高強混凝土在城市道路與交通工程中的應用策略

張雷 趙國強

臨沂三霖市政園林工程有限公司 山東臨沂 276000

當前我國大幅度應用的高強度混凝土材料的強度等級為C60以上，在設計生產時，不僅需要應用砂、石、水泥一類常規的原材料，還需要合理應用硅粉、礦渣、礦粉、粉煤灰、減水劑等，以保障混凝土材料的強度能夠得到顯著提升，進而具備較好的抗壓強度，同時體現出抗變形能力強、孔隙率較低以及整體密度大等優勢，以能夠為城市道路與交通工程的開展提供重要支持。

1 高強混凝土

1.1 定義

應用于道路橋梁中的混凝土，其中主要包括高強陶粒、水泥、普通砂以及水，其干表觀密度應在1950kg/m3之下，強度等級則應在LC30以上，屬于輕質混凝土。根據我國當前的設計施工技術整體情況來看，強度為 C25以下，屬于低強混凝土，強度為C30～C45，為中強混凝土，強度為C50～C90，為高強混凝土，而若強度達到C100之上，則為超高強混凝土。

1.2 優勢

隨著我國科技水平不斷提升，高強混凝土的出現有效克服了常規混凝土自重過大的不足。從整體上來看，高強混凝土具有質量輕、強度高的特點將其應用于城市道路與交通工程之中，有利于促使施工的整體質量得到進一步提升。當前混凝土已經成為城市道路與交通工程建設工作的主要材料之一，其優勢主要體現在以下各方面：

（1）可以減輕原材料自重，使橋梁跨越能力得到提升。

（2）降低橋梁高度。

（3）提升道路橋梁的耐久性，使其使用壽命得到延長。

（4）抗震能力更好。

（5）可以降低施工成本[1]。

2 城市道路與交通工程中高強混凝土的作用

2.1 縮減體積

對于城市道路與交通工程的施工來說，相對于常規混凝土結構，高強混凝土結構可以在一定程度上縮減構件截面尺寸，同時還能夠保障道路與交通工程的性能要求及質量要求得到滿足，也就可以促使道路與交通工程相關構件在對高強混凝土進行應用之后，實現截面尺寸縮小、自重減輕的目的。例如在道路與交通工程之中，部分受彎構件選擇應用高強混凝土進行澆筑，即可以采用相對更高的配筋率，使截面高度顯著縮小，同時有效滿足道路與交通工程的建設需求。

2.2 提升剛度

相對于常規的混凝土結構，高強混凝土結構具有剛度大、變形小的特點，將其應用于道路與交通工程之中，針對剛度及變形具有特殊要求的結構，能夠有效滿足其設計需求。

2.3 延長使用壽命

高強度混凝土結構的使用壽命相對于常規混凝土結構來說更長，特別是將高強混凝土材料作為基礎的預應力技術，將其應用于道路與交通工程之中，采用人為控制應力的形式，可以促使道路與交通結構之中受彎構件的抗裂縫能力以及抗彎剛度均得到提升，也就可以有效避免道路結構由長期處于潮濕、露天環境而發生的結構變形或裂縫情況，對于道路與交通工程的質量提升及使用壽命延長來說十分重要[2]。

2.4 安全性提升

在高強混凝土之中包含硅粉、礦粉以及礦渣等多種材料，所以其高度抗震能力和抗壓強度等多方面，相對于常規混凝土結構來說均更加優越，與此同時，硅粉一類的材料還可促使高強混凝土結構具有更強的耐磨能力和耐沖刷能力，所以將其應用于道路與交通工程之中，面對河流沖刷等情況，其能夠產生的磨損更小，所以有利于提升道路與交通工程的耐久性和安全性。

3 高強混凝土質量影響因素

3.1 水灰比

根據高強混凝土自身的各項特點可以了解到。其中的水灰比如果過大，其自身的強度將會降低。

3.2 外加劑及礦物混合料

對于高強混凝土來說，將適量緩凝劑和減水劑應用于其中，有利于提升其整體施工強度，并且，適量加入礦粉，可以提升混凝土的密實程度，也就有利于提升高強混凝土整體的質量。

3.3 集料

在高強混凝土之中，若集料強度低，則能導致高強混凝土施工強度降低，若水泥與集料之間不具有良好的黏結力，則能夠對混凝土坍落度產生嚴重影響，而導致這一現象出現的原因通常為集料表面雜質過多、清潔度較差。與此同時，如果高強混凝土之中的水泥用量較少，則有必要適當提升其中的集料粒徑，以促使高強混凝土具有更強的施工強度。

