混凝土路面技术要求及配合比设计

混凝土路面技术要求及配合比设计

1、技术要求

（1）强度：包含混凝土的抗弯拉强度和弯拉弹性模量。

（2）耐久性。

行车磨损，寒冷积雪地区防滑链轮胎和带钉轮胎的冲击，风吹日晒、雨水冲刷及冰雪冻融。应注意以下几点要求：

a、混凝土组成材料的质量符合标准要求；

b、合理选择水泥品种；

c、适当控制水灰比及水泥用量；

d、选用较好的砂石集料及改善集料级配；

e、掺加外加剂，如引气剂、减水剂等。

（3）和易性：

较大的流动性，便于拌和均匀；不发生离析现象；捣实密实，不发生麻面蜂窝等。

测定方法：坍落度试验、维勃稠度试验和捣实因素试验等。

影响因素：水泥浆数量、水泥浆稠度、砂率、水泥品种和集料性质、外加剂等。拌制时，必须根据使用材料、施工机械、施工气候等条件，在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下，选择合理的配合比和适宜的坍落度，或掺加各种外加剂（如减水剂、流化剂等），以提高混凝土的和易性。

（4）表面特性。

混凝土路面应具有良好的表面功能（或表面特性），即要求路面具有足够的抗滑、耐磨及平整性。

采用坚硬、耐磨、表面粗糙的集料，可提高路面的抗滑能力；选用优质材料（包括填缝料）进行合理组成设计，提高路面的耐磨性；依靠控制混合料的均匀性、和易性，提高表面的平整度。

2、材料要求

原材料包括水泥、粗集料（碎石）、细集料（砂）、水、外加剂、填缝材料及加强钢筋等。

（1）水泥

根据公路等级、工期要求、浇筑方法、路用性能要求、经济性等因素按表5选用。

特重和重交通选用不小于525号的水泥；中等和轻型交通，选用标号不小于425号的水泥；供应条件允许时，优先选用早强水泥，缩短养护时间。

采用机械化铺筑时，宜选用散装水泥。散装水泥的夏季出厂温度：南方不宜高于65℃，北方不宜高于55℃；混凝土搅拌时的水泥温度：南方不宜高于65℃，北方不宜高于55℃，且不宜低于10℃。

水泥的物理性能和化学成分应符合表6要求。

（2）粗集料

质地坚硬、耐久、洁净、有良好级配的碎石、碎卵石、卵石。各项技术

指标符合表7要求。

高速、一级、二级及有抗盐（冻）要求的三、四级公路不低于Ⅱ级，无抗盐（冻）要求的三、四级公路、碾压及贫混凝土基层可使用Ⅲ级。有抗盐（冻）要求时，Ⅰ级集料吸水率不应大于1.0%；Ⅱ级不应大于2.0%。按最大公称粒径采用2~4个粒级进行掺配。卵石不宜大于19.0mm；碎卵石不宜大于26.5mm；碎石不应大于31.5mm。

（3）细集料

质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂。高速、一级、二级公路及有抗盐（冻）要求的三、四级公路应不低于Ⅱ级，无抗盐（冻）要求的三、四级公路、碾压及贫混凝土基层可使用Ⅲ级砂。特重、重交通宜使用河砂，硅质含量不低于25%。各项技术指标符合表9要求。

级配符合表10要求，天然砂宜为中砂，也可使用细度模数在2.0~3.5之间的砂。同一配比砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则，分别堆放，调整配合比中的砂率。

（4）水

饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水。对水质有疑问时，应检验下列指标，合格者方可使用。

硫酸盐含量（按SO42-计）小于0.0027mg/mm3；含盐量不得超过0.005 mg/mm3；PH值不得小于4。且不得有油污、泥和其他有害杂质。

（5）外加剂

技术指标应符合表11要求。提供品质检测报告，说明主要化学成分，认定对人员无毒副作用。

引气剂应选用表面张力降低值大、水泥稀浆中起泡容量多而细密、泡沫稳定时间长、不溶残渣少的产品。有抗冰（盐）冻要求地区，各交通等级路面必须使用引气剂；无抗冰(盐)冻要求地区，二级及二级以上公路路面混凝土中应使用引气剂。

