一

UHPC概况

超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，UHPC)是指抗压强度120MPa以上，具有超高强度、超高韧性和超长耐久性的水泥基复合材料。为保证UHPC具有优越的力学性能，需极大地降低其孔隙率，使UHPC达到.紧密堆积状态，因此配置UHPC时，多采用细骨料和颗粒直径更小的矿物原料填充体系的孔隙，由于用水量较低，需加入高效减水剂保证工作性能。

二

材料特点

“超高性能混凝土”包含两个方面“超高”。

1.超高的力学性能

通过添加钢纤维，UHPC在拥有超强抗压强度的同时,兼具超强的韧性和抗折强度。UHPC与普通混凝土、高性能混凝土和钢纤维混凝土的性能数据对比如下表所示，UHPC的力学性能指标均远大于传统混凝土。2.超高的耐久性

大量试验研究与理论可证实，UHPC具有非常紧密的微观结构、很强的抗渗能力和很好的抗冻融循环能力；UHPC不存在碱—骨料反应、冻融循环和延迟钙矾石生成的问题。在无缝状态下，UHPC的耐水性、抗氯离子渗透、抗碳化、抗化学腐蚀等耐久性指标与传统混凝土相比有巨大提升。UHPC与普通混凝土、高性能混凝土和钢纤维混凝土的耐久性数据对比如下表所示，UHPC的各项耐久性指标均远大于传统混凝土。

三

UHPC发展及应用推广历程

      丹麦学者Bache于1978年..提出均布超细致密体系至今，UHPC超高性能混凝土的研究和应用已有40多年的发展历程。截止2024年，全桥应用UHPC材料的桥梁超过1000座。

四

UHPC在桥面铺装上的应用

       近年来，UHPC 因其具有较高的抗压、抗拉强度和良好的耐久性能，在旧桥加固中得到广泛的应用。采用 UHPC 对旧桥桥面铺装进行改造，其加固层的厚度可以显著减小，对结构的自重增加有限，而且改造后的养护费用较小，具有广阔的应用前景。 在桥梁铺装层改造层面，钢—UHPC轻型组合桥面结构改造应用.为普遍。

主要病害

正交异性钢桥面板主要病害：主要表现为钢桥面板疲劳和铺装层破坏。

UHPC轻型桥面结构形式

        利用UHPC混凝土的抗拉、抗折、抗裂、韧性好、耐久性优异等特点，采用剪力钉与钢桥面板连接。密集布筋、高温蒸养等措施，提高桥面结构层刚度和耐久性，实现结构层免维护、SMA磨耗层周期内无需维护。

优点（传统桥面铺装VSUHPC轻型桥面铺装）

（1）组合结构大幅度提高了桥面刚度，从而有效改善沥青面层受力状态；

（2）UHPC层为水泥基材料，温度稳定性好，改善了沥青面层工作条件，大幅度降低了粘结层失效、车辙、推移等破坏风险；

（3）减小了钢面板和加劲肋在轮载下的应力，大幅提高了钢桥面的抗疲劳寿命；

（4）UHPC结构层具有高密实性及耐久性，与钢桥面板等寿命，面板的防腐方面已不成问题。

实施要点及施工流程

      （1）采用半幅封闭半幅通行方式施工，按照施工期荷载变化在施工侧进行配重；

（2）浇筑时封闭交通，自跨中向两端同步对称浇筑；

（3）覆膜湿养24h后实施高温蒸养。

五

UHPC规模化应用面临的挑战

1.UHPC产品材料及建造成本相对普通混凝土仍然偏高，UHPC材料市场上没有成熟的定额，仍然需要按照市场询价的方式进行比选，这无疑给政府投资项目申请资金带来了一定的阻碍。

2.目前涉及到UHPC的施工完成后的评定及验收，主要是依据各地的地方标准开展，没有统一的行业标准。

3.传统振捣成型难以实现UHPC匀质稳定品质需求，UHPC材料施工稳定性有待提高。此外，传统结构体系严重制约UHPC超高力学性能发挥，传统设计理论无法精准考虑UHPC应变硬化特征，其结构设计理论及适宜结构体系仍需完善。

六

UHPC未来发展

UHPC使水泥基材料的力学性能和耐久性有了跨越式提高，并拥有独特的韧性性能，能很好解决混凝土结构和钢结构的“痛点”和“瓶颈”难题，具备技术突破性与重大进步性的双重特征。其既能使新建工程结构耐久性及免维护服役寿命呈倍数提高，又能较完善地修复和保护老化或有缺陷工程结构，使老结构继续长期安全地服役；此外，UHPC大幅度提升了水泥和钢材的使用效率，使工程建设产生的碳排放、资源消耗、环境友好、可持续发展等环境指标整体提升一大步。

目前，UHPC市场正处于稳步增长期，未来将会进入高速发展期，在市场接近饱和后发展将变得平缓。加拿大V H Perry先生对全球UHPC市场发展进行了预测，他认为，“到2040年，全球对UHPC材料的需求估计每年为1000亿美元，基于UHPC的工程建设，整体行业规模可达每年1万亿美元”，具体如下图所示。Perry先生预测在标准规范和市场发展良好的基础上，UHPC的高速发展期大约在10年后出现。