清水混凝土施工技术在高速公路工程施工中的应用

张本学

（甘肃昶通公路养护科技有限公司，兰州 730000）

1 工程概述

G215 线柳园至敦煌公路起点位于柳园西（连霍高速公路柳园互通立交以西2.5 km 处），起点桩号为A1K0+700，与G30 连霍高速公路柳园互通立交以枢纽立交相接，由北向南至黑山口，终点桩号为AK68+900，路线全长70.978 km。本路段共设中桥160.04 m/2 座，小桥61.184 m/4 座，涵洞29 道，新建分离式路基共设中桥518.28 m/7 座，小桥185.4 m/18 座，涵洞53 道。清水混凝土是该高速公路工程项目的主要施工技术之一，被应用在路基施工、桥梁施工中，借此提升项目施工质量。目前，该工程项目已如期竣工，其施工质量符合预期要求。

2 清水混凝土施工技术相关定义

清水混凝土技术具体指施工人员根据混凝土施工技术，使混凝土材料自然成型，成型后直接将混凝土作为建筑、公路饰面的施工技术。在应用清水混凝土施工技术时，施工人员需严格控制混凝土配置比例，保证混凝土成型后外观光滑、无破损、无污染，符合不同工程项目免装饰的基本要求。常见的清水混凝土可分为3 类，分别为饰面清水混凝土、普通清水混凝土、装饰清水混凝土，不同类型的清水混凝土，其外观、装饰及施工效果会有明显差异。表现为以下3 方面，（1）普通清水混凝土表面色差不明显，饰面效果是普通混凝土成型后的外观；（2）装饰混凝土成型后，混凝土表面会带有色彩或图案；（3）饰面混凝土完工后，混凝土表面会伴有假眼、孔眼等饰面特征组成的痕迹，但所有痕迹有规律可循。清水混凝土源于20 世纪70 年代，原用于建筑工程项目的内浇外挂环节，是制作建筑面砖、博禄幕墙的主要材料，随着清水混凝土施工技术的成熟，该技术的应用范围更为广泛，成为现代绿色施工技术的重要组成部分[1]。

3 高速公路工程应用清水混凝土的必要性

主要包括以下3 方面：

1）清水混凝土具有较强的装饰性，能够在成型后直接作为高速公路、公路桥梁的饰面，且混凝土饰面色泽均匀、平整、棱角分明。清水混凝土施工过程中，施工人员在混凝土一次性成型后，会使用透明状的保护剂保证清水混凝土的美感，改善其装饰效果。

2）高速公路工程项目中，清水混凝土同样具有较强的环保作用，并且在配置施工材料时，可以简化施工材料管理要求，提升混凝土施工便捷性，有效控制高速公路项目施工成本。

3）清水混凝土施工技术与高速公路项目的融合，可体现出较强的环保功能。清水混凝土施工方案中，清晰、简明的施工流程有助于控制施工期间的废弃物，预防出现高速公路路面空鼓、桥梁结构饰面脱落问题，降低高速公路施工中的质量风险、安全风险。

4 高速公路工程中清水混凝土施工技术应用

4.1 施工准备

4.1.1 前期准备

基于清水混凝土施工技术，高速公路工程建设前，建设方应组建施工技术小组，通过培训、学习，使其了解清水混凝土的施工流程、技术要点，熟悉高速公路设计图纸，做好安全、质量管理、施工操作等方面的交底工作。同时将清水混凝土施工所需的设备及材料准备到位，存储、放置在固定的位置。

4.1.2 材料制备

相较于其他混凝土施工技术，清水混凝土施工对材料要求更高。材料制备环节中，应根据高速公路的装饰要求、清水混凝土技术方案，购买符合要求的水泥、添加剂以及其他的施工材料。采购外加剂时，应保证该材料的减水效果、引气功能。具体配置清水混凝土时，应在满足配筋、基础构件尺寸要求下，使用高强度、大粒径的粗骨料。

通常情况下，清水混凝土施工方案中，水灰比为0.4，粗骨料粒径应小于25 mm，使用水泥时，材料内水泥的用量应保持在500～550 kg/m3；控制粗骨料用量时，误差率应保持在2%。制作清水混凝土拌合料时，为节约水泥、保证清水混凝土的浇筑效果，施工人员应根据技术方案，加入适量的减水剂。另外，高速公路工程中，清水混凝土施工所用的钢筋材料应符合国家相关标准，符合GB/T 1499.1—2017《钢筋混凝土用钢 第一部分：热轧光圆钢筋》、GB/T 1499.2—2018《钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》的基本要求。

4.1.3 试验准备

高速公路施工中，清水混凝土的试验准备的目的是确定各项材料参数，确保清水混凝土配置的合理性。具体来说，清水混凝土应满足手感平滑、质地均匀、色泽均匀等要求，投入使用后，应具有一定的耐久性、抗腐蚀性。试验准备过程中，施工人员可使用表格记录清水混凝土中水泥、粗骨料、减水剂等材料的用量，选择最佳的配置方案。

正式制作清水混凝土时，可采用强制搅拌的方式拌和所有的混凝土材料，拌和时间可适当延长约30 s。放入各类材料时，应注意控制材料用量、投放顺序，同时分析材料在运输和拌合时可能出现的坍落度损失，提前调整材料配合比。在此过程中，对于90 min 内的坍落度，其损失应小于25%～35%，用于浇筑高速公路桥梁、其他外露区域的混凝土，其坍落度需保持在170～190 mm。

