湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽 421001
高溫的環(huán)境陽光照射強度較大,且施工外界環(huán)境水分含量降低,陽光直射在施工材料上會直接導(dǎo)致材料內(nèi)部水分的快速蒸發(fā),材料原有的性能指標(biāo)出現(xiàn)下降,如果繼續(xù)使用性能指標(biāo)下降的施工材料,就會對施工造成不利影響。具體而言,影響主要有以下兩點:
(1)施工材料內(nèi)部水分蒸發(fā),材料使用壽命和性能降低。在各種因素導(dǎo)致的高溫條件下,骨料內(nèi)部水分會發(fā)生較為明顯的蒸發(fā)現(xiàn)象。在混凝土配置過程中,實際配置混凝土含水量將低于設(shè)計用水量,用水量指標(biāo)變化將直接導(dǎo)致配置完畢的混凝土和易性較差、流動性較低等問題。
(2)高溫條件將導(dǎo)致配置完畢的混凝土含水量出現(xiàn)變化。在高溫環(huán)境下,配置完畢的混凝土將會出現(xiàn)水分蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土的使用性能大幅度降低[1]。如果水分蒸發(fā)嚴(yán)重,還會由于混凝土硬化直接導(dǎo)致材料報廢。
高溫下硬化過程將產(chǎn)生的相應(yīng)變化:
(1)產(chǎn)生水化速率增加現(xiàn)象?;炷了磻?yīng)速率增加在施工無法連續(xù)或振搗不及時的情形下會導(dǎo)致在振搗前混凝土已經(jīng)產(chǎn)生了一定的強度,導(dǎo)致振搗過程效率下降,影響道路施工效率。
(2)混凝土產(chǎn)生干縮現(xiàn)象。成型后在施工環(huán)境的高溫條件影響下,其表面水分流失情況較內(nèi)部嚴(yán)重,由于表面水分流失快,收縮幅度大,內(nèi)部水分流失慢,收縮幅度較小,則會產(chǎn)生拉應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土開裂,影響外在觀感和施工質(zhì)量。
高溫條件下的水泥混凝土道路施工還會對施工工藝產(chǎn)生影響:
(1)混凝土硬化速率加快。高溫下,混凝土的初凝實踐將縮短,進(jìn)行混凝土攪拌和振搗時如果產(chǎn)生過早凝結(jié)現(xiàn)象,會直接影響的施工效率和適量,甚至將直接導(dǎo)致大量施工材料浪費。
(2)混凝土養(yǎng)護難度增加。在高溫條件下,表面水分蒸發(fā)速度加快,提升了道路養(yǎng)護工作的難度。道路可能會由于養(yǎng)護不充分而產(chǎn)生相應(yīng)的質(zhì)量問題。
(3)溫度應(yīng)力影響施工。在高溫條件下,道路施工中的各種工程材料由于的熱膨脹系數(shù)的差異性,可能會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力到達(dá)一定數(shù)值,可能會破壞工程內(nèi)部結(jié)構(gòu),影響工程質(zhì)量。
在道路施工過程中,混凝土需要承擔(dān)一定的行車載荷,該過程在很大程度上將受到環(huán)境溫度的影響。因此,選用具備較好的耐磨性、耐久度和抗滑性的施工材料成為保障施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素。除此之外,為了解決高溫條件下施工帶來的諸多問題,施工材料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量也需要進(jìn)行考量,以上兩個性能指標(biāo)需要盡可能降低。在混凝土混合料的質(zhì)量把控方面,還需要選擇強度較高、酸堿度適宜的材料[2]。在水泥的選擇方面,需要著重考量產(chǎn)品的收縮性和抗拉彎強度。
表1 水泥性能指標(biāo)
(1)基坑開挖回填。該施工過程要嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計要求開展,在完成基坑開挖工作后,還需要針對施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件確定路基的具體形式和施工步驟、技術(shù)。路基施工過程中,地基承載力需要滿足一定的要求,在實踐中,多采用機械方式對土體進(jìn)行壓實,盡可能提升土體的承載力[3]。在該過程中,需要結(jié)合具體施工環(huán)境土體的水分指標(biāo)和密度指標(biāo)進(jìn)行操作,確定壓實機械、設(shè)計壓實次數(shù),防止道路沉降。
(2)路基填筑。在該過程中,采用分層鋪筑技術(shù)可以有效提升工程質(zhì)量。在具體施工環(huán)節(jié)中,一方面要保證分層鋪筑中每一層材料的密實度、平整度,另一方面,需要最大限度保證每一層施工材料快速壓實,以提升承載力。
(1)高溫下的混凝土材料處理。在配置中,要根據(jù)工程情況、施工環(huán)境情況科學(xué)確定配合比。在施工環(huán)境高溫條件下,要加入混凝土塌落度檢測環(huán)節(jié),以此保證流動性、和易性。在作業(yè)過程中,表面應(yīng)當(dāng)采用保溫、保濕措施,防止其過快硬化。例如,可以增加用水量、添加緩凝劑等。以一處工程為例,在高溫條件下,水泥材料在下列指標(biāo)下可滿足高溫環(huán)境下施工的要求。
(2)路面施工。該環(huán)節(jié)包含了模板施工、鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)以及水泥混凝土的澆筑工作。模板支護過程要注重模板的安裝和固定,保證強度和穩(wěn)定。鋼筋鋪設(shè)過程要注重各節(jié)點連接符合設(shè)計要求。高溫環(huán)境下的水泥混凝土澆筑環(huán)節(jié)要進(jìn)行快速振搗,避免水泥混凝土強度不均或過早硬化的情況出現(xiàn)[4]。
表2 高溫條件下水泥性能指標(biāo)參考
(3)高溫條件下施工完成后的養(yǎng)護。在道路施工完畢后,如遇高溫環(huán)境,除應(yīng)當(dāng)按照常規(guī)方法在道路表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護外,還應(yīng)當(dāng)鋪設(shè)保溫設(shè)施,避免道路表面裂縫的出現(xiàn)。在養(yǎng)護時間的控制上,應(yīng)當(dāng)根據(jù)天氣和混凝土的綜合情況進(jìn)行把控。一般情形下,當(dāng)強度高于設(shè)計強度的75%時,才可以進(jìn)行拆模工作。