高溫條件下水泥混凝土道路施工質(zhì)量控制研究

湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421001

1 高溫環(huán)境的不利影響

1.1 水分蒸發(fā)

高溫的環(huán)境陽光照射強度較大，且施工外界環(huán)境水分含量降低，陽光直射在施工材料上會直接導(dǎo)致材料內(nèi)部水分的快速蒸發(fā)，材料原有的性能指標(biāo)出現(xiàn)下降，如果繼續(xù)使用性能指標(biāo)下降的施工材料，就會對施工造成不利影響。具體而言，影響主要有以下兩點：

（1）施工材料內(nèi)部水分蒸發(fā)，材料使用壽命和性能降低。在各種因素導(dǎo)致的高溫條件下，骨料內(nèi)部水分會發(fā)生較為明顯的蒸發(fā)現(xiàn)象。在混凝土配置過程中，實際配置混凝土含水量將低于設(shè)計用水量，用水量指標(biāo)變化將直接導(dǎo)致配置完畢的混凝土和易性較差、流動性較低等問題。

（2）高溫條件將導(dǎo)致配置完畢的混凝土含水量出現(xiàn)變化。在高溫環(huán)境下，配置完畢的混凝土將會出現(xiàn)水分蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土的使用性能大幅度降低［1］。如果水分蒸發(fā)嚴(yán)重，還會由于混凝土硬化直接導(dǎo)致材料報廢。

1.2 混凝土固化

高溫下硬化過程將產(chǎn)生的相應(yīng)變化：

（1）產(chǎn)生水化速率增加現(xiàn)象。混凝土水化反應(yīng)速率增加在施工無法連續(xù)或振搗不及時的情形下會導(dǎo)致在振搗前混凝土已經(jīng)產(chǎn)生了一定的強度，導(dǎo)致振搗過程效率下降，影響道路施工效率。

（2）混凝土產(chǎn)生干縮現(xiàn)象。成型后在施工環(huán)境的高溫條件影響下，其表面水分流失情況較內(nèi)部嚴(yán)重，由于表面水分流失快，收縮幅度大，內(nèi)部水分流失慢，收縮幅度較小，則會產(chǎn)生拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土開裂，影響外在觀感和施工質(zhì)量。

1.3 施工工藝

高溫條件下的水泥混凝土道路施工還會對施工工藝產(chǎn)生影響：

（1）混凝土硬化速率加快。高溫下，混凝土的初凝實踐將縮短，進(jìn)行混凝土攪拌和振搗時如果產(chǎn)生過早凝結(jié)現(xiàn)象，會直接影響的施工效率和適量，甚至將直接導(dǎo)致大量施工材料浪費。

（2）混凝土養(yǎng)護(hù)難度增加。在高溫條件下，表面水分蒸發(fā)速度加快，提升了道路養(yǎng)護(hù)工作的難度。道路可能會由于養(yǎng)護(hù)不充分而產(chǎn)生相應(yīng)的質(zhì)量問題。

（3）溫度應(yīng)力影響施工。在高溫條件下，道路施工中的各種工程材料由于的熱膨脹系數(shù)的差異性，可能會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力到達(dá)一定數(shù)值，可能會破壞工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響工程質(zhì)量。

2 具體施工策略

2.1 嚴(yán)把施工材料質(zhì)量關(guān)

在道路施工過程中，混凝土需要承擔(dān)一定的行車載荷，該過程在很大程度上將受到環(huán)境溫度的影響。因此，選用具備較好的耐磨性、耐久度和抗滑性的施工材料成為保障施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。除此之外，為了解決高溫條件下施工帶來的諸多問題，施工材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量也需要進(jìn)行考量，以上兩個性能指標(biāo)需要盡可能降低。在混凝土混合料的質(zhì)量把控方面，還需要選擇強度較高、酸堿度適宜的材料［2］。在水泥的選擇方面，需要著重考量產(chǎn)品的收縮性和抗拉彎強度。

表1 水泥性能指標(biāo)

2.2 優(yōu)化路基施工質(zhì)量控制

（1）基坑開挖回填。該施工過程要嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計要求開展，在完成基坑開挖工作后，還需要針對施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件確定路基的具體形式和施工步驟、技術(shù)。路基施工過程中，地基承載力需要滿足一定的要求，在實踐中，多采用機械方式對土體進(jìn)行壓實，盡可能提升土體的承載力［3］。在該過程中，需要結(jié)合具體施工環(huán)境土體的水分指標(biāo)和密度指標(biāo)進(jìn)行操作，確定壓實機械、設(shè)計壓實次數(shù)，防止道路沉降。

（2）路基填筑。在該過程中，采用分層鋪筑技術(shù)可以有效提升工程質(zhì)量。在具體施工環(huán)節(jié)中，一方面要保證分層鋪筑中每一層材料的密實度、平整度，另一方面，需要最大限度保證每一層施工材料快速壓實，以提升承載力。

2.3 加強路面施工質(zhì)量控制

（1）高溫下的混凝土材料處理。在配置中，要根據(jù)工程情況、施工環(huán)境情況科學(xué)確定配合比。在施工環(huán)境高溫條件下，要加入混凝土塌落度檢測環(huán)節(jié)，以此保證流動性、和易性。在作業(yè)過程中，表面應(yīng)當(dāng)采用保溫、保濕措施，防止其過快硬化。例如，可以增加用水量、添加緩凝劑等。以一處工程為例，在高溫條件下，水泥材料在下列指標(biāo)下可滿足高溫環(huán)境下施工的要求。

（2）路面施工。該環(huán)節(jié)包含了模板施工、鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)以及水泥混凝土的澆筑工作。模板支護(hù)過程要注重模板的安裝和固定，保證強度和穩(wěn)定。鋼筋鋪設(shè)過程要注重各節(jié)點連接符合設(shè)計要求。高溫環(huán)境下的水泥混凝土澆筑環(huán)節(jié)要進(jìn)行快速振搗，避免水泥混凝土強度不均或過早硬化的情況出現(xiàn)［4］。

表2 高溫條件下水泥性能指標(biāo)參考

（3）高溫條件下施工完成后的養(yǎng)護(hù)。在道路施工完畢后，如遇高溫環(huán)境，除應(yīng)當(dāng)按照常規(guī)方法在道路表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)外，還應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)保溫設(shè)施，避免道路表面裂縫的出現(xiàn)。在養(yǎng)護(hù)時間的控制上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)天氣和混凝土的綜合情況進(jìn)行把控。一般情形下，當(dāng)強度高于設(shè)計強度的75%時，才可以進(jìn)行拆模工作。