關于大溫差環境下無砟道床板混凝土養護方法

張可晨

摘要：隨著我國高速鐵路建設規模的不斷擴大，尤其是高速鐵路在西部地區的修建與運行，對高速鐵路的施工質量提出更高的要求。道床板是無砟軌道的重要組成部分，根據實踐調查，在大溫差環境下道床板混凝土存在裂縫、上拱等現象，而這些病害嚴重影響無砟道的施工質量，威脅高速鐵路的安全運行。因此做好混凝土的養護工作是預防混凝土病害的重要舉措。本文以大溫差環境下無砟道床板混凝土常見的病害作為論述切點，分析無砟道床板混凝土養護所存在的問題，最后提出提升混凝土養護方法的具體對策。

Abstract： With the continuous expansion of the construction scale of China's high-speed railways， especially the construction and operation of high-speed railways in the western region， higher requirements are imposed on the construction quality of high-speed railways. The track slab is an important part of the nonballasted track. According to practical investigations， there are cracks and arches on the concrete of the track slab in the large temperature difference environment， and these diseases seriously affect the construction quality of the tunnel and threaten the safe operation of the high-speed railway. Therefore， the maintenance of concrete is an important measure to prevent concrete disease. In this paper， the common faults of slab concrete in large temperature difference environments are taken as the starting points for discussion， and the problems existing in the concrete slab-bed concrete curing are analyzed. Finally， the specific countermeasures for improving concrete curing methods are proposed.

關鍵詞：大溫差；無砟道；床板；混凝土；養護

Key words： large temperature difference；nonballasted track；bed board；concrete；maintenance

中圖分類號：U213.2+42 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）25-0186-02

0 引言

隨著我國高鐵技術的不斷發展，高速鐵路成為我國交通運輸的重要組成部分。由于無砟道具有高平順性、高穩定性以及少維修等優點，因此被廣泛的應用在高鐵建設上。道床板混凝土是無砟道的重要組成部分，也是支撐整個高鐵安全運行的重要載體。實踐證明溫差對混凝土施工有著關鍵性的影響，因此如何在大溫差環境下實現對無砟道床板混凝土的科學養護是提高高鐵軌道施工質量，保證高鐵安全運行的關鍵因素。

1 大溫差環境下無砟道床板混凝土的主要病害

由于無砟道床板屬于現澆連續板式結構，因此在大溫差環境下，無砟道床板混凝土內部會出現較大的溫度應力，進而導致混凝土出現一些病害。結合多年的工作實踐，大溫差環境下無砟道床板混凝土存在的病害主要集中在以下幾個方面：

1.1 混凝土裂縫。根據分析無砟道床板混凝土裂縫產生的原因主要是由于外部荷載作用而導致混凝土裂縫，但是由于在大溫差環境下無砟道床板混凝土還沒有經過外力的作用，因此造成裂縫的原因更多的是由于外部溫差變化而導致混凝土出現收縮導致裂縫出現。由于無砟道床板混凝土屬于縱向連續澆筑的，因此在溫度升高時由于受到軌道縱向的約束，使得混凝土不易發生伸縮變形，但是其內部會因為溫差變化而產生拉應力，當超過混凝土自身的壓力時就會出現裂縫；另外由于在溫差較大的區域，白天與夜間的溫差比較大，因此在白天陽光會直射混凝土，這樣就會因混凝土結構導熱差而出現混凝土上部溫度高，下部溫度低的現象，而晚上此種現象相反，因此會導致出現裂縫。

1.2 道板床上拱變形。在大溫差環境下容易出現道床板上拱變形，尤其是在無砟道各結構層的連接處由于其比較薄弱，因此基于溫差的變化而導致出現道床板上拱離縫的現象。根據以往的實踐調查，道床板在溫差變化的情況下最容易出現豎向失穩的現象，該現象也就是上拱變形。分析導致道床板上拱變形的原因主要是由于：在混凝土澆筑的過程中，道床板溫度沒有進行嚴格的控制，進而導致在混凝土澆筑的時候，外界溫度超過混凝土自身的溫度，進而導致道床板內部出現較大的溫度力，從而導致變形上拱；道床板與支承層的連接強度不夠，結果導致因縱向溫度力傳遞的過程中帶動道床板轉動，從而引起床板上拱。