3.4 表面蜂窩麻面

表面蜂窩麻面屬于高強混凝土施工的不足之處之一，導致該情況出現的原因，主要包括以下三點：

（1）混凝土之中含氣量較大，且引氣劑質量不符合相關規定，如果此時不能輔以科學合理的振搗，也就不利于氣泡排出，進而則能夠導致高強混凝土結構表面出現蜂窩麻面情況。

（2）混凝土配比不當，如果混凝土粘稠度過大，振搗過程中不易將氣泡排出，即使采用合理的振搗方式，氣泡排出的難度也相對較大。

（3）混凝土和易性差，易導致離析泌水情況出現，不利于氣泡排出，也就能夠使高強混凝土結構表面產生蜂窩麻面。所以，為了避免高強混凝土表面出現蜂窩麻面情況，需要保障高強混凝土配比的恰當、引氣劑的合理應用，并輔以科學的振搗工作[3]。

4 城市道路與交通工程中高強混凝土的應用策略

在城市道路與交通工程之中，對高強度混凝土進行應用，必須首先充分掌握高強度混凝土材料所具有的多方面特性，同時根據當前道路與交通工程的設計要求施工需求，完善各項參數的計算工作，從而保障高強度混凝土結構的應用能夠與道路交通工程所需的性能及質量相符合。并且，在城市道路與交通工程中，高強度混凝土的應用應以《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》作為基礎，并合理控制以下各項。

4.1 高強度混凝土配比

在實施高強度混凝土配比工作的過程中，必須首先確保各項原材料的質量及綜合性能，保障各項原材料均能夠在高強混凝土的配比之中發揮有效作用，以提升高強混凝土的質量及整體應用價值。根據當前的情況來看，應用于道路與交通工程中的高強混凝土，其原材料主要包括外加劑、粗集料、石英砂、細集料、復合材料、水泥等，且水泥材料以普通的硅鹽酸水泥為主，所以在實施高強混凝土配比工作時，必須首先保障水泥材料自身的性能[4]。

在高強度混凝土的配比當中，復合材料以礦粉、粉煤灰以及硅灰為主，為了促使各項基礎材料在高強度混凝土之中處于理想的配比狀態，以保障高強度混凝土的質量得到提升，并能夠滿足相關的道路與交通工程建設要求，在開展高強度混凝土配比工作的過程中，必須保障細集料的含泥量以及細度模數與相關標準相符合，以促使細集料于高強度混凝土配比之中的作用得到充分發揮，與此同時，在進行高強度混凝土的綜合調配以及后期配比試驗之后，一般來說，施工過程中出現不良情況的概率能夠大幅度降低，而在石英砂方面，對其應用之前，需首先針對其顆粒組成開展研究工作，及時解決組成過程中存在的不良情況，以避免其在配比過程中影響高強度混凝土的質量，而選取粗集料時，需要保障粗集料的各項相關指標與高強度混凝土配比需求相符合，確認其含泥量、針片狀含量以及壓碎值等各項參數均處于規定范圍之內，且能夠在經過清洗之后完全投入到使用當中，并促使高強度混凝土配比質量得到提升[5]。

4.2 高強度混凝土配料分析

（1）試配強度確認，以《輕集料混凝土技術規程》相關內容為基礎，需要對其中的設計強度、試配強度、HSLC強度的標準差進行確認。

（2）一般情況下，應使用325之上的硅酸鹽水泥作為高強度混凝土的原材料，若條件允許，應用普通硅酸鹽水泥也可。

（3）水泥用量選擇，在高強度混凝土之中，水泥用量能夠對高強度混凝土整體質量產生重要影響，合理增加水泥用量，可以促使高強度混凝土進一步提升強度，但同時也會導致其中的密度相應上升，所以從總體上來講，在高強度混凝土之中，水泥用量最多不可在550kg/m3以上，而在開展泵送施工的過程中，水泥用量則不可在350kg/m3以下。

