简述路面水泥混凝土的配合比设计

邹越

摘要：不同的混凝土路面（如普通混凝土路面、钢钎混凝土路面、碾压混凝土路面等）采用不同的施工工艺（滑膜摊铺机、轨道摊铺机、三辊轴摊铺机及小型机）施工时对混合料配合比设计均有不同的要求。本文主要对路面水泥混凝土的配合比方法进行分析。

关键词：路面；水泥混凝土；配合比

混凝土实质上是水泥、水、细集料与粗集料的“复合的复合”材料。在新拌混凝土中，水泥浆起润滑作用从而产生一定程度的工作性和内聚性；在捣实的硬化混凝土中水泥浆充满集料的空隙，将集料裹复并牢固地粘在一起。因此混凝土的强度基本上是由水泥砂浆硬化后的水泥石所决定。

在配合比设计中表明水的数量的项目称之为“水灰比”，这里指的水的数量，不仅仅是外加的拌和水，也应包括集料的游离水。水灰比是混凝土组成中一个十分重要的特征，因为与水泥含量或与水的含量的绝对值相比，水灰比与混凝土的强度及耐久具有更好的相关性。

一、水泥混凝土配合比的表示方法

1.单位用量表示法

以每lm，水泥混凝土中各种材料的用量表示，并按“水泥：水：细集料：粗集料”的顺序表示。

2.相对用量表示法

以水泥的质量为1，并按“水泥：细集料：粗集料：水灰比”的顺序表示。

二、水泥混凝土配合比设计的基本要求

1.设计抗弯拉强度

为了保证结构物的可靠性，在配制水泥混凝土时必须考虑到结构物的重要性、施工单位的施工水平等因素，确定一个比设计强度高的“配制强度”以满足设计强度的要求。

2.施工和易性

根据路面断面尺寸、配筋部位、配筋疏密程度和施工方法，逐步调整各组成材料的用量，使所配制的水泥混凝土拌合物的坍落度符合设计要求，以保证混合料的浇筑质量。

3.耐久性（包括耐磨性）

根据结构物所处环境条件，为了保证结构物的耐久性和耐磨性，在设计时必须做到：控制“最大水灰比”，保证“最小水泥用量”，并适当降低“砂率”。

4.经济合理

在满足上述要求的前提卜，尽量降低高价材料（水泥）的用量，并考虑就地取材和应用工业废料，以配制成性能优越、价格便宜的水泥混凝土。

三、水泥混凝土配合比设计的三个参数

1.水灰比（W/C）

水灰比是水的用量与水泥用量的质量比厂当水泥浆用量为一固定值时，水灰比决定着水泥浆的稠度，并直接影响着水泥混凝土的强度、和易性和耐久性，而且这三方面的性质在要求上往往是相互矛盾、相互制约的，即当水灰比增大时，水泥浆比较稀，虽可改善和易性，但却降低了强度和耐久性；相反，当水灰比较小时，虽可改善强度和耐久性，但又会因混合料的流动性太小而不能保证密实成型。因此，在设计时确定一个适宜的水灰比非常重要。

2.砂率（ ）

砂率是水泥混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂率的大小直接影响着拌合物的和易性，即当砂率增大时，集料的总比表面积亦随着增大，在水泥浆用量一定的条件卜，混合料就显得较干稠；相反，当砂率减小时，混合料又会因含砂量不足而产生分崩离析或溃散；但是有一点需要注意的是，适当降低砂率在一定程度上可以提高路面水泥混凝土的耐磨性。因此，为满足和易性，同时还要满足耐磨性的要求，就必须确定一个最佳砂率。

3.用水量（W）

用水量是每立方米水泥混凝土拌合物中水的用量（kg而3）。在水灰比和砂率固定不变的情况卜，用水量既定，水泥用量和集浆比亦随之确定。当用水量增大时，水泥的用量也

随着增加，水泥浆的数量比较多，拌合物的和易性就比较好，但值得注意的是水泥的用量并不是越多越好，否则不但造价高而且水泥混凝土的强度和耐磨性还会降低。

由此可见上述三个参数是相互制约、对立统一的，其值

既不是愈大愈好，也不是愈小愈好，而是在满足水泥混凝土

综合性能的基础上，有一个确定的最佳值。

四、水泥混凝土配合比设计的程序

水泥混凝土的配合比设计包括四个主要阶段：初步配合比设计阶段、基准配合比设计阶段、实验室配合比设计阶段和施工配合比设计阶段。

1初步配合比设计

初步配合比是根据原始资料，按经验的方法初步计算出每lm3水泥混凝土中水泥、砂、石、水等四种基本材料的用量比例。例如试配强度（fcfo）是用经验公式法计算确定的，砂率（ ）是用经验的方法查表确定的，而水灰比（W/C）、单位用水量（W）同样是用经验公式法计算确定，但是针对碎石或砾（卵）石混凝土有不同的计算公式。而砂、石用量可用质量法或体积法求得。但是，初步配合比能否满足水泥混凝土的设计要求，还必须在实验室内通过试拌检测才能最终确定。

2.检侧和易性提出基准配合比

①试拌：首先根据初步配合比试拌30L水泥混凝土，检测其坍落度，并观察粘聚性和保水性。

②调整：根据实测的坍落度情况，在水灰比保持不变的J清况卜，如流动性不符合要求，应增加水泥浆的数量；如粘聚性和保水性不符合要求，应调整砂率，逐渐逼近，直至符合要求，从而得到基准配合比。

3.检侧强度提出实验室配合比

①制作抗弯拉强度试件，检验强度

为校核水泥混凝土的强度，至少拟定三个不同的水灰比，其中一个是上述基准配合比中的水灰比（如0.45），另外两个水灰比较基准配合比分别增加及减少0.03，在相同用水量（基准配合比的用水量的条件卜，用上述三个不同的水灰比分别计算出三个相应的配合比，并且每个配合比至少制作一组试件.

例如：A组 W/C=0.42； fcf，=5.79MPa；

B组 W/C=0.45； fcf，=5.36MPa；

C组 W/C=0.48； fcf，=5.08MPa.

3组试件在标准养护28d条件卜按标准方法测定抗弯拉强度，根据实测结果绘制"抗弯拉强度一灰水比"关系图，从中找出满足试配抗弯拉强度所需的水灰比，由此计算得出路面水泥混凝土的实验室配合比，如上例中根据最终实验结果，选择了B组配合比。

②检测“湿表觀密度”，修正实验室配合比根据实验室配合比计算出水泥混凝土的“计算湿表观密度”，将水泥混凝土的“实测湿表观密度”除以“计算湿表观密度”得出校正系数 ，然后用校正系数 分别乘以各组成材料的用量即可得到最终确定的实验室配合比.

4.计算施工配合比

实验室配合比中的砂、石材料用量都是按干燥的砂、石材料计算的，而施工现场的砂、石材料都是露天堆放的，均含有一定的水分。因此，应根据施工现场砂、石的实际含水率变化情况，计算出砂、石中所含的水分，从单位用水量中除去，最终将实验室配合比换算为施工配合比。

至此，一个完整的路面水泥混凝土配合比设计才告结束。

五、结束语

路面水泥混凝土的配合比设计和施工控制是影响水泥混凝土路面工程质量极其重要的因素之二人们经常会发现原材料相同，但由于配合比不妥或失控，造成路面磨损、断板等早期破损现象，说明了配合比设计和施工控制的重要性。