极端干燥大风地区无砟轨道混凝土裂缝控制

梁海龙

【摘 要】文章通过对兰新第二双线无砟轨道混凝土前期存在的裂缝问题、原因分析、配合比设计及施工控制等方面进行了全面的总结，并将总结经验用于后续的施工中，确保无砟轨道的施工质量。

【关键词】极端干燥;无砟轨道混凝土;裂缝控制

中图分类号： U213.244文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）21-0160-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.073

Crack Control of Ballast less Track Concrete in Extremely Dry and Windy Areas

LIANG Hai-long

（China Railway Construction Sichuan Jianpu Expressway Co.，Ltd.Sichuan Chengdu 610000，China）

【Abstract】This paper summarizes the crack problem， cause analysis，mix design and construction control of the concrete of Lanxin No.2 double track ballast less track in the early stage，and applies the experience to the follow-up construction to ensure the construction quality of Ballast less track.

【Key words】Extremely dry;Ballast less track concrete;Crack control

0 概述

兰新铁路第二双线甘青段LXS-14标位于甘肃省玉门市境内，线路处于严寒、温差大、风沙大、日照强、干旱缺水等恶劣自然氣候条件下，传统的无砟轨道施工经验及高性能混凝土制备技术，特别是混凝土养护技术很难满足这种极端的环境条件，迫切需要探讨能从根本上控制道床板混凝土裂缝产生的有效措施和方法。

1 配合比设计

（1）试验段及前期施工道床板配制混凝土采用泵送施工工艺，配合比采用单掺聚羧酸外加剂，砂率为38%，胶凝材料用量为400kg/m3，坍落度为180mm。

（2）根据前期施工道床板排查情况，结合施工环境进行全面的总结和研究，混凝土的配制应遵循“三低一高”的原则，即“低胶材用量、低用水量、低坍落度、高含气量”的原则，其配制要点为： 降低胶凝材料总用量，不宜大于380kg/m3，水胶比相同时，收缩值随胶材用量的增加而增加。单方用水量不应大于150kg/m3。混凝土入模坍落度不宜大于140mm，胶材用量相同时，收缩值随水胶比的增加而增加。入模含气量不小于4%，含气量对混凝土最终干燥收缩影响不大，但对自收缩有一定影响，自收缩随含气量的增大而减小。 增加内养护材料，内养护剂可有效降低混凝土孔隙率，细化混凝土孔结构，减少收缩，当养护不充分时其改善作用更加明显。

2 混凝土施工过程控制

双块式无砟轨道正式施工前进行了线外试验段施工，作业面全部模拟线上作业展开，采用泵送工艺，共施工约400m，根据线外试验段施工总结，展开线上无砟轨道施工。从先期现场施工排查情况，混凝土存在下述问题：部分段落道床板裂缝较多，也非常明显，宽度个别达到0.5mm以上。裂缝主要有三种情况，一是轨枕四角的八字型裂缝，每个轨枕块四角均有，长度有的已延伸至道床板侧面;二是在道床板两侧的“7”字型裂缝，侧面部分垂直贯通，平面向里延伸长度不一，每个枕木头对应均存在一道或两道;三是混凝土表面大面积的龟裂，深度较浅，宽度小于0.2mm。

根据存在问题，从现场施工工艺上进行了全面总结，改善施工工艺，提高混凝土的匀质性、加强养护，提高混凝土的抗裂性能。

2.1 原材料质量控制

所有原材料必须按规范要求的频率和项目检测，不合格材料严禁入场。砂子使用二个料仓，存放3天以上，确保含水量稳定。高度重视砂石骨料的含泥量和泥块含量符合要求，否则影响外加剂的使用效果。每批次减水剂、引气剂、内养护剂须检测与水泥、粉煤灰的相容性，确定后，所有混凝土使用材料来源须单一、稳定。

2.2 拌合设备检查整修

拌合设备采用全自动计量系统，由于增加了内养护剂和引气剂，对拌合站进行了改造。一是外加剂双掺，采用了双罐双计量系统;二是由于内养剂掺量小，对自动计量系统进行了改造;三是由于增加了引气剂和内养护剂2种材料，对拌合站的操作系统进行了改造，以适应现有配合比的需要。外加剂罐内具备循环搅拌装置。搅拌设备按规定进行检修，及时更换易损件，保证设备正常运转。自动计量系统定期和不准确时及时校正。

2.3 混凝土拌合

由于增加了内养护剂和引气剂，搅拌时间较普通混凝土长，不小于150S。根据砂石的含水量确定施工配合比，作为拌合机操作室的控制依据，搅拌时严禁随意调整配合比，特别是严禁随意加水。搅拌前开启外加剂罐内循环搅拌装置，使外加剂均匀。拌合站检测混凝土拌合物坍落度（小于等于160mm）、含气量。

