高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的实践

杨万智

【摘 要】高性能混凝土具有耐久性及稳定性优势，在道路桥梁工程应用中能够有效提升工程使用寿命和路面耐久性。文章结合某跨线桥施工实例，分析高性能混凝土的制备及施工工艺，在探索高性能混凝土整体优势的基础上，得出高性能混凝土在道路桥梁施工中的重要性，旨在提升道路桥梁整体质量。

【关键词】高性能混凝土;道路桥梁工程;施工实践

高性能混凝土具有高耐久性、高体积稳定性、高工作性，并能满足混凝土结构所要求的各项力学性能。为了达到以上需求，高性能混凝土的原材料组成与普通混凝土相差较大，具体原材料包括水泥、矿物掺和料、水、外加剂、砂、石等，其中的矿物掺和料包括硅灰、磨细矿渣、粉煤灰和磨细钢渣等，外加剂包括减水剂、缓凝剂、减缩剂和膨胀剂等。高性能混凝土的强度与水泥强度性能成正比，所以高性能混凝土选择的水泥C3A含量应保持在8%以下[1]。高性能混凝土良好的使用特性，能够有效提升道路桥梁整体质量，延长使用寿命，本文在重点分析高性能混凝土技术特征的基础上，展现其实践优势，体现其在道路桥梁工程施工中应用的重要性。

1 高性能混凝土工艺的工程实践

某道路桥梁工程为跨线桥，主桥长度为550 m，桥面宽度为22.15 m，跨径组合为30 m+35 m+30 m，现场浇筑施工，属于双向6车道公路形式，采用预应力连续梁桥建设模式，为8跨形式。工期为2019年5月15日至2019年12月10日。该工程路面采用沥青混凝土路面建设形式，工程结构复杂度较高，当地气候环境恶劣，对混凝土施工强度提出了较高要求，对此施工单位采用高性能混凝土施工技术手段，强化工程结构的稳定性和可靠性，保障整个工程项目的建设质量，具体施工作业采用以下工艺手段。

1.1 高性能混凝土制备工艺

高性能混凝土在当前道路桥梁工程项目施工过程中起到积极作用，为充分发挥其优势，需要控制好各项制备工艺。高性能混凝土的制备流程与普通混凝土并无较大差别，主要区别在于掺和料和配比方面，制备环节需要做到以下内容：{1}合理控制好各项原材料，保证高性能混凝土的制备效果。精确计算好不同原材料的使用量，一方面选用先进科学的搅拌设备，事先设定好具体的搅拌参数，明确含水量和搅拌时间;另一方面作业人员需要做好实时监控工作，适当调整好搅拌工作，高性能混凝土的制备如图1所示。{2}为确保高性能混凝土的制备效果，需要控制好掺和料和添加剂的使用类型和含量，根据国家规定和行业标准，如《混凝土外加剂》（GB 8076 —2008）和《混凝土外加剂应用技术规程》（GB 50119 —2013）等，严格把控具体的搅拌时间。合理制定水泥和水之间的配合比，从而制备出具有更高强度的水泥，使其符合工程要求的工作性和耐久性。施工环节中初步开展配合比计算工作，在反复试配环节中发挥正交试验法的作用，明确最终的矿物掺和料的具体掺量，基准配合比为每立方米高性能混凝土中要包含水泥372 kg、粉煤灰粉90 kg、矿渣粉90 kg、硅灰48 kg、砂730 kg、石1 094 kg、水132 kg及外加剂7.8 kg。由此制作出的高性能混凝土使用寿命延长，耐久度更高[2]。{3}选择高性能水准的搅拌设备，通过卧轴式搅拌机或者逆流式搅拌机可以起到良好效果，因为其可以在短时间内搅拌均匀。{4}在实际制備高性能混凝土的过程中，需要充分强化其ASR（硅反应）方面的适应度，为防止发生ASR现象，需要控制好混凝土的碱含量限值。

1.2 高性能混凝土施工工艺

为推进本次道路桥梁工程施工顺利开展，需要明确具体施工工艺。

（1）全面测量本次工程的各项施工环境，做好实地勘察工作，细致检查各项施工设备和施工工艺，避免施工环节出现失误或者延误工期的情况出现。严格按照国家道路桥梁工程施工建设标准开展作业，控制好各项施工细节。对碾压机、振平捣鼓机等设备进行有效控制，施工之前需要检查好各项设备的运行状态。

（2）合理规范各项施工流程，推进测量放样、推平、碾压等环节的顺利开展，严格控制模板的安装和浇筑质量。首先，在垫层模板方面，需要详细核对基础中心线和标高，做好测量放线工作，按照数值安装方式控制好侧模板的作业效果，同时加以校准，并借助斜撑和支撑进行加固[3]。其次，基础梁模板安装过程中，需要夯实梁底土方，使用砖砌胎膜，结合承台宽度使用1∶3水泥砂浆加以砌筑，并砌上实心砖，使其到达孔桩标高。

（3）混凝土浇筑作业。事先洒水和清扫地面，减少地面杂质，从而保障混凝土和工程地面之间充分结合。本次工程作业使用混凝土车加以运输，施工现场浇筑作业环节则使用混凝土车输送泵。现场施工人员通过分层多次浇筑手段，均匀有序地浇铺混凝土，单次浇筑长度保持在4 m左右[4]。同时为保证工程施工效果，及时采用插入式振捣器进行压实。当浇筑好混凝土之后，及时撤除混凝土车。

