摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)橋梁道路建設(shè)的發(fā)展，干旱環(huán)境下的無(wú)砟軌道存在的易開(kāi)裂等問(wèn)題一直困擾著設(shè)計(jì)人員和相關(guān)的施工人員，主要體現(xiàn)在雙塊式無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及道床板混凝土的配置及施工方面，基于此，本文從道床板混凝土的裂縫特征出發(fā)，為干旱地區(qū)混凝土整體道床板的施工及后期養(yǎng)護(hù)措施等進(jìn)行了相關(guān)探究。

關(guān)鍵詞：干旱地區(qū)；混凝土；道床板；施工；養(yǎng)護(hù)；

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-08-00-02

在道路與橋梁的建設(shè)過(guò)程中，道床板作為軌道架構(gòu)的承載層，其荷載強(qiáng)度以及穩(wěn)定性和抗裂性對(duì)于道路橋梁非常重要，而我國(guó)西北大部分地區(qū)的氣候極為干旱，典型的干旱沙漠環(huán)境為這一地區(qū)的道路橋梁建設(shè)帶來(lái)了很大的困難，這種條件下的雙塊式無(wú)砟軌道混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)也更高，會(huì)降低道床板的承載重量和使用壽命，會(huì)影響到車(chē)輛的安全行駛，所以，合理施工預(yù)防道床板混凝土的開(kāi)裂對(duì)于道路建設(shè)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義

一、道床板混凝土裂縫類(lèi)型及形成分析

（一）類(lèi)型

在道路建設(shè)過(guò)程中，CRTS I型雙塊式無(wú)砟軌道道床板混凝土常見(jiàn)的裂縫類(lèi)型包括：道床板側(cè)面裂縫和橫向裂縫以及軌邊塊邊角處“八字”裂縫和道床板上的龜裂縫等，在這些類(lèi)型中，最主要的裂縫形式是“八字”裂縫和側(cè)面裂縫，前者是由雙塊式無(wú)砟軌枕周?chē)霈F(xiàn)的裂縫向軌枕塊的四個(gè)角所在的道床板邊緣發(fā)展而形成的，最典型的道床板混凝土裂縫形態(tài)如下圖[1]：

（二）雙塊式無(wú)砟軌道道床板裂縫的形成機(jī)理

在雙塊式無(wú)砟軌道的使用過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常性產(chǎn)生裂縫，其中最主要的原因是由于非受力和混凝土收縮引起的，主要的影響和形成原因如下：

（1）溫度因素形成裂縫。首先，水化熱的影響，混凝土內(nèi)溫的主要來(lái)源是水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱量，隨著混凝土齡期的增長(zhǎng)，其彈性模量和強(qiáng)度會(huì)隨之提高，進(jìn)而會(huì)使得對(duì)其降溫收縮變形的約束越來(lái)越強(qiáng)，當(dāng)其抗拉強(qiáng)度不能抵抗應(yīng)力的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫；其次，西北地區(qū)環(huán)境干旱。且晝夜溫差大，溫差介于15～26℃之間，這種驟升驟降的氣溫會(huì)造成過(guò)大的溫度應(yīng)力，易引起混凝土裂縫的出現(xiàn)。

（2）混凝土骨料塑性沉落引起的裂縫。在建設(shè)軌道的過(guò)程中，當(dāng)振搗不足時(shí)骨料的沉落會(huì)受到鋼筋的阻擋，或是由于振搗棒過(guò)振和重力作用，繼而會(huì)出現(xiàn)骨料下沉、水泥漿上沉的現(xiàn)象，都會(huì)出現(xiàn)沿鋼筋走向的裂縫。

（3）軌排框架及鋼軌伸長(zhǎng)引起的裂縫。在無(wú)砟軌道進(jìn)行施工的時(shí)候，會(huì)先將鋼軌精確定位，然后用扣件擰緊，澆上混凝土，當(dāng)外界溫度很高的時(shí)候鋼軌的溫度也會(huì)隨之升高，而作為鋼軌本身也會(huì)伸長(zhǎng)，由于混凝土處在初凝階段，砼強(qiáng)度難以抵消這種變應(yīng)力，扣件松開(kāi)后，裂縫也會(huì)隨之出現(xiàn)。