（4）應用高強陶粒根據相關要求，高強混凝土中圓球型高強陶粒的規格應為，強度,標號在30 Mpa以上、減壓強度在5.0Mpa以上。密度等級在700以上，且各方面相應指標均能夠與《輕骨料》相關要求相符合。

（5）水量及水灰比的設計，對高強度混凝土之中的水量及水灰比進行合理控制，總體上來看，可以劃分成為凈用水量、凈水灰比及總用水量、總水灰比，其不僅能夠對高強度混凝土硬化程度產生影響，還可在一定程度上改變拌合物和易性。

（6）合理選擇砂率，根據體積比對高強度混凝土砂率進行確認，也就是砂的體積和粗集料、細集料總體積之間的百分比，提升高強度混凝土之中的砂率，可以提升高強度混凝土表觀密度，而為了改善高強度混凝土拌合物和易性，則需要將高強度混凝土整體的強度控制為LC40-LC60之間，同時砂率在40%上下。

（7）粗集料及細集料的用量，也就是,1立方米高強度混凝土中，普通砂及高強陶粒的密實體積。

（8）外加劑，因為高強度混凝土相對于同等級的普通混凝土來說，其水泥用量相對更多，為了降低水泥用量，同時優化和易性，有必要適量應用摻合料一類的外加劑[6]。

4.3 鋼筋安裝的控制

在鋼筋分項工程之中，鋼筋安裝屬于開展質量控制工作的重點之一，在實施鋼筋安裝工作時，必須首先保障鋼筋的種類、級別、規格、數量均能夠與相關要求相符合，且現場監理人員必須針對其進行重點檢查，確保鋼筋無以下各類問題：

（1）鋼筋的數量、長度、直徑錯誤，例如部分鋼筋的型號與相關要求不符。

（2）鋼筋錨固長度不足。

（3）懸挑鋼筋不合理，針對懸挑梁，其上排及下排的鋼筋到邊情況不符合相關要求，錨固長度未達到標準，懸挑板鋼筋高度不足。

（4）鋼筋保護層厚度不符合相關要求，根據《混凝土結構工程施工質量檢驗規范》，受力鋼筋保護層面臨著更加嚴格的要求，既往驗收規范要求鋼筋保護層厚度的偏差值無上限，同時合格率在70%以上即為整體合格，但是新驗收規范中已經規定允許偏差值存在上限，且整體合格率必須在90%之上。

4.4 鋼筋混凝土軸心受壓構件正截面強度計算

在道路與交通工程中應用高強度混凝土結構，高強混凝土材料強度能夠對箍筋約束作用起到重要的影響作用，但是相對于常規的混凝土來說，該影響作用相對較弱，所以設計人員有必要計算鋼筋混凝土軸心受壓構件在正截面的強度，并根據箍筋套箍系數對計算結果進行合理檢驗[7]。

4.5 受壓區高度界限系數

工作人員需要對鋼筋混凝土及預應力混凝土構件于正截面極限狀態下的承受能力進行細致計算，特別是對于高強度混凝土的受壓區域來說，必須根據相關規范及抗壓設計強度計算結果，對受壓區域之內的界限系數進行觀察，確認其是否與道路與交通工程的施工需求相符合。

4.6 深梁抗剪能力

在應用高強度混凝土時，設計人員不僅需要根據相關內容對常規狀態下的伸梁結構抗剪能力進行科學計算，還需計算極限狀態之下的高強度混凝土深梁結構抗剪能力，以保障深梁結構能夠在各種不同的狀態下具有良好的抗剪能力，也就有利于高強度混凝土整體應用效果得到提升。

5 結語

根據上文，在我國經濟水平持續提升的背景之下，公路項目數量不斷增加，對于行駛壓力較大的路面，也就提出了越來越高的質量要求。從實際上來看，在城市道路與交通工程之中應用高強度混凝土，因為其具有較強的穩定性和良好的耐久性，所以當前已經得到了廣泛的應用，對其進行實際應用的過程中，也必須根據工程整體特點以及施工發展需求對高強度混凝土的相關參數進行合理調整，以保障工程要求得到充分滿足，同時有效降低施工成本。