摘 要：本文主要闡述高性能混凝土用于路面的修筑和橋梁維修工程中的技術，包括種類、配合外摻劑的摻量以及施工操作技術。* ?9 E( {; ?- C% g: x 關鍵詞：高性能混凝土（HPC）；超塑早強混凝土路面；NC聚合物混凝土修補。 j% c! }- ^: V8 H" t 1、前言 Q7 W, V% f. h4 z: f, g- i , h% O9 y- |# f 21世紀，混凝土仍作為普遍采用的主要建筑材料。隨著社會科學技術的進步，現代化建設加速發展，對混凝土的各項性能提出了更高的要求。' J2 B$ n' z) Z; d 高性能混凝土（HPC）是在提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術，選用優質原材料、摻加適量的活性細摻和料和高效外加劑，進行科學配方以達到理想效果的一種新型高技術混凝土。& J3 D$ \. I$ H 高性能混凝土具有優良的耐久性能、力學性能和施工性能，并能長期保持其強度，降低工程造價，方便施工，可解決現代混凝土施工中高（空）、大（體積、跨徑）、深（基礎、海洋）、快(速施工)、強（性能）的技術問題，美化城市建設空間等諸多優點，其社會、經濟效益顯著，是適應城市化、現代化基本建設的一項重大的技術舉措，具有積極、深遠的現實意義和實用價值。 高性能混凝土應用的領域廣泛，它可應用與建筑、橋梁、道路及其它混凝土結構物。本文著重對混凝土路面工程的施工和快速修補以及水泥混凝土砌塊路面的進一步開發，作簡要的介紹。 2、實驗項目簡介, l3 u/ T! n s$ U ; o, W) d% V! j2 \6 i8 G1 i' @. Z 道路建設是公路市政工程中最基本的建設工程，水泥混凝土路面是近年來普通道路工程中最基本的一種路面形式。由于水泥混凝土路面具有剛度大、強度高、板體性好、穩定性好、耐用、抗侵蝕能力強、養護費用少等特點，在我國廣泛的應用與發展，特別是其應用技術，無論在結構性能或施工工藝等方面均有明顯的技術進步。但是，水泥混凝土路面也有其缺點，它與瀝青路面相比，澆筑后不能立即開放交通，需一定的養生期，常規需要14～28天，這對城市化程度較高、交通繁忙的上海地區極其不利，另外，水泥混凝土路面的改建、拓寬和翻挖維修工程大量存在，這也往往會給市民的生活、生產帶來不便。因此建設單位和施工單位企盼能有早強性質的道路混凝土品種提供使用。本課題就是致力于研究開發出早期強度高、路面致密性好、施工和易性好的高性能水泥混凝土路面高新品種，除路面具有早強特性外，還具有節能、降低機械損耗和勞動強度等方面的優點。 X! Z) F6 _% N 超塑早強混凝土是采用水泥、黃砂、碎石和水等，在適當配合比下用攪拌機攪拌一定時間，摻入適量的早強劑、高效減水劑，經規定時間攪拌均勻而成的混凝土，用它鋪筑的道路，稱為超塑早強混凝土路面。 超塑早強混凝土路面是一種高級路面，它具有很高的強度和剛度，屬于剛性類路面結構。除了具有普通水泥路面的特性和優點外，由于其早期強度增長快，克服了施工工期較長的缺點，一般3～6天就能開放交通。它不僅能鋪筑道路，而且能用于橋面及其它混凝土結構物。; ]0 e/ l$ W1 A. ]$ S , n7 E+ i, c8 ?/ j6 | 2.1 應用技術要求 b4 H: }( f" ~: q: Z( Q: P 超塑早強混凝土的水泥、黃砂、碎石等原材料的要求，與普通混凝土相同，應符合國家規定的要求和地方標準。拌和及濕治養生用水必須潔凈，一般采用飲用水。5 g! a/ I9 I) ~* N# } a% O6 e / v% y9 F K/ l1 }$ l 高效減水劑（超塑劑）、早強劑、超早強水泥其性能應符合出廠標準，摻用量必須由專人按不同配方計算確定，嚴格控制。 s8 d2 j$ X8 D) q 減水劑的減水效果與摻入混凝土的時間有一定的關系，因此，拌和工藝比較講究，應掌握時間，稱量準確，還要檢查坍落度。 超塑早強混凝土的和易性變化比較明顯，以就地機械拌和為宜。在暑熱季節施工時，混凝土的最長運送時間在20分鐘內，同時避免運輸車輛劇烈顛簸，在不利天氣運輸時，應加復蓋。 