2.4 运输

装混凝土前使料罐反转，将罐内积水清除干净。 运输过程中严禁中途加水。到达施工现场，使料罐高速旋转30S，确保混凝土匀质入模。罐车混凝土料筒须包裹遮阳套。

2.5 入模、布料及振捣

混凝土浇筑前现场检测塌落度（小于等于140mm）、含气量和入模温度。用高压水枪将支承层和轨枕四周充分润湿但不得积水，轨枕在混凝土浇筑前须湿润4～6次，最后一次紧前混凝土下料工序，确保混凝土浇筑时轨枕不吸收混凝土内部水分。混凝土采用吊车、料斗入模，用人工移动料斗采用“之”字型三点布料。布料不到位的，采用铁锹人工二次布料，严禁使用振捣棒赶料，导致混凝土表面浮浆较多，特别是易造成直角部位浮浆层过厚。卸料时严禁碰撞框架。浇筑现场插入式振捣棒配置4根，振捣时避免振捣棒触碰轨排与支撑架，插点布置均匀，不漏振。同时安排专人检查轨排几何状态的变化和绝缘卡有无脱落，保证轨排、模板、支撑架的稳定牢固和钢筋绝缘效果，如有变位，立即停止浇筑和振捣，并在混凝土初凝前完成调整工作。

振动棒垂直插入，快插慢拔，以混凝土不再下沉、冒泡，表面平坦为度。为消除侧模气泡，用钢板加工的扁铲人工插捣模板四周或采用透水模板布。其后用两根3cm振捣棒，在轨枕四周向底部斜侧振捣，加强轨枕四周混凝土的振捣和利于轨枕底气泡的排出，振捣部位示意见图1。铲除混凝土表层和边角部位浮浆，重新用新混凝土补料振捣。

2.6 抹面

混凝土布料振捣完成后，及时搭设防风棚，保证混凝土抹面作业在棚内完成，减少大风等因素造成的混凝土失水。防风棚采用方钢加工成型，外用棚布覆盖严密。抹面必须注意轨枕四周的平整，否则易形成凹坑。

2.7 扣件、鱼尾夹板约束解除

道床板浇筑完成后采用钢球试验的方法判断初凝来控制钢轨连接零件及扣件的松动。测试方法：钢球重量4kg，将钢球置于道床板混凝土表面，静放1分钟后查看压痕，若压痕直径不大于34mm，则混凝土已初凝。及时进行轨道数据的二次采集。放散时先将鱼尾夹板拆除，再用扳手松开扣件，扣件松完后，严禁作业人员踩踏轨枕。

2.8 养护

最后一次抹面完成，全面检查轨枕四周是否有裂缝后，才允许喷涂养护剂;养护剂喷涂二遍，成膜厚度不小于0.2mm，轨枕四周喷涂三遍，并将轨枕四周道床板混凝土面以上不少于2cm也用养护剂进行封闭。

养护剂的喷涂应采用喷涂和滚涂相结合的方式，不得使用毛刷涂刷;在养护剂喷涂完毕后，及时进行覆盖养护不少于28天。覆盖物采用两布一膜，即第一层为土工布，第二层为塑料薄膜，第三层为防风布，二、三層也可为复合土工布。覆盖物的纵向搭接不小于50cm，覆盖物的固定采取砂袋压实，即两侧每米设置一个砂袋压实，中间每2m一个断面压不少于三个砂袋。养护期间土工布须充分湿透，一方面保证混凝土环境温度恒定，另一方面起到防风和保证覆盖物与道床板混凝土密贴。

3 结语

干旱风沙地区道床板混凝土裂缝控制中的混凝土配合比优化工作至关重要。在保证混凝土设计耐久性的前提下，加大优质粉煤灰的掺量，可提高混凝土的和易性，降低水泥用量，延缓混凝土放热高峰，避免混凝土表面有害裂缝产生。高度重视西北干旱大风地区混凝土养护工作。施工过程中采取了“二布一膜”养护工艺，混凝土抹面在施工棚内进行，有效地解决了混凝土受大风的影响。值得在西北大风地区混凝土施工中使用和推广。及时解除混凝土约束对减少混凝土应力裂缝至关重要。混凝土初凝后及时进行应力放散。放散时先将鱼尾夹板拆除将轨排框架分解成小单元，再用扳手松开扣件，可有效的减少轨枕四周及八字角的初期裂缝。砼采用水养是最好、最有效的方法，但目前所处环境风大、蒸发量大加上人的不可控因素，无法保证正常养护28天以上，而养护剂有效保水为80%左右，每根轨枕也会不断吸收和蒸发砼内部水分，使轨枕四周失水而强度降低、开裂，如何解决还需进一步研究。

【参考文献】

[1]顾正闯.浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施[J].交通科技，2013（S1）：43-46.

[2]王群海.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因及应对措施分析[J].中国高新技术企业，2015（28）：107-108.