路面普通水泥混凝土配合比设计

按 配 筋 方 式 分 类
无筋类
素混凝土 用于基础或垫层的低标号混凝土 钢筋混凝土 用普通钢筋加强的混凝土。其作用最广 用钢丝网加强的无粗骨料混凝土，又称钢丝网砂浆。可用于制作薄壳、 钢丝网混凝土 船等薄壁构件 配筋类 用各种纤维加强的混凝土，其中钢纤维混凝土最常用。其抗冲击、抗拉、抗 纤维混凝土 弯性能好，可用于路面、桥面、机场跑道护面、隧道衬砌及桩头、桩帽等 用先张法、后张法或化学方法使混凝土预压，以提高其抗拉、抗弯强度的配 预应力混凝土 筋混凝土。可用于各种工程的构筑物及建筑结构，特别是大跨度桥梁等
存在着许多连通孔隙、微裂缝等结构缺陷，这种
缺陷数量越多，水分和各种侵蚀性介质越容易渗
透到内部，将对水泥凝胶体造成溶蚀及其它化学
侵蚀，同时，对抗冻性也不利。
——提高水泥砼的密实程度是提高 路面耐久性的重要措施。
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补充 水泥砼路面变形性能和抗冻性的改善方法 知识
路面普通水泥砼
配合比设计
霍曼琳 教授
兰州交通大学土木工程学院
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第一部分
概 述
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砼的分类、特性与应用
分类方法 水泥类 无 按 机 胶 凝 材 料 分 类 有 机 名 称
补充 知识
特性与应用 水泥混凝土 以硅酸盐水泥及各种混合水泥为胶凝材料。可用于各种混凝土结构
石灰类 石灰混凝土 以石灰、天然水泥、火山灰等活性硅酸盐和铝酸盐与消石灰的混合物为胶凝材料 石膏类 石膏混凝土 以天然石膏及工业废料石膏为胶凝材料。可做天花板及内隔墙等制品 硫磺 硫磺混凝土 硫磺加热熔化，然后冷却硬化。可做粘结剂及低温防腐层 水玻璃 水玻璃混凝土 以钠水玻璃或钾水玻璃为胶凝材料。可做耐酸结构 碱矿渣类 碱矿渣混凝土 以磨细矿渣及碱溶液为胶凝材料，是一种新型混凝土。可做各种结构 沥青类 沥青混凝土 用天然或人造沥青为胶凝材料。可做路面及耐酸、碱地面 合成树脂 聚合物水泥 以水泥为主要胶凝材料，掺入少量乳胶或水溶性树脂，能提高混凝土 加水泥 混凝土 的抗拉、抗弯强度及抗渗、抗冻、耐磨性能 树脂 树脂混凝土 以聚酯树脂、环氧树脂、尿醛树脂等为胶凝材料。适宜用于侵蚀介质中 以聚合物 聚合物浸渍 以低粘度的聚合物单体浸渍水泥混凝土，然后以热催化法或辐射法处 单体浸渍 混凝土 理，使单体在混凝土孔隙中聚合，能改善混凝土的各种性能
及各种侵蚀性介质的作用，保持其强度和表面完好
性等。 路面破损有水的渗透、冻融循环造成的表面剥落、 收缩开裂、碱骨料反应引起的裂缝以及钢筋砼中的 钢筋生锈造成的表面剥落、开裂等破坏形式。
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砼本身的密实程度、孔结构是影响耐久性的重要 因素。砼是多孔、多相、非均质复合材料，内部
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（3）
（3）
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砼强度的波动规律——正态分布
补充 知识
在正常施工条件下，对同一种砼进行系统的随 机抽样测试，结果表明，其试件强度的波动规
律符合正态分布。
试件砼强度——横坐标，某一强度出现的概
2.轨道摊铺机
3.三辊轴机组
4.小型机具
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配合比设计的任务
包括两个方面：
①选料——按照道路工程的设计要求和施工条件， 以及原材料的技术性能，选择适合制备所需砼的 原材料； ②配料——根据道路设计中指定的砼性能（包括弯 拉强度、工作性、耐久性等）和经济的原则，确 定砼各组成材料的最佳比例关系和用料量。
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水工混凝土 海工混凝土 按 用 途 分 类 抗渗混凝土 道路混凝土 耐热混凝土 耐酸混凝土 防辐射混凝土 结构混凝土
用于大坝等水工构筑物，多数为大体积混凝土工程。要求有抗冲刷、耐磨及抗大气 腐蚀性。依其不同使用条件可选用普通水泥、矿渣水泥或火山灰水泥及大坝水泥等 用于海洋工程（海岸及离岸工程） 。要求具有抗海水腐蚀性、抗冻性及抗渗性 能承受 0.6 MPa 以上水压而不透水的混凝土。可分为普通防水混凝土、 掺外加剂防水混凝土与膨胀水泥防水混凝土。要求有高的密实度及抗 渗性。多用于地下工程及贮水构筑物 用于路面，可用水泥及沥青做胶凝材料。要有足够的耐候性及耐磨性 以铬铁矿、镁砖或耐火砖碎块等为骨料，以硅酸盐水泥、高铝水泥及 水玻璃等为胶凝材料的混凝土。可在 350～1 700℃高温下使用 以水玻璃为胶凝材料，加入固化剂和耐酸骨料配制而成。具有优良的 耐酸和耐热性能 能屏蔽 x、γ 射线及中子射线的混凝土，又称屏蔽混凝土或重混凝土。 是原子能反应堆、粒子加速器等常用的防护材料 用于各种建筑结构物
