高性能混凝土在公路橋梁建設中的應用

楊柳俊杰、何昆

（上饒京寶路橋工程有限公司，江西 上饒334100）

0 引言

高性能混凝土具有強度高、剛度高等優點，符合現代公路橋梁建設質量需求，其相比傳統普通混凝土在耐久性方面也得到明顯提升。由于公路橋梁始終處在自然環境下，面對不同的氣候條件，高性能混凝土材料的應用，有利于增強公路橋梁的綜合性能，通過優越的抗滲性、密實性，有效應對各類環境問題，同時憑借穩定、長期的力學性能承受車輛荷載。

1 高性能混凝土概述

1.1 高性能混凝土的發展背景

在城市發展建設推動下，建筑行業迎來全面發展，各類新技術、新材料層出不窮，這也極大程度地滿足了我國各類建筑的施工需求。其中混凝土作為建筑工程中使用最多的材料之一，決定著建筑工程項目的總體質量，傳統普通混凝土材料后期維修困難，且性能較差，常導致建筑混凝土結構耐久性不足。通過調查統計傳統普通混凝土結構，在使用20～25 年后70%的工程需要進行大規模維修，尤其是對質量要求較高的公路橋梁的建筑，遠遠無法達到預期的使用壽命要求。

新型高性能混凝土的誕生，確實改善了建筑混凝土結構性能不足、使用壽命較短等問題，并且具有較強的環保性，不會對周圍環境造成污染。從工程實踐能看出高性能混凝土結構的耐久性、穩定性更強，因此高性能混凝土對于我國建筑行業發展來說有著重要的助推作用。

1.2 高性能混凝土的具體特性

在現代建筑工程中高性能混凝土屬于可持續發展材料，與傳統普通混凝土相比具有巨大優勢，比如基礎強度得到大幅度提高，滿足了不同建筑結構對強度與剛度的要求。再如高性能混凝土結構具有較好的抗壓強度、抗拉強度以及抗剪切強度等，因此承載能力更為優異，較為適合公路橋梁工程項目，能夠輕松應對車輛通行帶來的荷載壓力。目前來看高性能混凝土材料已經成為公路橋梁建設的首選，性能上的提升不僅延長公路橋梁使用壽命，還有利于獲取更高的經濟效益。

此外，高性能混凝土具備一定耐久性，混凝土結構能夠應對各種惡劣的氣候條件，即使長期暴露在自然環境下，也能避免對公路橋梁質量造成影響。同時，高性能混凝土在施工過程中，由于自身較低的水泥漿體和較高的彈性模數，不會輕易出現變形問題，即使受到熱脹冷縮的影響，也可以有效地預防公路橋梁路面裂縫等病害。

2 高性能混凝土在公路橋梁建設中的發展趨勢

目前，高性能混凝土正在朝著綠色環保方向發展，傳統普通混凝土材料在施工過程中對自然環境的影響較大，混凝土屬于人造材料，需要消耗大量資源、能源，加上施工過程中的污染，違背了我國持續發展理念要求。不過高性能混凝土在環保方面得到顯著提升，且在施工中不斷優化調整，環保效果也在持續增強，大大降低了環境污染問題。另外，高性能混凝土的耐久性、抗滲性仍存在巨大潛力，通過在施工中不斷優化調整，切實改善了高性能混凝土綜合性能，目前國外已經成功研發出立方體抗壓強度在200～800MPa 的高性能混凝土，并且已經逐漸推廣到各類建筑工程中。

3 高性能混凝土在公路橋梁建設中的注意事項

3.1 礦物摻和料問題

高性能混凝土由多種不同材料按照相應的比例配制而成，如礦物摻和料就是影響混凝土性能的重要材料之一，礦物摻和料的使用量與高性能混凝土凝固時間成正比，如果配置過程中未能注意礦物摻和料的使用，可能引起凝固時間較長的問題，對施工進度造成直接影響。在摻入量高于規定標準時，凝固時間便會超過規定時間，并且會增加混凝土結構出現裂縫的概率，對施工質量造成威脅。因此配比過程中要綜合考慮環境、建筑類型等因素，將礦物摻和料用量控制在適當范圍內。