4.2 混凝土性能要求

高速公路施工中，清水混凝土的性能要求具体指混凝土材料的扩展度、凝固时间、坍落度，及其抗折强度、抗压强度。通过各项性能指标的分析，相关人员可准确地评估清水混凝土的抗碳化性能及干燥收缩情况，从而判断其应用于高速公路工程后混凝土结构的稳定性。具体来说，通常情况下，普通大气环境下清水混凝土28 d 的抗碳化性能、干燥收缩指标应符合表1 的要求。

表1 混凝土性能（28 d）

在此基础上，相关人员可采用密实骨架堆积法，试配清水混凝土材料，并基于计算机数据模型，计算高速公路项目中混凝土材料的曲线拟合图，计算清水混凝土材料中最小用水量、最佳掺量、水灰比、含水量等参数，满足高速公路施工中对清水混凝土整体性能的相关要求。

4.3 模板选用

4.3.1 模板选择

模板选用是清水混凝土施工技术的基础工作，对保证混凝土定性，促进混凝土一次成型有着不可替代的作用。高速公路施工作业中，施工人员应结合高速公路设计方案、项目质量要求，合理选择模板。使用模板时，应避免在模板纵线上存在漏浆情况、环向模板拼缝。加工清水混凝土模板时，施工人员可用焊接及打磨的方式，保证模板各区域的平整度。

根据上述高速公路工程项目，施工方所选取的清水混凝土模板需要满足以下要求：

1）模板应具有较强的耐水性、保温性，外观无开裂、变形情况，且使用时间长，便于钻孔。

2）模板重量需轻于其他模板，同时能够有效控制清水混凝土施工中的接缝数量。

3）模板表面应保持光滑、美观，有效地增强高速公路工程中清水混凝土的装饰效果，使施工人员直接将其作为高速公路的贴面装饰，节约施工成本，缩短项目工期[2]。

4.3.2 脱模

高速公路施工中，清水混凝土施工技术中，施工人员需直接使用脱模剂使清水混凝土脱落，脱模后按照混凝土养护、浇筑要求，浇筑高速公路清水混凝土表面。需要注意的是，为减少脱模剂对清水混凝土外观的影响，应避免使用豆油、动力油制作而成的脱模剂；不能直接将脱模剂刷涂在混凝土上，而是按照水性脱模剂的使用方法，规范使用脱模剂，利用其水溶性帮助清水混凝土脱模。

4.3.3 拆模及修补

拆模结束后，施工人员需使用软刷尽快清理模板，使其表面保持干净。但是由于高速公路项目中清水混凝土的施工范围广、子工程数量多，一些模板需要重复使用，所以，在模板表面产生损伤后，施工人员应快速修补模板，使其能够重复利用。通常情况下，高速公路项目中清水混凝土的损伤可分为两种类型，分别为浅表性损伤及贯穿伤，不同程度的损伤的修补工艺会有明显的差异性。对于损伤程度小的浅表性损伤，可直接用原材料、原子灰抹平，使用工具打磨、清理即可；对于贯穿性的模板损伤，需使用木块将其填平后修补、抹平。

4.4 混凝土浇筑

浇筑环节是高速公路项目中清水混凝土施工技术的重要内容，关系着高速公路工程的整体建设质量。因此，施工人员应规范清水混凝土浇筑流程，优化混凝土浇筑方案。

1）施工人员可根据高速公路路段中的气候、温湿度、地质条件，制订清水混凝土浇筑方案，基于分层浇筑法，浇筑路段内的混凝土结构时，浇筑间隔时间应小于2 h，振捣时注意控制振捣强度、振捣频率，预防混凝土表面产生气泡。

2）浇筑完毕后，加强混凝土养护。浇筑结束后，相关人员应在24 h 内拆除清水混凝土模板，拆除后通过使用养护液、洒水、覆盖保温等方式，做好混凝土养护工作。养护过程中，应及时修补清水混凝土的外观缺陷，保证其装饰效果。

3）养护后，清水混凝土的强度应大于3～4 MPa；夏季养护时间应高于7 d、冬季养护时间应高于15 d。

4.5 混凝土表面处理

具体处理方式表现为以下3 方面：

1）处理气泡和螺栓孔眼。（1）清洁清水混凝土表面后，用原材料修补该区域，泥浆硬化后使用细砂纸将其抹平、冲洗；（2）清洁螺栓孔眼表层杂物，用刮刀取用稀释后的水泥砂浆，将清水混凝土孔眼表面抹平，凝固后擦拭多余浮浆，取出孔眼内的堵头，喷洒适量的水养护该区域。

2）处理漏浆问题。将相同的材料涂抹到漏浆处的缝隙上，凝固后打磨，磨平后喷水养护。若缝隙存在胀模情况，还应用铲刀铲平溢出的材料，并用水泥浆修平该区域，嵌入明缝装置后，填补该区域，终凝后取出嵌入的明缝装置，喷水养护清水混凝土表面。

3）螺栓孔封堵时，施工人员应使用专用的封孔工具修饰、修补该区域，使其深度、孔径与其他孔眼一致，以此解决孔眼封堵问题，确保清水混凝土的饰面效果。

5 结语

城市化发展中，清水混凝土施工技术与高速公路工程项目的融合，有利于控制该类项目的施工成本，加强高速公路的质量管理，节约项目建设时间。为突出该技术在高速公路项目中的实施价值，相关人员还应明确清水混凝土的质量要求，严格把控清水混凝土的施工流程，从而在高速公路项目中，规范清水混凝土施工方案，使其不仅能起到良好的装饰效果，还能满足高速公路工程项目的质量要求，为我国城市文明的建设与发展提供助力。