機(jī)制干硬性混凝土路緣石質(zhì)量控制技術(shù)

王 凱

（山東高速集團(tuán)有限公司建設(shè)管理分公司，山東 濟(jì)南 250000）

引言

路緣石作為高速公路重要的結(jié)構(gòu)物，具有排水、安全防護(hù)等重要作用。常用的路緣石為混凝土預(yù)制路緣石，在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中極易破損，在使用過程中存在抗腐蝕性能差、抗凍融性能差等缺點(diǎn)。

干硬性混凝土是指拌合物坍落度＜10 mm且須用維勃時(shí)間（s）表示其稠度的混凝土，具有早強(qiáng)、成型快等特點(diǎn)，是機(jī)制干硬性混凝土路緣石的絕佳成型材料?；炷涟韬衔锪鲃?dòng)性按維勃稠度大小，可分為四級(jí)：超干硬性（≥31 s）；特干硬性（30～21 s）；干硬性（20～11 s）；半干硬性（10～5 s）[1]。用維勃時(shí)間可以合理表示坍落度很小甚至為零的混凝土拌合物稠度，維勃時(shí)間等級(jí)劃分應(yīng)符合《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50164—2011）[2]規(guī)定。論述的干硬性維勃稠度為20～11 s。以日蘭高速公路巨野西至菏澤段改擴(kuò)建工程為依托工程，系統(tǒng)性研究機(jī)制干硬性混凝土路緣石質(zhì)量控制技術(shù)。

1 工程概況

日照至蘭考高速公路巨野至菏澤段改擴(kuò)建工程是G1511日蘭高速、G35濟(jì)廣高速、G3W德上高速三條國家高速公路的重合路段，是魯西南地區(qū)重要的交通干線。項(xiàng)目起自濟(jì)廣高速與日蘭高速交叉的王官屯樞紐立交，終點(diǎn)為日蘭高速與菏寶高速交叉的曹州樞紐立交，途經(jīng)巨野縣、鄆城縣、牡丹區(qū)，路線全長46.173 km，設(shè)計(jì)時(shí)速120 km/h，概算投資約46.6億元，由雙向四車道改擴(kuò)建為雙向八車道，項(xiàng)目建設(shè)工期2 a。本項(xiàng)目全線路緣石施工計(jì)劃采用機(jī)制干硬性混凝土路緣石，機(jī)制干硬性混凝土路緣石設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 機(jī)制干硬性混凝土路緣石樣/cm

2 材料要求及級(jí)配設(shè)計(jì)

2.1 水泥

水泥與普通混凝土要求相同，符合《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）[3]的規(guī)定。一般采用抗彎拉強(qiáng)度高、耐磨、耐疲勞、抗凍性能好、收縮小的水泥。不得采用結(jié)塊的水泥；不同品牌和強(qiáng)度等級(jí)的水泥不得混用；不宜采用出廠超過三個(gè)月的水泥。

2.2 粗骨料

主要指標(biāo)參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）[4]中表6.4.1粗集料技術(shù)指標(biāo)Ⅱ類要 求。碎石粒徑控制在5～16 mm。

2.3 細(xì)集料

面料要求使用水洗篩分面料砂，細(xì)度20～40目。面料采用水泥∶面料砂∶水=1∶2∶0.2的配合比[5]。 混合料使用的砂要級(jí)配好，宜選用二區(qū)中砂，細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4～2.7，含泥量、泥塊含量、硬度及磨光值、氯離子含量、云母含量等指標(biāo)參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3650—2020）[4]中表6.3.1粗細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)Ⅱ類要求。

2.4 粉煤灰及外加劑

干硬性混凝土中可以摻加一定數(shù)量的粉煤灰，增加干硬性混凝土的和易性，粉煤灰摻入量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）[6]中Ⅰ級(jí)粉煤灰的指標(biāo)要求，并通過配合比驗(yàn)證后確定。外加劑采用高效減水劑。

2.5 水

拌和用水符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）[7]規(guī)定的飲用水可直接作為拌合水與養(yǎng)生用水。

2.6 配合比設(shè)計(jì)

干硬性混凝土在配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)按“三低一高”原則設(shè)計(jì)。即：低水灰比，低砂率，低塌落度，高摻量減水劑[8]，保證設(shè)計(jì)配合比干硬性混凝土有效形成密實(shí)結(jié)構(gòu)，具有較好的耐久性、力學(xué)性能及工作性。根據(jù)設(shè)計(jì)干硬性混凝土的水泥強(qiáng)度等級(jí)和混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，確定水灰比宜控制在0.3～0.5范圍內(nèi)。

3 機(jī)制路緣石生產(chǎn)工藝

3.1 制作工藝

根據(jù)定型液壓設(shè)備的工作原理，機(jī)制路緣石的生產(chǎn)工藝參照（不同的液壓設(shè)備，生產(chǎn)工藝存在不同，可調(diào)整）：準(zhǔn)備工作（機(jī)械調(diào)試）→面料和混合料拌和→混合料入模→混合料整平→第一次壓制→面料入?！诙问骸B板機(jī)脫?！徇\(yùn)路緣石→灑水養(yǎng)生。

