王亞杰 李強(qiáng)

【摘 ?要】隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，公路路面結(jié)構(gòu)的形式越來越多，其中水泥作為一種重要的材料被廣泛的使用在路面上。水泥混凝土是由粗集料（一般是粉煤灰）、礦渣等按照一定比例加入各種配合比，經(jīng)一系列攪拌、交變拌合而成的工業(yè)用膠凝材料。由于其具有良好的綜合性能，所以在實(shí)際工程中被廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】原材;配合比;水泥砼路面強(qiáng)度;影響分析

引言

我國交通事業(yè)快速發(fā)展，道路面積迅速擴(kuò)大，同時(shí)也對(duì)交通運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量產(chǎn)生了越來越大的要求和挑戰(zhàn)。在施工過程中，水泥砼路面會(huì)受到車輛荷載的作用、自身的收縮變形等影響，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)裂縫，使路面的使用性能下降。如何在保證工程的正常進(jìn)行下，提高混凝土的耐久性，延長其壽命，已經(jīng)成為當(dāng)下急需解決的問題。

一、原材及配合比設(shè)計(jì)

混合料中水泥的用量對(duì)其質(zhì)量有很大的影響;而當(dāng)水泥的用量過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其在拌和的時(shí)候出現(xiàn)較大的空隙率，使拌和的混凝土強(qiáng)度降低，同時(shí)也會(huì)使其配合比變得不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生裂縫。在進(jìn)行原材及配合比的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工程的實(shí)際情況，選擇合適的材料以及確定最佳的級(jí)配，這樣才能保證混合料的強(qiáng)度達(dá)到要求。對(duì)于不同的原材料要選用對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法，一般來講，主要包括：膠結(jié)性、水灰比、細(xì)集料含量等。原材與配合比設(shè)計(jì)的要求：（1）原材應(yīng)具有足夠的抗凍性，以保證在長期低溫下保持其穩(wěn)定性。（2）當(dāng) 混合料中的膠結(jié)水含量不足時(shí)，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)陌韬陀昧?，使其不產(chǎn)生龜裂、松散現(xiàn)象。（3）當(dāng)粗集料的組成成分過于復(fù)雜，骨料級(jí)配不甚合理，則選用不同的粗集比，可以獲得性能相對(duì)最佳的混凝土路面。（4）細(xì)骨料的選擇需要滿足工程使用的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在本試驗(yàn)中，水泥用量為150kg/cm，所以只需加入適量的細(xì)骨粉。具體來說，就是通過調(diào)整配合比的顆粒大小來達(dá)到要求。細(xì)砂粒的粒徑越小，水泥砼路面的強(qiáng)度就越高。但同時(shí)，也要考慮到各種因.素對(duì)砂率的影響程度，比如：施工條件、氣候環(huán)境等。如果是在野外進(jìn)行，則最好采用干拌法或濕法。這樣不僅能減少成本，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、材及配合比對(duì)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)性能的影響分析

混凝土是由水泥、水和水等組分按一定配合比攪拌后凝結(jié)成的一種混合物。在道路工程中，主要是由水泥、粗骨料和外加劑組成的混合料。在公路建設(shè)中，水泥混凝土路面作為面層材料，其強(qiáng)度的高低會(huì)對(duì)其產(chǎn)生很大的影響;同時(shí)，也會(huì)對(duì)路面的平整度誥成影響。原材和混合料是由粗集料、細(xì)集料和膠結(jié)材料組成的多孔結(jié)構(gòu)體，在施工過程中，難免會(huì)出現(xiàn)各種細(xì)小的缺陷而影響到整個(gè)工程的質(zhì)量問題，所以對(duì)其的控制就顯得尤為重要。（1）粗骨料的選用 不同的粗骨料對(duì)同一水泥混凝土路面的影響也是不一樣的，相同的細(xì)顆粒級(jí)配碎石，當(dāng)用量不同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其空隙率變化較大，從而降低了水泥砼的密實(shí)度。因此，要根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的砂石級(jí)配，并進(jìn)行合理的配置;在砂石的選取時(shí)，應(yīng)盡量避免使用天然沙礫。（2）水泥與水的比值及其含量的計(jì)算方法研究 水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)該考慮到水灰比、水泥用量以及水膠比等因素的影響來確定。其中又以水泥用量及用水率最為直觀。

三、提升水泥砼路面強(qiáng)度的策略分析

對(duì)水泥混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，可以了解其原材料的組成和特性，同時(shí)還能夠?qū)ζ淇箟簭?qiáng)度、抗折強(qiáng)度等有一個(gè)綜合的評(píng)估方法。在實(shí)際的施工過程中，由于各種因素的影響會(huì)使原材和混合料的不同性能參數(shù)發(fā)生變化，通過對(duì)這些材料的對(duì)比分析，就能更好地確定出最佳的用料比例。在試驗(yàn)中，通常使用的原料有水泥、石子、砂子、沙子、外加劑、水等。而在本次實(shí)驗(yàn)中，選用的是粗細(xì)集料，即粗骨料，細(xì)骨膠凝土粉，它們與水泥的相容性比較好。所以選擇了這幾種材料的前提條件，再根據(jù)試驗(yàn)的要求來選取。