（4）搭设钢筋结构时，需要在钢筋结构拐角处预留一定的收缩缝，支持后续混凝土自行收缩体积，并定期测定好高性能混凝土的强度和硬度。

1.3 高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用推广

绿色高性能混凝土是混凝土追求“道德”的必然选择[5]。以高性能混凝土在实践中所展现的延长道路寿命、提高道路耐磨度等优势来看，结合目前愈发严重的环境压力，混凝土产业必须走低碳绿色环保道路，绿色高性能混凝土在道路桥梁工程中应用推广至关重要。首先，需要加强高性能混凝土生产应用信息收集和统计分析，当前绿色高性能混凝土需要注意材料、观念和方法的变化，优化配合比是绿色高性能混凝土的核心技术。其次，应将高性能混凝土的优势深入行业，强化宣传作用，规范行业准入，提升社会责任，促进建设资源节约型、环境友好型社会。最后，加强组织领导和政策支持，目前高性能混凝土仍处于“试用”阶段，需要做好推广应用顶层设计，组织开展混凝土试点工作，政府也可以将绿色高性能混凝土的应用作为优秀建筑设计的评判标准，鼓励建筑企业推广使用。

2 高性能混凝土技术对道路桥梁工程施工的重要性

2.1 高性能混凝土技术特征

高性能混凝土技术是现代工程项目施工中常用的混凝土手段，其是在普通混凝土基础上，发挥现代科学技术优势，优化混凝土材料配比，加入适量的添加剂和活性细砂，增强混凝土的强度、抗压性和耐腐蚀性的新型混凝土。高性能混凝土表现出较多的优势特征，如早期强度较高、拥有稳定的力学性能和较强的抗渗性，可以良好适应多种恶劣工作环境。其基本特征是根据耐久性来设计的，尽量避免由于热胀冷缩而出现裂缝问题，需要注意的是，单纯的高强度混凝土不一定具备高性能混凝土的特征。

2.2 高性能混凝土的应用优势

高性能混凝土是在常规材料基础上应用新型技术的混凝土，这一概念最早由美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）和美國认证协会（American Certification Institute，ACI）首次提出，当前各地区对高性能混凝土的评价标准不一，我国在《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207—2006）中对高性能混凝土的定义：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。高耐久度为高性能混凝土的基础特性，人类在使用混凝土的历史中，对混凝土进行不断研究改进，希望能够改善常规混凝土的劣化问题，大部分建筑施工中所使用的混凝土虽然能够满足实际需求，但是随着时间的推移，都会出现或大或小的质量问题，据统计，美国用于由于混凝土劣化造成质量问题的费用为3 000亿美元，英国为5亿英镑，除了经济损失，还会造成严重的社会问题，比如乌克兰切尔诺贝利核电站的核泄漏事件，就是由于混凝土劣化导致主体结构提前失效，严重危害当地生态环境。为提升工程使用寿命，高性能混凝土的研制和发展至关重要。高性能混凝土在工程建设中起到重要作用，以我国道路建设为例，当前我国道路覆盖率在20%左右，随着城镇化建设的不断推进，道路铺设将是城镇化建设的重要内容[6]。而高性能混凝土在道路工程中的应用，其耐久性特征能够大幅延长道路寿命，使路面耐磨减少破损，此外，高性能混凝土的透水性能也能减少热岛效应，位于江苏连云港区的苗岭一号高架桥，长期面临海风的侵蚀，此种环境下，普通混凝土会出现裂缝影响道路桥梁整体寿命，而高性能混凝土的浇筑使用不仅满足实际强度设计需求，同时也杜绝干缩开裂的可能。2008—2009年建成的哈大客运专线工程使用了C50高性能混凝土，根据当地实际情况，将高性能混凝土用于梁场施工中，其中的冻融实践经过大量试验，没有表现出质量问题，表明高性能混凝土具备极佳抗冻融性能。高性能混凝土以耐久性、工作性和高体积稳定的显著优势弥补了普通混凝土的劣势，在未来发展中，其必将成为混凝土产业的发展方向，但高性能混凝土也面临脆性较高、后续发展薄弱等问题，在当前的绿色环保大背景下，高性能混凝土早期使用的稳定度和绿色化考量则是其主要研究方向[7]。

3 结语

高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用，可以有效提升工程耐久性，延长路面使用寿命，具有不错的效益。高性能混凝土在道路桥梁工程施工中的应用是未来主要发展趋势，在当前的环境压力下，高性能混凝土的绿色发展也将成为混凝土行业的发展方向。

参 考 文 献

[1]任海洋.高性能混凝土在桥梁工程中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2018（12）：139-140.

[2]项贻强，竺盛，赵阳.快速施工桥梁的研究进展[J].中国公路学报，2018（12）：1-27.

[3]黄柳云，宋少军，王建军，等.基于CATIA的BIM技术在大跨度钢管混凝土拱桥施工中应用研究[J].公路，2019（1）：122-125.

[4]哈娜，HANa.多目标规划高性能混凝土配合比优化设计研究[J].建筑技术，2017（1）：29-31.

[5]张习.桥面防水层施工技术在桥梁工程中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2017（5）：215-216.

[6]董方园，郑山锁，宋明辰，等.高性能混凝土研究进展Ⅰ：原材料和配合比设计方法[J].材料导报，2018（1）：159-166.

[7]赵慧君，李兆彬.超强高韧性树脂混凝土加固桥梁施工技术[J].公路，2018（11）：145-148.