水泥路面混凝土配合比設計分析

邱 凱

（安通建設有限公司，內蒙古呼和浩特 010070）

0 前言

路面的層狀結構是在路基頂面用硬質材料鋪筑，行車的速度、安全和運輸成本直接受到其質量好壞的影響。廣泛應用的水泥混凝土路面具有強度高、穩定性好、耐久性優良、維修養護費低、抗滑性能好。行車荷載和使用環境決定在工作時混凝土路面受到的主要是壓應力、拉應力和剪應力，因此路面混凝土必須要求具有高強度抗壓及抗彎能力，具有良好的耐久性和耐磨性并且結構致密。路面混凝土配合比在設計時，足夠的抗壓和抗折強度必須得到保證，各種合理的物料配比，良好的拌合物和易性。其中，評價混凝土路面質量的重要指標是抗折強度，但先進的，基于抗折強度配合比而建立的設計規范還沒有確立。本文結合工程實例，進行一定程度上，探討路面混凝土配合比設計中確定“配制抗折強度”，以及抗壓強度與抗折強度的相互關系。

1 原材料質量控制

P.I水泥和P.O水泥宜選配用于水泥路面混凝土。為了工程質量得到更好的保證，宜選擇大型的水泥廠家。結合以往工程的經驗，不宜選用復合水泥或者礦渣水泥來配用水泥路面混凝土。采用山水東岳PO42.5水泥于某工程中。產品的質量證明文件在水泥進場時要嚴格檢查，并對各運料車取樣，測試水泥細度、凝結時間，以及安定性強度，使得水泥的穩定性得到最大限度的保證。水泥路面混凝土非常重要的一關是選取集料，最大碎石粒徑不宜超過40 mm，其針片狀含量要小于12%。泥塊應不含雜質包括腐殖質及植物等，不宜大于壓碎指標16%，使其具有良好的耐磨耗性能。選用中砂和部分偏粗的細砂屬于II區砂。天然黃中砂選用在該工程中，其砂堅硬、呈圓滑顆粒，具有良好級配。

2 配合比設計及混合料的拌制

水泥路面混凝土首先要合理地選取水膠配合比設計。不宜超過礦物摻合料摻量的10%，且只宜選用磨細礦渣粉。工程經驗表明，凝結時間會因摻合料過多而造成過長，且產生偏低的表層強度，路面甚至會出現起皮。用水量在施工過程中要嚴格控制。該工程選用配合比為39%的砂率，要根據生產實際中細粗集料含水量及時進行調整配比，得出施工配合比。集料的含泥量還應得到檢查，不能超標。脂肪族外加劑不宜采用作為水泥路面混凝土外加劑。該工程采用萘系減水劑在夏季施工時，應考慮提高外加劑中的緩凝成分，并且應考慮運輸中的失水蒸發。攪拌機出混凝土拌和物后，運送至工地鋪筑、振搗、處理表面，直至澆筑完畢，整個施工過程都要確保質量。

3 施工質量控制

在混凝土攤鋪前，檢查模板支撐、標高、間隔等項目，涂刷脫模劑在模板裝配完成后，鋼筋位置和傳力杠裝置要進行檢查。該工程要鋪設一層鋼筋網片在混凝土的下部。安裝好兩側模板之后，需要在脹縫或縮縫位置處安設傳力桿。有很多種安設傳力桿的方法，該工程要在模板中部挖等間距的雙圓孔，在等間距的圓孔中通過傳力桿，再在鋼筋支架上固定傳力桿。一次不宜過大虛鋪混凝土面積，每次虛鋪施工時，嚴禁再回過頭來振搗，嚴禁用鐵鍬拋擲在攤鋪過程中的混凝土，以免離析局部混凝土，使施工質量受到影響。在模板邊沿攤鋪時，搗出灰漿用鐵鍬插搗，可以避免發生蜂窩麻面，還要略高過模板頂面攤鋪新拌混凝土。仔細檢查施工前設備、人員統籌，應該盡量避免發生施工過程間斷。還一旦發生施工過程間斷，應控制在150 min內不得超過，冬季施工可適當延長時間，但最多不能超過240 min。間斷時間如果超過上述規定，應加強設置施工縫。振搗路面混凝土，在模板邊緣先用插入式振搗器振搗不到之處，平板振搗器振一次，不宜少于同一位置25 s。振搗器宜采用“梅花”點狀振搗插入式，不宜大于移動間距1.5倍的作業半徑，模板和鋼筋避免碰撞，避免漏振、過振，要緊插慢拔。再用全面平板振搗器振搗，振搗時應疊壓10～20 cm在前一振搗區域。施工方案在該工程中規定，全面振搗路面板密實后，采用車載梁提漿振動。需要修補的地方，要進行混凝土原漿的修補。最后搓揉表面用人工木制搓板，提高路面觀感和施工質量。

