水泥路面混凝土配合比设计分析

邱 凯

（安通建设有限公司，内蒙古呼和浩特 010070）

0 前言

路面的层状结构是在路基顶面用硬质材料铺筑，行车的速度、安全和运输成本直接受到其质量好坏的影响。广泛应用的水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性优良、维修养护费低、抗滑性能好。行车荷载和使用环境决定在工作时混凝土路面受到的主要是压应力、拉应力和剪应力，因此路面混凝土必须要求具有高强度抗压及抗弯能力，具有良好的耐久性和耐磨性并且结构致密。路面混凝土配合比在设计时，足够的抗压和抗折强度必须得到保证，各种合理的物料配比，良好的拌合物和易性。其中，评价混凝土路面质量的重要指标是抗折强度，但先进的，基于抗折强度配合比而建立的设计规范还没有确立。本文结合工程实例，进行一定程度上，探讨路面混凝土配合比设计中确定“配制抗折强度”，以及抗压强度与抗折强度的相互关系。

1 原材料质量控制

P.I水泥和P.O水泥宜选配用于水泥路面混凝土。为了工程质量得到更好的保证，宜选择大型的水泥厂家。结合以往工程的经验，不宜选用复合水泥或者矿渣水泥来配用水泥路面混凝土。采用山水东岳PO42.5水泥于某工程中。产品的质量证明文件在水泥进场时要严格检查，并对各运料车取样，测试水泥细度、凝结时间，以及安定性强度，使得水泥的稳定性得到最大限度的保证。水泥路面混凝土非常重要的一关是选取集料，最大碎石粒径不宜超过40 mm，其针片状含量要小于12%。泥块应不含杂质包括腐殖质及植物等，不宜大于压碎指标16%，使其具有良好的耐磨耗性能。选用中砂和部分偏粗的细砂属于II区砂。天然黄中砂选用在该工程中，其砂坚硬、呈圆滑颗粒，具有良好级配。

2 配合比设计及混合料的拌制

水泥路面混凝土首先要合理地选取水胶配合比设计。不宜超过矿物掺合料掺量的10%，且只宜选用磨细矿渣粉。工程经验表明，凝结时间会因掺合料过多而造成过长，且产生偏低的表层强度，路面甚至会出现起皮。用水量在施工过程中要严格控制。该工程选用配合比为39%的砂率，要根据生产实际中细粗集料含水量及时进行调整配比，得出施工配合比。集料的含泥量还应得到检查，不能超标。脂肪族外加剂不宜采用作为水泥路面混凝土外加剂。该工程采用萘系减水剂在夏季施工时，应考虑提高外加剂中的缓凝成分，并且应考虑运输中的失水蒸发。搅拌机出混凝土拌和物后，运送至工地铺筑、振捣、处理表面，直至浇筑完毕，整个施工过程都要确保质量。

3 施工质量控制

在混凝土摊铺前，检查模板支撑、标高、间隔等项目，涂刷脱模剂在模板装配完成后，钢筋位置和传力杠装置要进行检查。该工程要铺设一层钢筋网片在混凝土的下部。安装好两侧模板之后，需要在胀缝或缩缝位置处安设传力杆。有很多种安设传力杆的方法，该工程要在模板中部挖等间距的双圆孔，在等间距的圆孔中通过传力杆，再在钢筋支架上固定传力杆。一次不宜过大虚铺混凝土面积，每次虚铺施工时，严禁再回过头来振捣，严禁用铁锹抛掷在摊铺过程中的混凝土，以免离析局部混凝土，使施工质量受到影响。在模板边沿摊铺时，捣出灰浆用铁锹插捣，可以避免发生蜂窝麻面，还要略高过模板顶面摊铺新拌混凝土。仔细检查施工前设备、人员统筹，应该尽量避免发生施工过程间断。还一旦发生施工过程间断，应控制在150 min内不得超过，冬季施工可适当延长时间，但最多不能超过240 min。间断时间如果超过上述规定，应加强设置施工缝。振捣路面混凝土，在模板边缘先用插入式振捣器振捣不到之处，平板振捣器振一次，不宜少于同一位置25 s。振捣器宜采用“梅花”点状振捣插入式，不宜大于移动间距1.5倍的作业半径，模板和钢筋避免碰撞，避免漏振、过振，要紧插慢拔。再用全面平板振捣器振捣，振捣时应叠压10～20 cm在前一振捣区域。施工方案在该工程中规定，全面振捣路面板密实后，采用车载梁提浆振动。需要修补的地方，要进行混凝土原浆的修补。最后搓揉表面用人工木制搓板，提高路面观感和施工质量。

