式，如按照正常方式维修，动辄7天甚至28天的养护期，将导致交通安全及疏导压力陡增，对交通造成极大干扰，带来巨大的麻烦，因此运用快凝新材料进行抢修显得尤为重要。积稳定性好；适用的环境范围较为广泛。特别在强度方面，超快硬高性能混凝土的凝结时间为1530min，2h抗压强度超过30MPa，6h抗压强度为6080MPa，6h抗弯强度为1520MPa；7d抗 压 强 度 可 达150170MPa，抗 弯 强 度 达3035MPa；7d抗拉强度大于5MPa，开裂后表现出明显的应变硬化或持力软化行为特征。7d龄期后，超快硬高性能水泥混凝土的强度依然能缓慢增长。由于凝结硬化速度快，且制备过程与施工工艺简单，超快硬高性能水泥混凝土可以在施工现场快速浇筑施工，显著加快施工速度，这是其本身性能的要求。养护抢修施工结束即时可以完全开放交通，7天强度达到C50以上的水泥混凝土，并且在开放交通车辆通行的过程中其强度不断增强，不受车辆碾压影响。有效的避免利用普通混凝土进行维修需要长时间封闭道路，造成道路通行安全隐患增多，过往群众反映强烈，失去其抢修的意义。普通混凝土因其强度低、维修范围小，耐久性降低，效果差、造成人民群众90|PEOPLES TRANSPORTATION工程|Engineering对施工单位其质量的误解。适用范围超快硬水泥混凝土性能形成的主要来源依旧是水泥的特种性能，该种水泥其优点具有凝结硬化速度快、超早强、粘结强度高及体积稳定性好等突出优点，在交通、建筑、国防、能源和环保等领域取得广泛关注和应用，促进了行业的绿色低碳和可持续发展。在公路养护维修施工中运用，可以立刻马上地开放交通，几乎能够达到无痕化养护，把对车辆通行影响降为最低。该种水泥的缺点是价格高、不经济，对施工过程控制要求高，因此在公路建设施工中很难大范围推广使用。但是，对已通车道路水泥混凝土病害处理却有着独到的优势，特别适合桥梁伸缩缝位置的维修，重要道路水泥混凝土路面的病害处理以及用普通水泥混凝土无法完成维修的路段能够快速完成维修养护工作，减少对车辆通行影响，效果独特。同时也可以对已风化桥梁防撞护栏混凝土表面进行喷涂翻新，阻止进一步剥落现象发生，延长其使用寿命。因此超快硬混凝土因其独特的特性而有着比普通混凝土更广泛应用范围。超快硬水泥混凝土施工过程控制施工准备工作本文通过对国道下穿铁路富水路段的混凝土路面挖补为例，介绍超快硬混凝土的施工过程。超快硬混凝土的原材料当中，水泥是材料准备中的重中之重，该种水泥完成采购后在防水材料覆盖严密的保护下运至施工现场，存放地或者二次转运存放地都必须做好防潮、防水工作，确保水泥不因保存不当，造成性能降低甚至失效。采用高强度水泥，但如果采用石子骨料强度过低，将是整个施工质量的短板，也失去采用高强水泥的意义。特别是近年来，随着高质量的天然沙石资源枯竭，人工机制砂逐渐成为混凝土生产的主要原材料来源。沙石骨料在混凝土中可起到骨架或填充作用，使混凝土更加稳定、耐久、耐磨，质量更好。而如果沙石骨料质量差、级配不合理、粒形差、空隙率高、含粉量高，不仅影响混凝土的抗渗透性和强度，对耐久性能也会带来很多不利影响。因此拌合骨料必须选择性能优良玄武岩石子，其含泥量和石粉1%，有条件的地方尽量采取水洗方式，石子的级配要连续。拌合使用细集料采用当地优质沂河清水沙，严禁使用人工机制砂。施工前要对施工班组进行详细的技术交底，对各环节工人明确操作规程，因在半封闭交通环境中施工，在正常施工交底的基础上，要根据施工材料的特性进行专业强调。因水泥性能当中的快凝特性，必须使所有参与操作施工的工人快速拌合、快速运输、快速浇筑、振捣、抹平，根据水泥特性，在强度上升的45分钟内不建议洒水养护。由于在交通运输环节容易导致拥堵，容易使拌合成品在运输环节发生超时，造成超强水泥混泥土凝固，我们采取在施工现场拌合、即刻浇筑，省掉运输环节，能够有效节约时间，既能达到抢修效果也确保施工能够万无一失。需要注意的是，现场要备好动力发电设备，确保拌合和振捣设备的动力用电源。不论是桥梁伸缩缝维修还是小面积的混凝土路面维修，因该种水泥价格昂贵，混凝土方量较少，施工拌合宜采用滚筒式强制拌合设备，每次拌合约0.3立方米。