因地制宜就地取材的农村水泥路面配合比设计

摘 要：本文立足于山区农村公路的建设和实际情况，本着因地制宜就地取材的原则，结合山区当地富有的矿尾砂、河床材料进行实验，探讨当地材料用于农村水泥混凝土路面的可行性，进行水泥混凝土材料配合比设计。

关键词：农村道路；水泥路面；配合比

十九大报告指出中国特色社会主义进入了一个新的时代，中国社会主义初级阶段主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。农村公路建设也诠释了这一矛盾的存在。农村公路等级较低，大多是泥结硬化、砖铺硬化和水泥混凝土路面，分布呈现线状分布，故而出现很多断头路，联网互通的功能和效益未能充分发挥。广大百姓的高质量出行需求与公路通达标准较低、村道基础设施落后以及农村公路疏于养护和道路失管之间的矛盾还在存在。加强农村公路规划联网，统筹安排，先通后畅，逐步提高通村路技术等级。加大对偏远山区的扶持，在政策支持、筹集资金多样化的前提下，立足当前因地制宜就地取材，减少建设成本，提高修筑质量。

1 山区就地取材

1.1 矿料

张家口地区含有铁矿，而铁矿渣和矿尾砂是冶炼铁的下脚料，故来源丰实；大部分地形为平原微丘区，干燥少雨，路基为干燥状态。旧河床中河卵石和中砂非常丰实；粉砂土在当地存量丰富，但不适合做路基填料，改造后可用；石灰取材方便。

礦尾砂：呈细颗粒状属特细砂，黑褐色，质感光滑细腻；

粉砂土：颗粒含量很少，实为粉土，土质细且带粘性；

铁矿渣：块状，黑褐色，表面有部分金属亮泽，最大粒径40mm；

河卵石最大粒径40mm；河砂采用中砂。

1.2 胶结料

乡村公路交通量小，根据实际情况采用32.5级硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。水泥品质符合规定。

2 混凝土组成设计

2.1 材料配合比

所用乡村道路水泥混凝土28天龄期设计弯拉强度≥4.0MPa；参考指标28天龄期抗压强度≥25Mpa。按照混凝土配合比设计的工作性、设计强度、耐久性和经济性的基本原则进行配比。1m3混凝土中各材料用量（单位：kg）计算材料配合比如下：

（1）铁矿渣+中砂

水泥=372；中砂=681；铁矿渣=1330；水=189。

配合比： 水泥：中砂：铁矿渣=1：2.05：4.0，w/c=0.51。

（2）铁矿渣+中砂+矿尾砂

水泥=372；中砂=582；矿尾砂=104；铁矿渣=1326；水=194。

配合比： 水泥：中砂：矿尾砂：铁矿渣=1：1.75：0.31：3.99，W/C=0.52。

（3）河卵石+中砂

水泥=378；中砂=484；卵石=1420；水=211。

配合比： 水泥：中砂：卵石=1：1.35：3.97，w/c=0.56。

（4）河卵石+铁矿渣+中砂

水泥=375；中砂=546；卵石=680；铁矿渣=680；水=202。

配合比：水泥：中砂：卵石：铁矿渣=1：1.62：2.02：2.02，W/C=0.54。

2.2 坍落度实验测结果

坍落度实验测得结果如表1。

2.22.83.22.9

实测坍落度受水泥浆的数量和稠度、砂率等的影响。第一种坍落度最小，河卵石+中砂坍落度最大，极差为1cm。从试验结果可以看出坍落度都满足要求，证明四种配比材料的和易性较好。

2.3 水泥混凝土抗压、抗折强度试验

抗压抗折强度试验需要注意数据的有效性。极值数据满足15%之内的偏差范围有效。其余情况参照规范进行数据取舍。试件尺寸采用150×150×550（单位：mm），试验规程参照JTG E402007，使用仪器为WE—100B型液压式万能试验机，测得数据、计算结果如表2所示。

3 推荐配合比

根据7天龄期的抗折强度、抗压强度可以判定，以上三种组合（除卵石+中砂组合外）的配合比均能满足设计要求，即都可以用于农村公路水泥路面工程实际中。其中铁矿渣+中砂组合，水泥用量最少，最经济，可获得最高的强度。卵石+中砂组合，水泥用量最多，最不经济，强度最低，不建议采用。在试验中发现，当水/水泥（W/C）超过设计值时，将严重影响强度，所以要求施工单位严格控制用水量。总体建议采用铁矿渣+中砂组合、铁矿渣+中砂+矿尾砂组合、卵石+铁矿渣+中砂组合。考虑经济性、强度问题，不建议采用卵石+中砂组合。

参考文献：

[1]交通部公路科学研究所.公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D402011）.北京：人民交通出版社.

[2]交通部公路科学研究所.公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E302005）.北京：人民交通出版社.

作者简介：赵鑫，市政道路设计工作。