1.3 混凝土局部壓潰。無砟道床板混凝土在大溫差環境下會因為溫差的因素而導致出現局部壓潰現象。其主要因素就是在常見溫差的作用下，導致床道床板混凝土裂縫表現為“低溫開裂、高溫閉合”的現象，這樣一旦在道床板混凝土中混入了顆粒物質，就會導致在高溫環境下開裂的混凝土無法閉合，進而長期受外力的壓力，導致出現局部壓潰。

2 大溫差無砟道床板混凝土養護常見方法

基于大溫差環境對無砟道床板混凝土所造成的影響，基于多年的實踐經驗，目前針對大溫差無砟道床板混凝土養護方法具有很多種，例如采取的混凝土養護劑、作業棚遮陽法、灌滴養護、覆蓋節水膜以及噴涂養護劑等等。在具體的施工中需要根據具體的施工環境采取不同的養護方法，甚至在混凝土養護中會應用到2種或者2種以上的養護方法。為了準確分析大溫差環境下無砟道床板混凝土養護方法，本文以某高鐵無砟道混凝土施工為例進行分析，該高鐵混凝土養護常見方法包括：

2.1 滴灌養護。滴灌養護主要應用造缺水的地區，其主要目的就是為了必然因缺水而造成養護不到位的現象，所采取的一種節約型養護方法。具體的養護策略為：首先在無砟道床板混凝土周圍架設3米多高的鋼管，然后將水桶放在上邊，利用軟管將水桶中的水引下來。當然為了保證混凝土全面的接觸到水，需要將PVC管進行穿孔，在穿孔的時候需要注意穿孔的位置，例如在接近混凝土的地方要減少穿孔的數量，而在遠端則要增加穿孔數量，以此保證混凝土滴灌的全覆蓋。在滴灌完成之后要及時進行保溫層的鋪設，以免造成水分的流失。

2.2 噴涂養護劑。養護劑是大溫差地區無砟道床板混凝土施工養護中常見的一種方法，其主要是在混凝土的外層涂抹一層保護劑，以此達到養護混凝土的目的。具體的養護操作方法為：在無砟道床板混凝土澆筑完成之后，在經過短暫的時間之后，養護人員用手觸摸混凝土表面，當混凝土表面不再粘手之后進行涂抹。在對于無砟道床板混凝土側面的養護劑涂抹則要在混凝土脫模之后進行。在養護劑噴摸的過程中需要嚴格控制噴涂的施工順序：首先噴涂施工人員要站在上風處按照均勻的順序進行噴涂，例如施工人員在噴涂時要保證噴涂設備的噴頭距離混凝土表面30cm，以此保證噴涂的均勻性。其次噴涂人員在作業的過程中必須要專心，避免出現分身現象，而導致噴涂出現不連續性。一般來說在噴頭的時候必須要保證噴涂2遍，這樣可以避免噴涂不到位而造成的混凝土養護不到位的現象。最后控制噴涂的用量，一般養護劑的使用規格為0.3～0.4kg/m2。

2.3 覆蓋節水養護膜養護。混凝土節水保濕養護膜是以新型可控分子材料為核心，以塑料薄膜為載體，粘附可吸收自身重量200倍水分的高分子材料。該材料吸收膨脹后變成透明的晶狀體，把液體水變成固態水，然后通過毛細管作用，源源不斷地向養護面滲透，同時又不斷吸收養護體在混凝土水化熱過程中的蒸發水。因此在一個養護期內養護膜能保證養護體表面保持濕潤，相對濕度≥90%。方法為：在混凝土終凝后，灑水至混凝土表面游離水厚度為3～4mm，打開產品包裝，將有孔的一面緊貼混凝土養護面，開始滾動養護膜卷，進行攤鋪，一次性覆蓋，接處用透明膠帶粘牢，搭攤鋪后使膜內高分子吸收材料充分吸水，至厚度5～10mm。攤鋪后，如發現膜內空氣較多，應及時趕走空氣，使養護膜緊貼混凝土表面。

