路面抗弯拉强度混凝土配合比设计

路面水泥混凝土配合比设计说明

一.设计依据:

1.设计图纸相关说明

2.JTG30-2003 《公路水泥混凝土路面施工技术规范》

3.JTG E30-2005 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》

4.JTG E42-2005 《公路工程集料试验规程》

5. JGJ 55-2000 《普通混凝土配合比设计规程》

二.设计要求:

1.设计抗弯拉强度5MPa

2.坍落度10-40mm

三.原材料说明:

1.水泥

依据设计图纸以及JTG30-2003规范要求,选用山胜水泥厂生产的PO42.5水泥.其相关技术指标如下:

2.粗集料

粗集料采用从砂石厂购买的骨料,规格分级和掺配比例如下:

经检验起其合成级配符合4.75-26.5mm连续级配要求,其它指标检验结果如下:

3.细集料

细集料采用0-4.75mm的河砂,检验结果如下:

4．饮用水凡人畜能够饮用的水

四.配合比计算:

1.计算配制28d弯拉强度的均值f c

f c= f r/(1-1.04*Cv)+t*s

f c=5.0/(1-1.04*0.08)+1.36*0.40

f c=6.0(MPa)

f c—配制28d弯拉强度的均值(MPa);

f r—设计弯拉强度的标准值(MPa); f r=5.0 MPa;

Cv—弯拉强度的变异系数,查表取值为0.08;

s—弯拉强度试验样本的标准差(MPa),已知弯拉强度的变异系数Cv=0.08; 设计弯拉强度的标准值f r=5.0 MPa,

则s= f r*Cv=0.40 MPa

2.水灰比的计算和确定:

碎石混凝土:

W/C=1.5684/( f c+1.0097-0.3595*f s)

=1.5684/(6.0+1.0097-0.3595*8.3)

=0.39

f s—水泥实测28d抗折强度(MPa),为8.3MPa

耐久性校核，混凝土为高速公路路面所用，无抗冰冻性要求，查表得最大水灰比为0.44,故按照强度计算的水灰比结果符合耐久性要求.

3.选用砂率Sp (%)

依据砂的细度模数和粗集料的种类,查表取值为:Sp%=36%;

4.计算用水量Wo (Kg/m3)

Wo=104.97+0.309*S L+11.27*C/W+0.61* Sp

=104.97+0.309*20+11.27*2.564+0.61*36

=162 Kg/m3

Wo—混凝土的单位用水量(Kg/m3);

S L—坍落度(mm), 设计坍落度10-30mm,故取值20mm;

Sp—砂率(%);

C/W —灰水比,水灰比之倒数; W/C=0.39,所以C/W=2.564 根据JTG F30-2003中小型机具摊铺混凝土最大单位用水量为150Kg/m3,故取Wo=150 Kg/m3

5．计算水泥用量Co(Kg/m3);

已知Wo=150 Kg/m3，W/C=0.39,则水泥用量

Co=Wo/ (W/C)

= 150/0.39

=385Kg/m3

满足耐久性要求的最小水泥用量为300Kg/m3，由此取计算水泥用量385 Kg/m3。

6.砂石材料用量计算

按密度法计算,混凝土单位质量取值为:2430Kg/m3,

m水泥+m水+m砂+m石=m砼

m砂/( m砂+m石)*100%=Sp%

已知m水泥=385Kg/m3,Sp%=36%,m水=150 Kg/m3 m砼=2430Kg/m3, 求m砂=682Kg/m3

m石=1213Kg/m3

验算：采用粗集料的振实密度（紧装堆积密度）ρgh计算路面混凝土中碎石的填充体积，以确保混凝土能够形成较高的嵌挤力，得

m石/ρgh×100%=1213/1630×100%=74.4%,超过70%,符合要求.

7.试验室基准配合比为:

水泥:砂:碎石:水=385:682:1213:150 (Kg/m3)

=1:1.77:3.15:0.39

分别增加和减小0.03的水灰比,同理计算每方砼中各材料用量,分别实测砼拌和物的容重,坍落度,并成型7d,28d试件,实测各水灰比砼的抗弯拉强度和抗压强度.结果如下:

路面水泥混凝土配合比试验结果汇总表

8.根据以上试验结果,依据路面水泥混凝土配合比设计原则,兼顾

经济性的同时既保证路面砼要有足够的抗弯拉强度,合适的工作性能,优越的耐久性,最终试验室配合比确定为:

水泥:砂:碎石:水:减水剂=385:682:1213:150 (Kg/m3)

=1:1.77:3.15:0.39

9.路面水泥混凝土施工时考虑原材料含水量变化和施工变异性

等因素,计算施工配合比和每盘用量,单位水泥用量应适当增加5~10Kg以满足室内配制弯拉强度,抗压强度,耐久性等要求. 注:施工期间配合比的微调与控制应符合下列要求:

a.根据施工季节、气温和运距的变化，可微调减水剂的掺量，保

持施工现场的坍落度始终适宜于浇筑，且波动最小。

b.降雨后，应根据每天不同时间的气温及砂石料实际含水量变

化，微调加水量，同时微调砂石料称量，其他配合比参数不得变更，维持施工配合比基本不变。雨天或砂石料变化应加强控制，保持现场拌和物工作性始终适宜浇筑和稳定。