拌合前要确保拌合设备性能稳定、动力电线稳定通畅，同时准备备用的拌合、振捣小型机具。因水泥性能的特殊性，需要详细添加剂的配比和集料配比，现场要求有专业技术人员控制，特别是水的剂量极为重要，标定称重设备，确保配比准确无误。拌合机械及添加剂控制维修道路桥梁伸缩缝处，需要混凝土方量较少，但却是影响交通安全的重要隐患点。拌合设备优先选择强制式滚筒拌合机械，其具有机动、灵活等特点，特别适合公路特别是高速公路桥梁伸缩缝病害的维修。选择在半封闭道路的范围作为临时施工场站。因采用这种滚筒拌合设备，骨料配比和添加剂的计量控制需人工严格控制。每一锅拌合量所 PEOPLES TRANSPORTATION|912023 年 第 18 期 用的各种粗集料和细集料的量以及添加剂的剂量，特别是水的控制极为重要，要严格避免工人为方便施工私自增加水的用量。针对其水泥性能和适用条件优先采用强制性拌合机。在搅拌时应减小单盘生产方量，适当延长搅拌时间，避免商品混凝土拌合物出现搅拌不均匀的现象发生。实际施工过程中建议提前把骨料石子和细集料按照级配要求先行拌合均匀后，再加入水泥和水、添加剂，在缩短拌合时间的同时保证混凝土拌合均匀，确保水泥混凝土的工作性能能够正常发挥。运输方式超快硬水泥混凝土在运输过程中，为保证商品混凝土的工作度，在运输过程中尽可能缩短运输时间，并采取适当措施防止水分散失。但因为不能保持搅拌状态，而且在运输中颠簸和振动使商品混凝土在自卸翻斗车内变得密实，卸车困难，增加了施工难度。同时为了在公路抢修施工过程中有效利用其快凝特性，如果采用车辆运输，会因交通拥堵等不确定因素的影响，导致提前凝固现象的发生，损害运输车辆造成损失。因此我们优先考虑现场拌合、即刻浇筑的方式开展施工，甚至可以采用拌合设备出料口正对浇筑坑。采取现场拌合、现场浇筑的模式也特别适合偏远地段公路桥梁伸缩缝的施工环境特点，满足公路养护的特点。浇筑和振捣拌合均匀的混泥土要快速浇筑到事先安装牢固的模板内，钢筋笼要控制牢固（如果有配筋设计）不能因其出现失误影响施工。整个的浇筑过程中要强调一个快字，要求快速摊平，因该种水泥混凝土具有粘度大、流动性较低，为降低后续摊平工序时长，必须均匀浇筑以此节约时间。浇筑进行的的同时立刻采取高功率振捣设备迅速完成振捣，因该水泥混凝土的砂浆含量较少，粗集料较多，水灰比较低，其维勃稠度为2011s，施工时必须采用强力振捣密实，否则易产生较多孔隙而影响混凝土质量。混合料工作性可用维勃稠度指标表示，不产生离析及泌水现象，硬化较快，这要求抹面人员经验丰富，不能按照普通混凝土施工要求进行抹平整理，必须快速收面。这时混凝土出现变红变硬，严禁洒水帮助抹面，造成混凝土表面质量受损。开放交通前适当洒水清洁路面，相关设备人员即刻离场。同步检测试块，检验施工成品混凝土效果为检验施工真实效果，做到心中有数，可通过检测数据验证实际工程效果。在施工浇筑过程中及时制作水泥标准试块，浇筑完成后进行检测一组，通行七天后再次检测另外一组。通过试块进行无侧限抗压检测，浇筑完成后50min内试块强度即达到普通C30混凝土14天的强度结果，封闭洒水养护7d的抗压强度，达到普通水泥混凝土28d抗压强度，三天后试块强度已达C60。完全满足施工需要，达到预期效果，经久耐用。结语综上所述，超快硬水泥混凝土的施工技术与普通水泥混凝土的的施工组织管理和过程控制虽有不同，但整个流程是相似的。具有高强、快凝特性的特种水泥极其适合公路桥梁伸缩缝，以及必须设计水泥混凝土路面且通车压力大，交通封闭压力大路段。虽然价格高、经济投入大，但是社会效益较高，能够把养护维修作业对交通影响降到最低，群众投诉几乎为零。同时由于较高的产品强度，确保施工结果优良，耐久性、稳定性较高，能够消除病害顽疾，确保公路使用舒畅。因此，加强超快硬砼在公路养护工程中应用，对道路和桥梁工程常见病害，采取有效的处理技术予以解决，提高道路桥梁的性能，为公路运输安全快捷运行提供坚实基础。同时伴随可记得发展，超快硬水泥的造价会越来越低、性能会越来越好，运用的范围会更加广泛。（作者单位：临沂市公路事业发展中心河东区中心）