3 大溫差環境下無砟道床板混凝土養護的方法

由于大溫差環境下的無砟道床板混凝土養護方法比較多，根據相關的實驗，本次高鐵混凝土施工養護選擇滴灌養護和噴涂養護劑的方法，因為采取此種養護方法可以有效降低晝夜溫差較大而對混凝土所造成的影響，例如通過滴灌養護方法可以減少因白天溫度較高而造成的水分流失快，晚上溫度較低造成的冰凍或者水分過多所造成的混凝土硬度強度不夠的問題。

3.1 養護的具體措施

基于大溫差環境下無砟道床板混凝土所容易出現的各種病害，在混凝土澆筑的過程中就需要融入相關的養護策略，以此保證混凝土的施工質量：首先在混凝土攪拌的過程中要添加適應大溫差環境的添加劑，以此保證混凝土原料符合大溫差環境；其次在混凝澆筑完成之后要及時進行滴灌養護作業。具體就是在無砟道床板混凝土周圍進行滴灌水分，以此保證混凝土因外邊溫度過高而造成的水分蒸過快的現象。同時在混凝土表面不粘手之后要進行養護劑的噴涂作業，具體的噴涂施工環節上述有所描述。在完成養護劑噴涂作業之后，需要及時對混凝土進行保溫覆蓋，以此達到保溫的效果。由于大溫差環境下的混凝土養護質量比較高，因此對于無砟道床板混凝土的拆板時間也要嚴格控制，避免因拆板過早而導致混凝土的強度不夠現象的出現。當然在具體的養護施工中需要嚴格控制混凝土的養護時間，避免養護時間不符合養護規定的時間。

3.2 養護注意事項

養護劑使用前要充分拌勻，如有雜質、結塊，應過2200孔/cm2篩。使用時應經常搖動容器罐，不使沉淀，在使用時不得隨意加水；溶液噴灑涂刷后會很快形成薄膜，應加強保護，防止硬物在表面拖拉碰撞損壞；混凝土未達到要求強度75%前，不得在其上行駛車輛或臨時堆放材料；噴（刷）涂時應掌握合適時間，過早會影響薄膜與混凝土表面的結合；過晚則混凝土中的水分蒸發過多，影響水化作用；養護劑在未形成封閉薄膜前，如遇雨，混凝土表面會出現麻點，待雨停后，需重新噴灑；如果在施工中因為各種原因導致養護劑出現損壞的要及時進行補涂；軌枕周圍及軌枕角屬于應力集中部位，容易出現裂紋，應增加養護劑噴涂劑量。

隨著高鐵技術的不斷發展，基于大溫差環境下的無砟道床板混凝土養護方法也越來越完善，但是任何養護方法都離不開高鐵混凝土施工養護人員，因此基于大溫差環境下無砟道床板混凝土所出現的問題，需要提升施工養護人員的職業技能：一方面要規范混凝土施工養護人員的行為規范，讓他們具備正確養護的技術。大溫差環境下的混凝土養護方法不同于一般環境下的混凝土養護，因此作為養護工作人員必須要不斷加強學習，掌握針對大溫差環境混凝土的養護方法，以更加規范的行為標準從事養護工作。例如為避免溫差差異較大而對混凝土造成的影響，鐵路施工企業采取了作業棚收面養護法，具體就是根據溫度變化而采取不同的養護方法。例如在白天需要對無砟道床板混凝土進行遮陽，避免因表面而受到過多的高溫造成內部溫度應力。而在晚上則要進行保溫養護，避免因溫差較大造成的裂縫；另一方面提高混凝土養護人員的職業道德素質，讓他們認識到混凝土養護工作的重要性。在混凝土養護中需要養護人員要嚴格按照相關的工作標準進行，以高度的責任心從事混凝土養護工作。

總之，氣候條件對工程質量影響較大，尤其對混凝土結構養生影響很大，因此在大溫差環境下無砟道床板混凝土施工中必須要嚴格按照相關的規范做好養護工作，以此提高施工質量，保證高鐵運行的安全。

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