水泥混凝土路面(说说水泥路面混凝土应注意的一些问题)

Posted 2023-05-30

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水泥混凝土路面(说说水泥路面混凝土应注意的一些问题)

路面混凝土配合比设计在考虑经济性的同时，应满足其工作性性能、抗折强度（弯拉强度）、耐久性等要求。

（一）路面对原材料的要求

（1）水泥

宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥抗折强度及安定性对混凝土抗折强度有很大的影响，水泥抗折强度一般比同水胶比混凝土抗折强度高2MPa。因此，对于抗折强度大于4MPa的路面混凝土，应采用≥42.5级水泥，且抗折强度≥6.5MPa。水泥安定性不良，易造成收缩变形大，造成裂缝，同时降低混凝土抗折强度，水泥的游离氧化钙≤1.0%。同时控制，水泥C3A含量不大于7%。有耐磨、抗冻要求时可以考虑加入20kg/m3左右的硅灰。

（2）骨料

粗骨料的压碎值标对混凝土抗折强度影响很大，应优选压碎值低的粗骨料，一级公路的碎石压碎值≤10%，有抗（盐）冻要求时，骨料吸水率≤1.0%。粗骨料粒径偏小，有利于提高混凝土抗折强度，粗骨料最大粒径不宜大于31.5mm。细骨料宜选用中砂，一级公路含泥量不超过1.0%。

（3）外加剂

有冰（盐）冻要求的公路，应使用引气剂。有氯离子、硫酸根离子的钢筋混凝土，宜掺阻锈剂。

（二）配合比参数对抗折强度的影响

（1）水泥用量

水泥用量的提高可以大幅度提高抗压强度，但对抗折强度的提高却很有限。如，试验表明单位水泥用量提高100kg/m3，混凝土抗压强度提高而抗折强度仅提高10%左右。因此，单纯用提高水泥用量的办法来提高抗压强度不经济，也非很有效。

（2）水胶比

抗压强度和抗折强度都随着水胶比的减低而增加，但抗压强度增加的幅度大于抗折强度。如，水胶比从0.5降低至0.4时，混凝土抗压强度可以提高30%左右，而抗折强度仅增加10%左右。实践发现，降低水胶比的同时增加水泥用量，才能较明显提高混凝土抗折强度。

（3）含气量

一般来说，随着含气量的增加，混凝土工作性提高，混凝土抗折强度和抗压强度一样随着含气量的增加，均表现先增加后降低。当含气量在3%～6%时，抗折强度可以增加10%左右。

（4）砂率

砂率大小会直接影响混凝土工作的性能，使混凝土的强度和密度和耐久度都有很大的影响。一般骨料松散的容量和石子空隙率都会影响砂率，在砂率实际的配比试验中，尽量降低砂率以提高抗裂要求。

（三）路面混凝土的配合比参数确定

（1）混凝土抗压强度等级与抗折强度的大致关系

混凝土强度等级	C30	C35	C40	C45～C50
混凝土抗折强度（MPa）	4.5	5.0	5.5	6.0

（2）混凝土设计抗折强度的确定

混凝土28d抗折强度fc符合《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）的规定：

Fc=fr÷(1-1.04Cr)+tS

式中：fc——配制抗折强度；fr——抗折强度设计值；S——标准差；t——保证率系数（按表1确定）；Cr——抗折强度变异系数（按表2确定）。

表1 保证率系数t

公路等级	判别概率	样本数（n）
公路等级	判别概率	3	6	9	15	20
高速公路	0.05	1.36	0.79	0.61	0.45	0.39
一级公路	0.10	0.95	0.59	0.46	0.35	0.30
二级公路	0.15	0.72	0.46	0.37	0.28	0.24
三级公路	0.20	0.56	0.37	0.29	0.22	0.19

表2 抗折强度变异系数Cr

公路等级	高速公路	一级公路		二级公路	三、四级公路
抗折强度变异水平	低	低	中	中	中	高
变异系数Cr允许变化范围	0.05～0.1	0.05～0.1	0.1～0.15	0.1～0.15	0.1～0.15	0.15～0.2

