天津市滨海新区汉沽市政工程管理所 300480
摘要：近年来橡胶轮胎的需求量越来越大，导致废旧橡胶与日俱增，给环境带来了严重的"黑色污染"。橡胶混凝土的研发是解决"黑色污染"的有效途径之一。因此文章重点就高性能橡胶混凝土在道路桥梁维修中的应用。
关键词：高性能橡胶混凝土；道路桥梁；维修；应用
高速公路作为国家以及地区交互相通的重要基础，多数都会在不影响正常交通的基础上进行维修，多数会运用半幅式及分段式对其展开维修，而施工效率是其中最为关键的控制指标之一。尤其是城市快速路更不可以对其白天交通造成影响，通常具有工期紧、质量标准高的特性，因此，维修材料、施工技术以及施工工艺选取的简单性、便捷性、高性能以及易操作便成为道路维修工作的首要前提，而随着橡胶混凝土的研发及应用，可以很好地满足道路桥梁维修的各项需求。
一、橡胶混凝土工作性能
影响混凝土工作性能的因素有橡胶颗粒的形状、表面粗糙度和颗粒尺寸。橡胶混凝土和普通混凝土的工作性能二者不同，橡胶混凝土的强度较普通混凝土的强度低，但两者的工作性能几乎相同。研究者认为混凝土的坍落度随着橡胶颗粒掺量的增大而减小。橡胶掺量达到混凝土集料总体积 40%时，几乎无塌落度。
二、橡胶混凝土力学性能
（一）抗压抗折强度
国内外研究人员主要是通过实验对橡胶混凝土的力学性能展开了研究。其中包括橡胶混凝土的抗压抗折以及劈裂破坏等性能的研究。研究者用橡胶碎片代替混凝土中的细骨料对抗压抗折强度做了研究。结果表明随着橡胶胶粉的掺入，细胶粉替代骨料的混凝土强度降幅要比粗胶粉要小。研究者以橡胶颗粒取代混凝土中的粗细集料，结果表明橡胶颗粒会使混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度急剧降低。综上，橡胶混凝土强度随掺量增大而降低，随粒径减小而提高。
（二）抗冲击性
橡胶混凝土抗冲击性能的评价指标是以其在抗冲击试验中初裂和终裂次数的自然对数来评价的。失效概率相同时，橡胶混凝土的抗冲击次数与橡胶的替换率有一定的相关性。研究发现，橡胶颗粒等体积替代50%的砂时，混凝土的抗冲击性能提高3.5倍。研究表明，橡胶混凝土破坏呈现延性破坏的特点，而普通混凝土的破坏特点为脆性破坏。宋少明等研究发现，加入适量的粘结剂之后，就会提高橡胶混凝土的抗冲击性能。
（三）粘接性
粘接性是指橡胶颗粒与水泥基之间的结合能力。何亮等通过实验装置测定了水泥与橡胶的粘接能力，结果发现经过改性处理后的橡胶粘结强度有显著增强。周齐权等通过研究发现，掺入偶联剂改性的橡胶后，橡胶颗粒与水泥基的粘接强度有明显改善。
（四）耐久性
混凝土的耐久性是指混凝土在各种外界因素作用的过程中，强度和外观保持一定完整性的能力。以下分别从抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性三方面介绍橡胶混凝土耐久性的研究进展。
1.抗渗性
水如果渗透到混凝土内部，就会引起钢筋的锈蚀、冻融破坏和碱集料反应，同时水也相当于运输介质的载体，抗渗性对耐久性有非常重要的影响。陈波等研究了橡胶颗粒对混凝土抗渗性的影响，结果表明当橡胶掺量为10%时，随橡胶颗粒掺量的增加，橡胶混凝土抗渗性表现出先增大后减小的特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆冯凌云等研究了高温对橡胶混凝土氯离子渗透性的影响，当温度非常高时，氯离子的渗透能力相当强；橡胶掺量为等体积替代砂的7%时，橡胶混凝土抗氯离子渗透性能最佳。胡鹏等研究了不同橡胶掺量和水灰比对橡胶混凝土的抗渗性的影响，结果表明当橡胶掺量为50 kg /m3时橡胶混凝土抗渗性最好，且水灰比增大时，橡胶混凝土抗渗性随之减小。张亚梅等研究发现，当橡胶掺量小于10 %时，橡胶混凝土的抗渗性有提升，而随着掺量增加抗渗性将逐渐降低。