m5 l& q 超塑早強混凝土路面的施工和普通混凝土的技術要求相同，因初凝時間短，要求現場操作人員具有熟練的技藝，振搗、整平抹面應一氣呵成，應掌握施工時間。. O+ k* ?# V$ }' \3 F + X# n8 i, t) i/ P! R 超塑早強混凝土由于早期強度增長快的特性，故養生期較短，一般為3天，成型后養生24小時即可拆模，因而填縫時間也較普通混凝土提前。路面混凝土強度達到100%后即可開放交通。 有關質量評定標準參見國標、局標，其抗壓、抗折強度評定是在標準條件下養生3d的部位（單位）工程試塊應符合要求。4 A' Z( N8 X' ~4 _; c! r- r; ~; l3 { 2.2 超塑早強路面混凝土種類' G& e! M% z+ D5 a. J* B1 J8 ] 2.2.1 摻早強劑早強路面混凝土，其早強劑以氯化鈣CaCl2最佳，由于貨源充足，價格便宜，已得到廣泛使用。須注意的是，摻量適當強度增高，摻量過大則強度反而降低，其摻量可參見總報告。; L$ s Z+ a4 M" F6 r 6 _3 F- b0 ^5 D8 H' y" v" S0 n K6 O 2.2.2 摻TJ型高抗折高效減水劑超塑早強路面混凝土，其高效減水劑系同濟大學開發，上海華聯外加劑廠生產的一種粉末狀產品，它對混凝土抗折強度、高效發揮早期強度、并具減水有明顯的作用，對加快開放交通有顯著效果。 2.2.3 摻高效減水劑的超塑早強混凝土，我們選用了上海五四助劑廠生產的SN－Ⅱ型高效減水劑，不但早期強度發展快，還具有良好的工作性，在路面搶修工程中應用較多。 2.2.4 高標號水泥超塑早強混凝土，采用上海白水泥廠近年來開發的725R型硅酸鹽水泥配制的超塑早強路面混凝土，如適量摻入外加劑，可滿足一天開放交通的要求。但成本較高，只能用于搶修工程。 Y& J+ q8 u* v! B, f4 [& A3 f, P, i 2.2.5 硫鋁酸鹽水泥超塑早強路面混凝土，最主要的特性是早強快硬，強度發展速率最高，12小時即可開放交通，是一種很好的搶修材料。但，由于初凝時間快，對于大體積混凝土施工或遠距離運送施工，若掌握不好會影響工作質量。解決辦法是，可通過摻加緩凝劑延長初凝時間。% P* c9 o6 j+ t5 { ( A: X% i: J, I2 \, d- q+ N' v 2.3 超塑早強路面混凝土的應用 ~+ w9 r/ y8 e& _* h 摻TJ型高抗折高效減水劑超塑早強路面混凝土在浦東張楊路的施工中，得到廣泛使用，效果明顯。在其它路段施工也較多。6 Z) q& X# F' U : n. X- q+ c# s$ v: a 摻SN－Ⅱ型高效減水劑超塑早強混凝土由于成本低，已被廣泛應用。課題組在南北高架道路、滬杭高速公路及市區重點道路改造工程中，以及在新建道路如車亭線、滬閔線等及在橋梁搶修工程的橋面鋪裝、廣深珠高速公路等的高架伸縮縫工程施工中，均應用此種材料，效果良好。上海中山西路－蘭皋路口的路面沉降搶修，采用了此技術。邊抽水邊施工，至第二天早晨六點順利通車，完成了任務。近年來，在青浦區市政道路工程、公路橋坡沉降搶修、大量的橋梁橋面鋪裝以及冬季施工中應用也較多。 y3 ] B6 S 高標號水泥超塑早強混凝土，配制簡單，操作方便，1天可開放交通，效果較好。在滬青平國道路面的搶修、橋梁橋面搶修等特殊要求情況下，應用較多，效果顯著。 |/ B' j. W3 \+ U6 D6 { ! q Z2 I- Q# _9 K0 ?' Y8 g7 a 硫鋁酸鹽水泥超塑早強路面混凝土，應用到中山路－武夷路的鐵路道口路面的搶修工程中，晚上施工，第二天一早便開放交通，取得了良好的效果。總之，應用實例舉不勝舉。# L# h3 m* @' Y3 L 除此之外，青浦區公路市政管理署還對NC摻和物混凝土、纖維（鋼、尼龍）混凝土等高性能混凝土材料也進行了長期的應用試驗。9 {9 D- E' [2 _ 2.3.1 2001年，采用NC聚合物混凝土材料快速修補技術，對處于繁華熱鬧地段的城中中路交叉口路面進行了薄層罩面，成功地修補了52㎡。