（补3）
——从生产和使用的角度考虑，希望砼强度的 波动较小，质量较均匀，故要求σ或Cv较小。反之， 则表明砼质量较差。在施工质量控制中，可用σ或 Cv作为评定砼质量均匀性的指标。
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说明：
——因为水泥砼路面要求的抗折强度高， 所以水泥的ห้องสมุดไป่ตู้度等级要求不低于42.5级。
——强度概率分布曲线窄而高，表明强度 测定值比较集中，波动小，砼的均匀性好，施 工水平较高。曲线矮而宽，表明强度测定值离 散程度大，砼的均匀性差，施工水平较低。见 补图2。
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补图2
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离散程度不同的两条强度概率分布曲线
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（4） （4）
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（6）
（6）
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（7）
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砼强度的统计参数及质量均匀性
补充 知识
用强度平均值 f cu和强度标准差σ两个统计参 数描述呈正态分布的强度概率。 强度平均值反映砼总体强度的平均水平，但 不能反映砼强度的波动情况。 强度标准差σ是强度概率分布曲线上拐点与 强度平均值的距离。σ愈大，曲线又矮又宽， 说明强度离散程度愈大，砼的均匀性愈差。
重骨料 按 骨 料 分 类 普通骨料 轻骨料 无细骨料 无粗骨料
以钢球、铁矿石、重晶石等为骨料，混凝土干表观密度大于 2 600 kg/m 。 重混凝土 用于防射线混凝土工程 普通混凝土 骨料为普通砂、石，混凝土干表观密度为 2 000～2 800 kg/m3。可做各种结构 用天然或人造轻骨料，混凝土干表观密度小于 1 950 kg/m3。依其表观 轻骨料混凝土 密度大小又分为结构轻骨料混凝土及保温隔热轻骨料混凝土 用轻粗骨料或普通粗骨料配制而成，混凝土干表观密度为 800～1 850 大孔混凝土 3 kg/m 。适用于做墙板或墙体 细颗粒混凝土 用水泥与砂配制而成。可用于钢丝网水泥结构
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对同一批砼，在某一统计期内连续取样制作 n 组试件（n≥25，每组 3 块），测得第 i 组 试件的立方体抗压强度代表值为fcu,i。 ——强度平均值为n 组试件抗压强度的 算术平均值，计算式：
1 f cu＝ n

i 1
n
f cu ,i
（MPa）
（补1）
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见表（1）。
（1） （1）
（2）
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（1）
——JTG D40-2011《公路水泥砼路面设计规范》
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（2）
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n 组试件抗压强度的标准差σ （又称均方差）。 计算式：
（补2）
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由于在相同生产管理水平下，砼的强度标准差会 随平均强度水平的提高而增大，故平均强度水平 不同的砼之间质量稳定性的比较，可用统计参数 变异系数Cv表示。Cv值愈小，说明砼质量愈均匀。 Cv 计算式：
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砼配合比设计的基本要求
满足砼结构设计——弯拉强度的要求； 满足砼施工——工作性的要求； 满足工程所处环境——耐久性的要求；
符合经济原则 —— 少用水泥（价高），尽可能 采用当地材料和工业废料（如粉煤灰等）。
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能使砼满足对其质量的基本要求。
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配合比参数的确定原则
水灰比 水与水泥间的比例关系。当组成材料一定
时，对砼强度和耐久性起关键性作用。在满足强 度与耐久性要求的前提下，尽量取较大值。
单位用水量 指1 m3砼的用水量，反映水泥浆与
骨料间的比例关系（浆集比）。当W/C一定时， 是控制砼拌合物流动性的主要因素。在满足流动 性的前提下尽量取较小值。
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