（4）施工造成的裂縫。在無(wú)砟軌道的施工過(guò)程中，由于對(duì)施工縫的處理不當(dāng)及澆筑過(guò)程中，施工人員的上下班交接時(shí)間不當(dāng)?shù)?，?huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)薄弱的交接處出現(xiàn)裂紋，進(jìn)而這種裂紋會(huì)導(dǎo)致新舊混凝土粘結(jié)性不強(qiáng)會(huì)形成裂縫。

（5）混凝土后期養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，形成的裂縫

施工中的碰撞擠壓混凝土也會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的破壞，加之惡劣環(huán)境下混凝土澆筑后尚未進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)或是后期的相應(yīng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，表面就會(huì)因?yàn)閲?yán)重失水而產(chǎn)生塑性開(kāi)裂，混凝土硬化體中水泥水化不充分，影響了混凝土強(qiáng)度的正常增長(zhǎng)，又因西北地區(qū)氣溫驟降等使得道床板產(chǎn)生裂縫。

二、干旱地區(qū)混凝土整體道床板裂縫應(yīng)對(duì)措施

（一）道床板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在雙塊式無(wú)砟軌道進(jìn)行建設(shè)前在道床板設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，基于連續(xù)式道床板約束強(qiáng)這一不足的現(xiàn)狀，對(duì)于軌道應(yīng)采用19.5m單元式道床板結(jié)構(gòu)對(duì)以前的連續(xù)式道床板結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換，并對(duì)單元式道床板的兩端設(shè)置30mm伸縮縫，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)單元板內(nèi)每隔3.9m設(shè)置1道寬10mm假縫，并在建設(shè)過(guò)程中采用7根Φ30mm無(wú)粘結(jié)護(hù)套式傳力桿進(jìn)行連接單元板，采用聚乙烯塑料泡沫板進(jìn)行伸縮縫和假縫內(nèi)下部分的填充，對(duì)于其上部分，則應(yīng)該采用樹(shù)脂嵌縫膠進(jìn)行封閉，如下圖2所展示[2]：

（二）混凝土配置方面

（1）優(yōu)選原材料。在進(jìn)行軌道建設(shè)時(shí)，最好采用早期水化熱低的水泥，主要是對(duì)于礦物組成以及調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)的選擇，多采用熱硅酸鹽水泥以及地?zé)岬V渣水泥，適當(dāng)增大水泥的細(xì)度，此外，還要增大粗骨料的粒徑，混凝土?xí)S著總面積的減小而收縮，采用好的級(jí)配來(lái)縮小空隙率，比如多采用連續(xù)級(jí)配或多級(jí)配，也要注意對(duì)膨脹劑的謹(jǐn)慎使用，雖然其可以抑制開(kāi)裂，但其水產(chǎn)化合物是硫鋁酸鈣，如果長(zhǎng)時(shí)間處在干燥的環(huán)境中，就會(huì)因?yàn)槭ソY(jié)晶促使混凝土收縮變形，一定程度上會(huì)加劇開(kāi)裂的程度。

（2）優(yōu)化配合比。在進(jìn)行混凝土的配合比優(yōu)化方面，要以保證混凝土的力學(xué)性能和耐久性能為前提條件，并結(jié)合“三低一高”原則，也就是“低膠材用量、低用水量、低坍落度和高含氣量”原則，進(jìn)行混凝土配合比參數(shù)的優(yōu)化，在實(shí)際操作中，對(duì)于膠凝材料的用量方面應(yīng)不大于280kg/m3，用水量應(yīng)不大于150kg/m3，而且在摻合料的選擇方面，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的粉煤灰，具體的摻量應(yīng)不少于30%，為了解決低膠材用量和低用水量對(duì)于混凝土工作性的不利影響，在進(jìn)行減水劑和引氣劑的雙摻時(shí)，要將混凝土的含氣量控制在4%～6%這一范圍內(nèi)，最大漿體體積應(yīng)不大于0.32m3/m3等等。