NC聚合物混凝土材料是高性能混凝土中的一種，該材料具有高強、新老混凝土粘結牢固、耐磨耐久性好的優點。在修補中，我們利用星期日晚上施工，至第二天（星期一）早晨6時，順利完成，交通幾乎不受影響，市民十分滿意，稱其為一種“神奇”的材料，是整治城市道路的“秘方”。為此，交巡警也懇切希望以后在城市道路的維修中多多采用高新技術快速施工。 2.3.2 2002年，采用NC摻聚丙烯烴（尼龍）混凝土材料，對城中東路老東門橋橋坡進行了罩面接平，成功地修復了96㎡，解決了橋頭跳車問題，至今2年多來，效果良好。且施工時間短，尤其是最大限度的不擾民，得到市民的認可和好評。 M9 O& |( X- d$ K 2.3.3 城北大橋橋坡沉降處理，也采用了NC聚合物混凝土加罩，運營多年，至今完好無損，獲得成功。8 p& L3 t+ |4 U 6 c: ]2 ?4 X9 E0 h* L 2.3.4 采用NC聚合物粘結劑材料，成功地修補了100多座公路橋梁橋面修補和水淬渣橋梁的修補。 S3 p; Q2 Q p! y 2.3.5 2003年8月，在盈港路東大盈港橋的搶修中，采用了NC聚合物纖維砂漿噴射技術，成功地修繕了該橋上蓋梁、立柱、18片大梁，計190.38㎡，施工速度快，干擾少，成本低，效果好。 2.3.6 2000年10月，在沈磚公路王家塘橋坡的修補中，采用了鋼纖維混凝土材料，修補了800㎡，也獲得成功，并且已經通過技術鑒定。由于鋼纖維混凝土比普通混凝土強度高，耐久性好，可適當減薄路面厚度，且延長使用壽命。經造價分析比較，每1000㎡降低成本1.3萬元，經濟、社會效益顯著。& H, `% \0 l" _: L ! c& U- ^7 O: E3 d 2.3.7 采用高性能混凝土應用技術，對水泥混凝土砌塊路面施工技術再予以提高。水泥混凝土砌塊路面系統研究，是上海市市政工程研究院和我署等單位在前幾年合作開發的一個科研項目，雖然已于1998年通過市的鑒定，但是，我們覺得普通混凝土砌塊產品，還需要不斷改進工藝技術，提高性能，以適應形勢發展的需要。我們結合本項目的試驗研究，開發出鋼纖維混凝土、摻聚丙烯烴混凝土材料的新一代增強路面砌塊，產品性能比原來大有提高，尤其可滿足有特殊要求的需要。這項技術，為我們申請高新技術的成果轉化創造了條件。 ; G- A8 n4 Q+ z7 c1 S5 J 3、結語 - x( z- j. _ 3.1 綜上所述，超塑早強混凝土，纖維增強高性能混凝土具有早強、抗裂、抗沖擊、抗彎高性能和環境好的優點，在道路工程中應用，可以達到文明施工和快速開放交通的目的，經濟和社會效益顯著，完全可以適應道路工程技術進步的要求，適應上海社會經濟高速發展和加快現代化、城市化建設的需要，值得大力推廣應用。6 {1 V# w; h0 c" _; i! x0 {- A: Q 2 \. I( D# t" N 3.2 上海這座國際化大都市的飛速發展，為高性能混凝土及其應用技術的進一步開發應用拓展了廣闊的空間，前景看好。當前，上海市郊正在興起新一輪的鄉村公路建設和管理熱潮，就我署而言，負責全區500多公里鄉村公路和4000多座村鎮橋梁的行業技術管理。筆者認為，高性能混凝土及其應用技術完全可以延伸到這個大市場，以提高鄉村公路建設和管理的科技含量。相信高性能混凝土因其優越性而必將會受到鄉村公路權屬單位—地方鄉鎮政府的歡迎。 3.3 高性能混凝土及其應用技術作為一項成果，已通過市建委的技術鑒定，今天的成果，則是目前上海地區高性能混凝土研究的階段性總結。隨著科學技術的進步，高性能混凝土的開發應用還將會進一步發展。對高性能混凝土科學的理解應該是“與一定歷史階段和工程實際相適應的性能”。因此，作為我們課題組成員還要繼續努力，不斷開發。 3.4 本課題的研究，建設單位、施工單位、高校、研究單位緊密協作，理論和實際相結合，宏觀與微觀相結合，尤其更多的結合工程實際，廣泛應用。以后，要對已完成的工程項目繼續跟蹤，加強后期評估，作好經濟、社會效益的分析。同時，還要作進一步的技術性總結，為編寫有關技術規程、規范提供依據。