4 外加劑混凝土設計

水泥混凝土外加劑的摻人，其影響和變化會隨之而來。比如摻人減水劑在混凝土后，就會立刻變大其塌落度。若混凝土不需要大塌落度，則它減水。由于減水后，相對地增加了強度。為了提高抗凍耐久性，在寒冷地區，混凝土需要摻加引氣劑。在施工時，由于摻入引氣劑，會增大混凝土含氣量。因此，將會降低混凝土的強度。為保證混凝土既增加含氣量的同時，提高抗凍耐久性，又不降低其強度，其根本解決辦法就是深入一步地進行計算和調整。在設計混凝土配合比時，應分兩步，作摻混凝土外加劑配合比設計:即第一步是設計不摻外加劑的混凝土配合比按照規范正常進行，習慣叫這種配合比為基礎配合比。當然，不一定基礎配合比能完全滿足工程和施工性能的要求，這要根據具體情況而定，進行調整和補足在下一步設計中進行。第二步就是根據外加擠減水率的大小，外加劑性能指標增強率的高低，引氣劑的摻量和引氣情況，做一些調整計算，對照基礎配合比和施工要求，然后進行試驗調整計算，使其通過調整計算和試驗達到外加劑的效果和工程和施工的要求。在摻外加劑水泥混凝土配合比設計進行之前，要進行的摻外加劑對所用水泥的適應性試驗是一項必不可少的工作。除因為不同品種外加劑，水泥的礦物組成和含量，調凝劑的形態、細度和用量外，水泥的細度、堿度及摻合料的品種和摻量，都會影響外加劑的作用效果。鑒于這些影響，不一定所用外加劑就能發揮或達到技術指標說明書的效果，甚至有時候完全不適應，更甚者混凝土不如不摻外加劑強度高。因此，一定要按試驗的實際結果調整計算，不可盲目硬套說明書上的指標數據。

有時候外加劑的效果也會影響配合比設計本身的發揮。比如在砂率過低的配合比設計中，會增大水泥用量、可能提高混凝土的強度，但受到壓抑，發揮不了引氣劑的效果。因為隨砂率的增大而提高的引氣劑的引氣效果，生產廠家或銷售單位的外加劑，根據以往生產和應用經驗，應當有設計原則或方法在說明書中注明關于摻用外加劑的混凝土配合比。在購置外加劑時，施工單位應向生產廠家或銷售單位咨詢或索要說明書。總之，配合比設計是水泥混凝土的一件非常科學而又重要的技術工作，盡管目前是一些經驗性的東西，但只要認真地研究和總結，必將會在路面建設中起到作用。

5 結語

水泥混凝土路面綜合考慮各方面的相關因素在工程配合比設計時，公路的等級、原材料的質量、施工人員技術素質和熟練程度、施工機械化程度等是主要的影響因素。經過以上各個環節的控制，路面工程取得了良好的經濟效益和社會效益。在今后道路各類工程中，除依照規范的要求嚴格控制外，對不同的材料設計結構，必須采用有效的施工方法因地制宜，才能保證施工達到更好的質量。必須實現全過程機械化的水泥混凝土路面施工，施工人員技術素質和熟練程度得到提高，施工的效率，工程質量的穩定性得以提高，又能使得工程施工成本有效降低。

[1]CJJ/T 135-2009，水泥混凝土路面技術規程[S]

[2]JTJ 034-2000，公路路面基層施工技術規范[S].

[3]CJJ 1-2008，城鎮道路工程施工與質量驗收規范[S].

[4]梁富權，劉毓棟主編.路基路面工程[M].

[5]中國建筑科學研究院混凝土及預制混凝土構件質量控制方法[Z].

[6]水泥混凝土路面施工及驗收規范[S].