（三）內(nèi)養(yǎng)護(hù)技術(shù)

針對(duì)我國(guó)西北地區(qū)干旱及大風(fēng)的特殊環(huán)境，為了使混凝土不因?yàn)閲?yán)重失水而產(chǎn)生蘇醒開(kāi)裂，就要在混凝土澆筑后及時(shí)進(jìn)行最終抹面，因?yàn)橐坏┗炷涟l(fā)生硬化，環(huán)境會(huì)使其干燥收縮較大，進(jìn)而產(chǎn)生干裂現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)多方最新研究及實(shí)驗(yàn)表明，滲入內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑SAP可以提高混凝土的抗裂性，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)SAP進(jìn)行優(yōu)選，采用縮減組分及復(fù)合保水的方法，使得各組分的補(bǔ)水、保水和減縮的疊加效應(yīng)得到充分發(fā)揮，進(jìn)而研制出具有高抗裂功能的內(nèi)養(yǎng)護(hù)材料，如圖3、圖4所示[3]：

（四）混凝土施工方面

（1）混凝土的澆筑。首先，澆筑混凝土的工藝選擇方面有罐車(chē)、梭槽以及起重機(jī)和料斗兩種組合，對(duì)于特大橋和長(zhǎng)大路塹地段適宜選用混凝土泵車(chē)通過(guò)泵送方式進(jìn)行混凝土澆筑；其次，準(zhǔn)備工作方面，應(yīng)在澆筑前2h采用高壓霧化水進(jìn)行支承層和軌枕的潤(rùn)濕工作，注意不可以有明顯積水，并對(duì)混凝土拌合物的溫度、含氣量以及坍落度進(jìn)行指標(biāo)性檢測(cè)；再次，澆筑時(shí)按照“之”字形路線沿軌枕單向連續(xù)澆筑，使其入模時(shí)能夠達(dá)到均勻分布的效果，并經(jīng)振搗棒振動(dòng)時(shí)從枕軌的一側(cè)自動(dòng)流到另一側(cè)，覆蓋枕底部后，進(jìn)行混凝土的繼續(xù)澆筑工作，待完成后，應(yīng)該立即用干毛刷清除散落在枕軌上的混凝土，在此過(guò)程中，注意不能用水清洗。

（2）振搗和抹面。應(yīng)采用二次振搗工藝，先使用Φ50mm振搗棒的垂直上下振搗，振搗初平后，用Φ30mm振搗棒的軌枕四周及底部振搗，這樣使得軌枕下部充滿混凝土，提高其粘結(jié)質(zhì)量，如圖5；抹面振搗后由三個(gè)作業(yè)小組進(jìn)行依次推進(jìn)抹面，混凝土初凝前抹面3～5次，此過(guò)程嚴(yán)禁灑水。在干旱一大風(fēng)環(huán)境、天氣下作業(yè)，可搭建作業(yè)棚進(jìn)行棚內(nèi)抹面。

（3）養(yǎng)護(hù)。常用的養(yǎng)護(hù)方式是傳統(tǒng)的灑水覆蓋，但基于西北地區(qū)干旱缺水的現(xiàn)狀，應(yīng)使用成膜型養(yǎng)護(hù)劑，它是一種在混凝土表面噴灑或涂刷，形成一層連續(xù)致密薄膜阻止水分散失的新型養(yǎng)護(hù)材料，適用于干旱地區(qū)的混凝土養(yǎng)護(hù)，具有節(jié)水及操作簡(jiǎn)便以及不受結(jié)構(gòu)部位限制等優(yōu)點(diǎn)，可有效達(dá)到養(yǎng)護(hù)的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于干旱地區(qū)混凝土整體道床板的施工及后期養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，需要相關(guān)施工人員的積極參與，通過(guò)道床板的設(shè)計(jì)以及后期的混凝土施工，完善混凝土等的施工過(guò)程和工序，加強(qiáng)混凝土的后期養(yǎng)護(hù)進(jìn)而達(dá)到預(yù)期的效果，

參考文獻(xiàn)：

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