3.2 設計規范問題

對于高性能混凝土的使用來說，應注意科學配比，以往很多施工人員未能嚴格按照設計要求進行配比操作，由于忽視細節導致高性能混凝土材料粗糙。另外，在缺乏了解的前提下進行配比，忽視了外加劑的使用，或配合比計算錯誤無法滿足指標要求。因此要注意把控混凝土設計規范，混凝土配合比要根據建筑施工強度等級進行設計，最大程度地發揮出高性能混凝土的作用。

4 高性能混凝土在公路橋梁建設中的應用策略

4.1 高性能混凝土施工準備

公路橋梁不僅長期暴露在自然環境下，同時還會受到通行車輛的荷載與車輛輪胎摩擦，導致路面出現裂縫或破損，高性能混凝土材料的應用，增強了公路橋梁的質量，改善了路面破損等諸多問題，為人們提供良好的出行保障，并且降低了后續的維護管理投入。為了發揮出高性能混凝土的優勢，在施工前應做好實地考察，了解當地的自然環境、氣候變化等，降低溫度變化帶來的負面影響。另外，施工過程中想要發揮出綜合性能，需要處在特定的環境條件下才能實現，若環境達不到要求便會形成質量問題，如裂縫、麻面、沉陷等。因此，在施工前應選好拌和場地，根據施工要求選擇拌和設備，提前準備好各類原材料，并加強抽樣檢查，避免影響公路橋梁建設質量。

4.2 高性能混凝土配合比

在前期準備工作結束后，按照公路橋梁工程項目要求，設計科學合理的高性能混凝土配合比，這也是發揮出高性能混凝土材料綜合優勢的基礎條件。

首先，在配置過程中應采用較低的水膠比，以此來減少混凝土材料的孔隙率，同時嚴格控制高性能混凝土的滲透性，此外比較低的水膠比設計有利于提高混凝土耐久性、強度等指標。通過對以往的工程案例進行分析得知，混凝土水膠比的設計＞0.45%，會對混凝土耐久性能造成負面影響，所以正確的水膠比應該保持在0.2%～0.4%之間。

其次，高性能混凝土配置時還會按照要求摻入其他拌和料，強化混凝土的綜合性能，尤其注意控制減水劑的使用量，為了保證減水劑與水泥材料形成良好的相容性，應按照減水率＞20%，總摻入量≥1%的原則進行配制。

最后，嚴格控制骨料的直徑，這也是影響施工質量的關鍵因素，在配置過程中盡量避免使用片狀或針狀骨料，大多數情況下高性能混凝土的配制，骨料直徑保持在20mm 以下較為適宜。

4.3 高性能混凝土的拌制

由于高性能混凝土屬于多種不同原料的混合物，因此配料拌制是關乎性能的重要工序，必須要保證其拌制均勻。大多數情況下配料與拌制連續進行，可以按照拌制時間≥120s 的標準攪拌，若混凝土體積較大，應采取區域集中攪拌的方法。攪拌結束后采用專業的設備及時運輸至施工現場，進入現場后通過布料機直接放入模板振搗成型。攪拌結束后，材料顏色均勻沒有任何差異、不存在泌水或離析問題，即可檢驗高性能混凝土的力學性能、耐久性等指標。

4.4 高性能混凝土的運輸

相比傳統普通混凝土材料，高性能混凝土在水灰比上明顯較低，導致材料黏性不利于流動，所以要嚴格控制高性能混凝土的運輸和泵送。高性能混凝土運輸需要重視幾個關鍵因素，比如公路橋梁結構的形式、工程項目的總體面積以及不同結構的澆筑量等。同時要考慮好混凝土運輸線路、氣候條件等問題，確保道路通暢，能夠及時供應混凝土材料，運輸過程中則要注意均勻性，避免出現離析影響質量，導致施工后出現裂縫、麻面等。為了保證施工質量，運輸到現場后，應及時進行澆筑施工，并按照要求完成振搗等操作，若發現質量問題應及時上報給負責人進行處理。

4.5 高性能混凝土澆筑施工

高性能混凝土澆筑施工應提前明確模板的具體位置、構件尺寸等，同時掌握預埋件的具體數量與位置，澆筑前將木板內雜物清理干凈，嚴格按照技術規范進行澆筑。另外，倒入混凝土時注意查看混凝土材料的均勻程度、坍落度以及和易性，如果施工過程中采用鉆孔灌注樁技術，應重點加強灌注量、導管埋設深度的控制，可以安排專業人員進行管理檢查，避免出現漏水漏漿等問題。