4 外加剂混凝土设计

水泥混凝土外加剂的掺人，其影响和变化会随之而来。比如掺人减水剂在混凝土后，就会立刻变大其塌落度。若混凝土不需要大塌落度，则它减水。由于减水后，相对地增加了强度。为了提高抗冻耐久性，在寒冷地区，混凝土需要掺加引气剂。在施工时，由于掺入引气剂，会增大混凝土含气量。因此，将会降低混凝土的强度。为保证混凝土既增加含气量的同时，提高抗冻耐久性，又不降低其强度，其根本解决办法就是深入一步地进行计算和调整。在设计混凝土配合比时，应分两步，作掺混凝土外加剂配合比设计:即第一步是设计不掺外加剂的混凝土配合比按照规范正常进行，习惯叫这种配合比为基础配合比。当然，不一定基础配合比能完全满足工程和施工性能的要求，这要根据具体情况而定，进行调整和补足在下一步设计中进行。第二步就是根据外加挤减水率的大小，外加剂性能指标增强率的高低，引气剂的掺量和引气情况，做一些调整计算，对照基础配合比和施工要求，然后进行试验调整计算，使其通过调整计算和试验达到外加剂的效果和工程和施工的要求。在掺外加剂水泥混凝土配合比设计进行之前，要进行的掺外加剂对所用水泥的适应性试验是一项必不可少的工作。除因为不同品种外加剂，水泥的矿物组成和含量，调凝剂的形态、细度和用量外，水泥的细度、碱度及掺合料的品种和掺量，都会影响外加剂的作用效果。鉴于这些影响，不一定所用外加剂就能发挥或达到技术指标说明书的效果，甚至有时候完全不适应，更甚者混凝土不如不掺外加剂强度高。因此，一定要按试验的实际结果调整计算，不可盲目硬套说明书上的指标数据。

有时候外加剂的效果也会影响配合比设计本身的发挥。比如在砂率过低的配合比设计中，会增大水泥用量、可能提高混凝土的强度，但受到压抑，发挥不了引气剂的效果。因为随砂率的增大而提高的引气剂的引气效果，生产厂家或销售单位的外加剂，根据以往生产和应用经验，应当有设计原则或方法在说明书中注明关于掺用外加剂的混凝土配合比。在购置外加剂时，施工单位应向生产厂家或销售单位咨询或索要说明书。总之，配合比设计是水泥混凝土的一件非常科学而又重要的技术工作，尽管目前是一些经验性的东西，但只要认真地研究和总结，必将会在路面建设中起到作用。

5 结语

水泥混凝土路面综合考虑各方面的相关因素在工程配合比设计时，公路的等级、原材料的质量、施工人员技术素质和熟练程度、施工机械化程度等是主要的影响因素。经过以上各个环节的控制，路面工程取得了良好的经济效益和社会效益。在今后道路各类工程中，除依照规范的要求严格控制外，对不同的材料设计结构，必须采用有效的施工方法因地制宜，才能保证施工达到更好的质量。必须实现全过程机械化的水泥混凝土路面施工，施工人员技术素质和熟练程度得到提高，施工的效率，工程质量的稳定性得以提高，又能使得工程施工成本有效降低。

[1]CJJ/T 135-2009，水泥混凝土路面技术规程[S]

[2]JTJ 034-2000，公路路面基层施工技术规范[S].

[3]CJJ 1-2008，城镇道路工程施工与质量验收规范[S].

[4]梁富权，刘毓栋主编.路基路面工程[M].

[5]中国建筑科学研究院混凝土及预制混凝土构件质量控制方法[Z].

[6]水泥混凝土路面施工及验收规范[S].