（1）按配合比拌和面料和混合料。用水量應(yīng)根據(jù)配合比控制在0.5%以內(nèi)，用水量過大則預(yù)制塊強(qiáng)度低，不利于預(yù)制塊搬運(yùn)；用水量過低，預(yù)制塊不易成型。（2）把拌和均勻的混合料裝入模具中。裝入混合料的松鋪厚度根據(jù)預(yù)制塊的厚度和壓實(shí)系數(shù)確定。完成混合料入模后，整平混合料表面，以確保加壓時(shí)模具中各部位的混合料均勻受力，既可保證預(yù)制塊密實(shí)度的均勻性，又可防止模具變形。（3）開啟液壓機(jī)施壓，加壓到設(shè)定壓力，然后停止加壓，提升加壓桿。（4）在壓實(shí)的混合料表面均勻撒鋪一層面料，以確保成品預(yù)制塊表面密實(shí)和光潔，撒鋪的厚度不宜過厚，以能確保表面質(zhì)量為準(zhǔn)。然后進(jìn)行第二次施壓，成型壓力控制在75～120 kN。（5）成型后，經(jīng)疊板機(jī)疊板，達(dá)到設(shè)計(jì)層數(shù)后，用叉車運(yùn)送至陰涼處存放，完成壓實(shí)工藝。在搬運(yùn)過程中要注意預(yù)制塊水平放置，防止損壞混凝土棱角。（6）需進(jìn)行試生產(chǎn)，滿足質(zhì)量要求后，經(jīng)批準(zhǔn)方可定型生產(chǎn)。

3.2 養(yǎng)生

將預(yù)制塊在陰涼處放置6 h后，再集中堆放。在養(yǎng)生區(qū)進(jìn)行噴淋灑水養(yǎng)生，噴淋設(shè)備裝置計(jì)電器，可進(jìn)行24 h無人管理噴淋，養(yǎng)生7 d。

3.3 打包存放

養(yǎng)生到期的路緣石采用專用打包機(jī)包裝，外封塑料薄膜保護(hù)，存放于托盤上，進(jìn)行成品碼垛，移送至成品區(qū)分型號(hào)、分類別存放。根據(jù)目視化要求，在路緣石上張貼二維碼，標(biāo)注生產(chǎn)日期、批次及編號(hào)；待監(jiān)理驗(yàn)收后采用印章在非裸露位置，噴涂驗(yàn)收?qǐng)D章后，準(zhǔn)許使用。

4 機(jī)制路緣石外觀及尺寸標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《混凝土路緣石》（JC/T 899—2016）[9]的 標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)制路緣石外觀質(zhì)量應(yīng)符合表1，路緣石的尺寸允許偏差見表2。

表1 外觀質(zhì)量

表2 尺寸偏差

5 機(jī)制路緣石的抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)

5.1 制件

（1）從路緣石的正側(cè)面距端面和頂面各20 mm以內(nèi)的部位切出100 mm×100 mm×100 mm三個(gè)試樣。（2）以垂直于路緣石成型加料方向的面作為承壓面。試樣的兩個(gè)承壓面應(yīng)平行、平整。否則應(yīng)將承壓面磨平或用水泥凈漿或其它找平材料進(jìn)行抹面找平處理，找平層厚度≯5 mm，養(yǎng)護(hù)3 d。（3）與承壓面相鄰的面應(yīng)垂直于承壓面。

5.2 試驗(yàn)步驟

（1）將制備好的試樣，用硬毛刷將試樣表面及周邊松動(dòng)的渣粒清除干凈，在溫度為（20±3）℃的水中浸泡（24±0.5） h。（2）用卡尺或鋼板尺測(cè)量承壓面互相垂直的兩個(gè)邊長，分別取其平均值，精確至 1 mm，計(jì)算承壓面積A，精確至1 m2。（3）將試樣從水中取出用擰干的毛中擦去表面附著水，承壓面應(yīng)面向上、下壓板，并置于試驗(yàn)機(jī)下壓板的中心位置上。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，加荷速度調(diào)整在0.3 ～0.5 MPa/s，勻速連續(xù)地加荷，直至試樣破壞，記錄最大荷載Pmax。

5.3 試件抗壓強(qiáng)度計(jì)算

試驗(yàn)結(jié)果以三個(gè)試樣抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值和單件最小值表示，計(jì)算結(jié)果精確至0.1 MPa，抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式：

式中：Cc—抗壓強(qiáng)度，MPa；P—壓力，N；A—受壓面積，mm2。

5.4 抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 抗壓強(qiáng)度

6 結(jié)語

以日蘭高速公路巨野西至菏澤段改擴(kuò)建工程為依托工程，系統(tǒng)研究了機(jī)制干硬性混凝土路緣石的原材料要求和制作工藝，提出了機(jī)制干硬性混凝土路緣石的外觀質(zhì)量、尺寸要求以及抗壓強(qiáng)度檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)制干硬性混凝土路緣石具有很高的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。項(xiàng)目建成后，對(duì)改善現(xiàn)有通行條件、促進(jìn)山東省西部經(jīng)濟(jì)隆起帶建設(shè)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換重大工程實(shí)施、帶動(dòng)以菏澤為中心的區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展等方面將發(fā)揮重要的交通引領(lǐng)作用。