2.抗冻性
抗冻性是指混凝土材料抵抗多次“冻融循环”而不导致疲劳破坏的性质。李光宇等研究表明，当橡胶掺量小于15%时，抗冻性随着掺量的增加而增大。王涛等研究认为，橡胶颗粒与引气剂的作用相当，若想提高混凝土的抗冻性，可通过增大混凝土含气量同时改变橡胶颗粒自身的特性来提高混凝土抗冻性。张亚梅等研究发现影响混凝土的抗冻性因素主要有粒径和掺量，当粒径为3～4mm的较粗橡胶颗粒时，混凝土抗冻性不能明显得到改善，而掺入粒径为140μm的较细橡胶时，混凝土的抗冻性有显著改善。
3.抗侵蚀性
影响混凝土的抗侵蚀性指标主要有水泥的品种、混凝土的密实度及孔隙特征。密实性好且具有封闭孔隙的混凝土在被侵蚀介质侵蚀时，混凝土的抗侵蚀性就好。张亚梅等认为橡胶颗粒可以改善混凝土的抗侵蚀性，但在特殊环境中混凝土抗侵蚀性能劣化较快，因此不适应于特殊环境下。王开惠等研究表明当橡胶掺量小于 12%时混凝土的耐腐蚀性能有显著提高。欧兴进等研究表明橡胶混凝土的抗侵蚀性随橡胶掺量的增减小而增强。
三、高性能的橡胶混凝土在道路桥梁伸缩缝维修中的应用
因为传统伸缩缝墙背所应用的施工材料多数为粉煤灰混凝土、硅粉混凝土以及钢纤维混凝土等，三者的抗裂性与柔韧性都相对较差，因此伸缩缝墙背在遭受社会车辆长期反复撞击后发生破损已经逐渐变为伸缩缝快速受损的主要诱因。但是橡胶混凝土具备较为优质的柔韧性与抗裂性，并且自20世纪80年代出现以后，就已经成为道路桥梁伸缩缝的核心构件之一，并且在美国经过成功实践以后，现阶段已经在全球上百座道路桥梁中广泛应用，尤其是在旧桥强化与维修中更是取得了较好的成果。橡胶混凝土具备和钢板相同强度的锚固力，是道路桥梁伸缩缝的重要构件，通常在道路桥梁优化、维护以及改造中应用得极为广泛，通常只需要做简单的锚固便可以获得很好的效果，并且，当其埋设深度达到0.5米的时候，就可以比传统混凝土呈现出的效果高出30%-50%左右。
四、道路桥梁伸缩缝应用橡胶混凝土维修的核心操作流程
（1）将原有的伸缩缝拆除，为安设新伸缩缝做好准备。由于我国现阶段所需要大批量更换的伸缩缝多是齿板缝，其厚度多是4cm，把原有伸缩缝拆除后，向下凿毛约至1cm-2cm的距离，就可以基本达到新伸缩缝安装的标准需求。（2）对伸缩缝缝槽进行清理，使其保持洁净状态。（3）安设全新的伸缩缝。把拼装完毕的伸缩缝吊装至相应的伸缩缝槽以内，再利用定位螺栓对其标高进行严格的控制，并对其锚固钢筋进行简单的焊接处理。（4）浇筑伸缩缝双侧橡胶混凝土。该环节需要对伸缩缝双侧范围内整个地层展开喷砂作业，而后再采取空气压缩的形式进行处理，喷洒粘层油，在施工现场搅拌橡胶混凝土所需应用特定比例的混合料，并且所有原材料都不需要经过加热处理，通常而言，一锅混合料所需搅拌时间最好不要超出五分钟。橡胶混凝土混合料搅拌完毕以后便可将其浇筑在特定区域，而后再用工具将其抹平。（5）在伸缩缝隙安设橡胶封条。（6）通常而言，浇筑混合材料完毕后一小时以后便可以开放道路交通。
综上所述，橡胶混凝土不仅具备较为优质的性能，还广泛应用于道路桥梁的维修工程中。然而由于我国应用橡胶混凝土进行施工属于初始阶段，对其的探究也相对较少，但是随着道路交通的快速发展，城市快速路建设的快速推动，橡胶混凝土必然会受到大量应用，因此加大对橡胶混凝土的研发力度，对推动我国道路桥梁施工效率的提升是极为必要的。
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论文作者:檀文娟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/9/29
标签：橡胶论文; 混凝土论文; 伸缩缝论文; 颗粒论文; 桥梁论文; 道路论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;