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混凝土路面技术要求及配合比设计
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-04-15 14:42:36

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。

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(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。

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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。

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(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。

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(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。

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(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。

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(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。

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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。

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按理论计算法计算砂率时,采用下式:

sr =k′*[ρs*Vg*(ρsVs+ρg)]

式中:ρs—细集料(砂)的松装密度,kg/cm3;

ρg—粗集料(石子)的松装密度,kg/cm3;

Vs—1立方米混凝土中细集料(砂)的松装体积,m3;

Vg—1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/ρw-c/ρc)/(1/ρs +[(100-sr)/sr]×(1/ρg))

粗集料用量:g=s[(100-sr)/sr]

假定密度法,细集料用量:S=sr(ρb-c-w)/100

粗集料用量:g=s[(100-sr)/sr]

式中: ρw—水的密度,g/m3,可取1;

ρc—水泥的密度,g/m3,可取2.9~301;

ρs—细集料的表观密度,g/m3;

ρg—粗集料的表观密度,g/m3;

ρb—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。

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