首先，在高性能混凝土從料斗內卸出的過程中，必須控制好自由傾落高度應≤2m，如果為豎向結構施工，則要將自由傾落高度控制在≤3m 的標準，若施工過程中無法滿足此需求，應采用斜槽、溜管下料。

其次，施工過程中采用分層澆筑技術，每層厚度應控制在100cm 以下，澆筑時避免中斷操作，盡量保證澆筑施工的連續性，每層混凝土澆筑初凝前開始上層施工，加強兩層之間的融合度。

最后，澆筑施工時觀察預埋件、模板的變化，是否存在變形等問題，若發現模板變形，應及時停工修正，避免對施工質量造成影響。

4.6 高性能混凝土的養護

在高性能混凝土澆筑施工結束后，應重視公路橋梁養護管理，這也是預防裂縫的有效方法。應通過觀察、定期檢查判斷是否存在質量問題，一旦出現嚴重的裂縫，應及時鑿除重新澆筑，若只是混凝土結構的表面出現些許裂縫，直接澆筑修復即可。目前混凝土養護處理主要通過覆蓋塑料薄膜、灑水等方法進行溫度控制。

首先，在氣溫急劇降低的條件下，必須及時覆蓋好塑料布，保證混凝土結構不會受到溫度影響，以此來增強混凝土結構的穩定性。

其次，混凝土澆筑施工初凝后應及時拆除模板，在確?；炷烈呀浲耆_到硬化標準后，謹慎拆除避免磕碰損壞混凝土結構。

最后，由于高性能混凝土水膠比更低，相比傳統普通混凝土材料施工結束后內部處于缺水狀態，表面泌水性差，必須做好養護管理，混凝土初凝階段表面就已經形成失水現象，若不加強管理便會形成細微的裂縫，養護人員應及時灑水，保證高性能混凝土結構表面始終處在濕潤的狀態，避免過度失水引發收縮裂縫或耐久性降低等問題。

4.7 高性能混凝土常見問題控制

如果材料配合比存在問題，施工后混凝土路面就會產生蜂窩、麻面，嚴重影響公路橋梁混凝土表面平整度，若不加強處理還會擴大，影響混凝土的內部結構，導致公路橋梁綜合性能降低。因此，在施工過程中要嚴格控制、優化材料配比，滿足公路橋梁建設需求，在減少蜂窩、麻面等質量問題的同時，提高公路橋梁耐久性。

另外，裂縫也是比較常見的問題之一，主要由自然環境或自身溫度條件等因素形成，施工過程中應加強溫度控制，確?；炷两Y構內外部溫度條件一致，避免內部形成收縮應力引發裂縫。

4.8 高性能混凝土質量評估

對于公路橋梁高性能混凝土施工來說，做好質量評估是一項重要任務，質量評估大多以設計、施工竣工兩個階段為主。設計階段由專業的技術人員展開全面分析，結合以往公路橋梁工程中的傳統普通混凝土數據，對高性能混凝土材料進行對比，按照分析結果為施工流程提供指導，確保發揮出高性能混凝土的最大化價值。施工竣工階段會參考行業標準、國家標準，對高質量混凝土結構與整個工程項目進行綜合評價，明確其中存在的異常問題，提前優化調整，保障施工質量。

總而言之，在質量評估工作中，應結合高性能混凝土各項數據指標進行合理預測，確保施工質量能夠達到國家的標準要求。

5 結語

公路橋梁建設推動了我國社會經濟發展，為了加強交通體系建設，我國不斷擴大公路橋梁工程規模，同時提高了公路橋梁的質量標準。當下想要優化公路橋梁綜合性能、延長使用壽命，應合理應用高性能混凝土材料，利用高性能混凝土的耐久性與適應性，滿足公路橋梁的建設需求。施工過程中注意高性能混凝土材料的把控，通過完善配比、做好養護，提升公路橋梁混凝土結構強度，緩解交通運輸行業逐漸上升的壓力。由此可見，高性能混凝土在公路橋梁建設中有著積極影響，有利于推動我國交通行業持續性發展。