（3）水胶比计算

碎石：

W/B=1.5684÷(fc+1.0097－0.3595fs

卵石：

W/B=1.2618÷(fc+1.5492－0.4709fs

式中：W/B——水胶比；fc——配制抗折强度；fs——水泥实测28d抗折强度。

（4）用水量

碎石：

W0=104.97+0.309SL+11.27×(B÷W)+0.61SP

卵石：

W0=86.89+0.370SL+11.24×(B÷W)+1.00SP

式中：SL——坍落度；SP——砂率

（二）路面混凝土对施工要求

（1）混凝土浇筑前，地基需充分湿润，防止基层吸收混凝土拌合物中的水导致路面开裂，但地基不能有明显积水。

（2）高温或大风天气不宜施工，防止混凝土失水过快造成开裂，炎热高温的夏季应选择晚上施工。

（3）路面混凝土浇筑振捣后，用木抹子磋压两遍，提浆2～3mm，初凝前，铁抹子抹压收光，消除混凝土表面毛细孔及微裂缝。

（4）道路拐弯处容易开裂，宜设置施工缝，以减少混凝土收缩。

（5）混凝土收光后，保湿养护不少于7d。

（6）混凝土浇筑后300～400℃·h，混凝土抗压强度5～10MPa时应及时进行切缝，切缝过早造成混凝土边沿受损，切缝过晚混凝土路面产生横向裂缝。

（7）混凝土抗压强度达到15～20MPa时，用刻纹机刻纹。

（8）做好混凝土养护工作，不得过早投入使用。

（三）一些常见的混凝土路面缺陷

（1）起包胀裂

造成这一现象的原因可能是，混凝土骨料中混入生石灰，遇水膨胀开裂。也可能是粉煤灰中游离氧化钙、脱硫石膏含量超标，游离氧化钙、脱硫石膏水化速度慢，混凝土硬化后才开始水化，体积膨胀开裂。使用高钙灰、脱硫灰时，应注意检测安定性，合格后方可使用。

（2）混凝土路面起砂、起皮

混凝土路面起砂起皮可能有以下原因引起的：

1.混凝土浇筑后，表面未养护或养护不及时，表面失水，部分胶凝材料未水化，耐磨性降低，过早上车使用，表面造成起砂。

2.混凝土浇筑后、初凝前遭受降雨，混凝土表面水胶比变大，表面强度降低，耐磨性降低。

3.北方的冬季，施工后未及时采用保温养护，混凝土表层受冻，次年春天发现路面起砂、脱皮。

（3）路面起灰

混凝土浇筑后虽采用薄膜覆盖、养护，但路面硬化后，用扫把扫表面起灰，与起砂不同仅仅是起灰。造成这一现象的原因可能是混凝土施工过程中振捣、抹压、收光等工序造成拌合物中的粉煤灰、泥粉等轻质组分上浮，未能二次水化，在混凝土表面形成粉末状。因此，混凝土路面混凝土生产时，应控制粉煤灰用量、砂石含泥量及石粉含量。

（4）路面硬化后，表面出现指甲盖大小的裂缝或凹坑

这一现象可能是砂石中含有泥块，施工振捣时部分泥块上浮至混凝土表层，混凝土硬化后泥块干燥收缩，与混凝土分离，先形成指甲盖大小的裂缝，后形成凹坑。因此，混凝土生产过程中应严格控制砂石质量，使用不合格砂石，会造成严重质量后果。

（5）路面浇筑后出现“弹簧”现象

路面混凝土浇筑后，表面硬化，混凝土下部松软没有凝结，形成类似于“弹簧”的现象。该现象一般出现在气温高（或风大）、蒸发快的天气，表面蒸发快失水形成硬壳，内部尚未凝结。生产过程中，应注意控制外加剂用量或者外加剂中缓凝组分用量。

（6）塑性失水裂缝

表层收缩裂缝产生于混凝土道路表面，缝的深度较浅，长短不一，形状、方向均不规则。表层收缩裂缝一般出现在混凝土初凝与终凝之间，高温天气及风天施工应防止水分丧失过快，造成塑性收缩开裂。水泥混凝土施工中，抹面工艺是道重要的工序，它对提高路面密实度、密封泌水通道、消除混凝土早期塑性收缩裂缝、提高路面耐久性等起着非常重要的作用。施工实践证明：抹面4～5次可以明显减少水泥混凝土路面早期裂缝的产生。

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