处在海水、海风、氯离子、硫酸根离子环境的或冬季洒除冰盐的路面宜掺阻锈剂。

（6）钢筋

钢筋网、传力杆、拉杆等符合标准要求。外观顺直，不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和锈蚀。传力杆加工应锯断，不得挤压切断。

（7）接缝材料

胀缝板要适应混凝土膨胀和收缩、施工时不变形、弹性复原率高、耐久性好。如塑胶、橡胶泡沫板或沥青纤维板。

填缝料具有与混凝土粘结牢固、回弹性好、不溶于水、不渗水，高温时不挤出、流淌、抗嵌入能力强、耐老化龟裂，负温拉伸量大，低温不脆裂、耐久性好等。常温填缝料有聚（氨）酯、硅树脂类，氯丁橡胶、沥青橡胶类等。加热式有沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类等。

3、配合比设计

根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和经济合理的原则，通过试验确定各成分的配合比例。主要任务是选择水灰比、用水量和砂率3个参数。一般配比设计步骤为：

（1）根据已有的配合比试验参数或以往的经验，得出初拟设计配合比；（2）按初拟设计配合比进行试拌，考察混合料的工作性，按符合要求的情况作必要的调整；然后进行强度和耐久性试验，按符合要求的情况再做必要的调整，得到设计配合比；

（3）根据现场浇筑条件，如集料供应情况（级配、含水量等）、摊铺机具和气候条件等，进行适当调整，得出施工配合比。

经验公式法配合比设计，其步骤如下：

a.确定混凝土的配合比强度fc

fc=Ri*fcm

式中：fcm 设计弯拉强度（见表4），MPa；

Ri 提高系数，其值为1.10~1.15。

b.计算水灰比w/c

碎石混凝土：w/c=1.5684/（fc +1.0079-0.3485fsc）

砾石混凝土：w/c=1.2618/（fc +1.5492-0.4565fsc）

式中：fsc 水泥实测28d抗折强度（MPa）

最大水灰比应符合规定：公路、城市道路和厂矿道路，不应大于0.50；机场道路和高速公路，不应大于0.46；冰冻地区冬季施工，不应大于0.45。如采用真空脱水工艺施工，水灰比可放大5%~10%，但脱水后的剩余水

灰比须满足上述要求。

c.计算用水量w

水灰比已定条件下，确定用水量实质上就是确定混凝土中的水泥浆用量，而后者取决于混凝土的工作性要求和组成材料性质，细集料的粗度和含量等。每立方米混凝土的用水量w（kg/m3）可按以下经验公式确定：

碎石混凝土：w=104.97+3.09hs+11.27（c/w）+0.61sr

砾石混凝土：w=86.89+3.70hs+11.24（c/w）+1.00sr

式中：sr 砂率，%；参照表15选用，或按理论计算法确定；

hs 坍落度，cm；一般取1~3cm。

按理论计算法计算砂率时，采用下式：

sr =k*[s*Vg*(sVs+g)]

式中：s细集料（砂）的松装密度，kg/cm3；

g粗集料（石子）的松装密度，kg/cm3；

Vs1立方米混凝土中细集料（砂）的松装体积，m3；

Vg1立方米混凝土中粗集料（石子）的松装体积，m3；

k拨开系数，在1.0~1.2范围内，一般可取1.05。

d.计算水泥用量c

c=w（c/w）

一般不小于300kg/m3，不大于450kg/m3。

e.计算集料用量

在已知砂率、单位用水量、水泥用量的情况下，可采用绝对体积法或假

定密度法确定粗、细集料的用量。绝对体积法计算，细集料用量：

S=( 100-w/w-c/c)/(1/s +[(100-sr)/sr](1/g))

粗集料用量：g=s[(100-sr)/sr]

假定密度法，细集料用量：S=sr(b-c-w)/100

粗集料用量：g=s[(100-sr)/sr]

式中: w水的密度，g/m3，可取1；

c水泥的密度，g/m3，可取2.9~301；

s细集料的表观密度，g/m3；

g粗集料的表观密度，g/m3；

b混凝土的假定密度，g/m3，可取2.4~2.5。

f.外加剂用量

通过试拌与试验确定，一般不超过水泥用量的5%。

g.配合比的调整

A、试拌调整。

B、强度校核。

C、试验室配合比计算。

D、施工配合比换算。