（一）配合比選取

原材料的選擇是原材和配合比的基礎(chǔ)部分，在進(jìn)行材料的配比時(shí)要考慮到各種因素對(duì)其性能的影響以及在施工過程中的實(shí)際情況。通常說，水泥砼的拌合是由拌和機(jī)來完成的;而石子則由粗集料、細(xì)骨料及外加劑等組成。不同的混合料，由于其性質(zhì)的差異性，會(huì)對(duì)其造成一定的影響：當(dāng)粗集料的用量比較少時(shí)，石子的強(qiáng)度就會(huì)較低;當(dāng)細(xì)骨料的用量多時(shí)，石子的強(qiáng)度就會(huì)高。所以對(duì)于同一個(gè)混凝土，應(yīng)該根據(jù)具體的要求來決定哪種礦的用量。不同的原材料組成的混凝土試件，其配合比也是各不相同，其最佳配合比需要根據(jù)工程的實(shí)際情況來進(jìn)行確定。在選擇的時(shí)候，可以考慮到的因素有：溫度、濕度、施工條件等。在這里主要介紹以”下幾個(gè)方面：

（1）水灰比：水灰比是指在一定的時(shí)間內(nèi)，隨著水的循環(huán)作用下，水泥石所釋放出的孔隙數(shù)量多少，以及每一次的孔隙深度。水灰量的大小與所產(chǎn)生的孔隙的面積有關(guān)。如果含水量高，那么空隙就多，當(dāng)含水量低，則空隙少，當(dāng)含水量多時(shí)，空隙就多。因此要控制含氣量。降低水分的含量可通過調(diào)整砂率的方式來實(shí)現(xiàn)。砂率的高低也會(huì)對(duì)砂率的變化造成影響。所以要盡量減少用水量。（2）時(shí)間 要想得到一個(gè)最佳的配合比，必須嚴(yán)格控制水泥砼的初凝時(shí)間。一般來講，在溫度下降的低部位，初凝時(shí)間應(yīng)當(dāng)縮短，但也不能超過30分鐘。如果從低溫開始，此時(shí)砂率又將繼續(xù)增加，而砂率又將降低。因此從這個(gè)意義上來講，為了使瀝青砼的早期承載能力能夠充分發(fā)揮，可以適當(dāng)延長礦的開采深度。

（二）原材及配合比對(duì)路面結(jié)構(gòu)性能預(yù)測(cè)

在對(duì)水泥砼路面基層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)材料的性質(zhì)、施工方法以及原材料的級(jí)配特性等因素綜合考慮。同時(shí)也要充分利用有限元軟件，結(jié)合試驗(yàn)段的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇合適的模型來模擬原材和配合比，并通過分析結(jié)果來確定最佳配合比。并且根據(jù)測(cè)試的試件，將其與標(biāo)準(zhǔn)配合比的試件的強(qiáng)度及收縮率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)于砂石級(jí)配比較復(fù)雜的工程來說，原材和骨料是影響其強(qiáng)度的重要原因。因此為了保證混凝土的質(zhì)量問題，就必須要嚴(yán)格控制砂石的用量。如果用普通的粉煤灰代替部分的粉煤灰，會(huì)導(dǎo)致混凝土的密實(shí)性降低，從而使混凝土的抗拉抗剪承載力下降，最終造成道路的不穩(wěn)定性。

當(dāng)水泥砼路面基層的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值后，便可開始進(jìn)行路基壓實(shí)和修補(bǔ)工作。而在施工過程中，為了保證壓實(shí)度的穩(wěn)定和路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度穩(wěn)定性，必須要對(duì)壓實(shí)機(jī)的型號(hào)、碾壓設(shè)備以及碾成遍數(shù)等因素加以控制。在試驗(yàn)段，由于攤鋪機(jī)攤鋪的速度較快，因此在混合料拌制時(shí)，需要對(duì)拌制好的混凝土面層的厚度及密度來確定。同時(shí)還需測(cè)定不同材料的水泥砼配合比，并將其與實(shí)際的要求相比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了新的問題時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施予以解決。當(dāng)原材及配合比發(fā)生變化的情況下，通過現(xiàn)場檢測(cè)，并結(jié)合規(guī)范的規(guī)定可以看出，原材及其配合比對(duì)于路面結(jié)構(gòu)的影響是非常大的;但是如果沒有根據(jù)具體的工程性質(zhì)，合理地選擇原材料的摻量，就會(huì)導(dǎo)致其與最佳的綜合指標(biāo)相差很大，這也會(huì)造成后期的修復(fù)難度加大。所以說，需要從根本上找出原因，然后制定出有效的解決方案來解決問題。

結(jié)語

本文以水泥砼為研究對(duì)象，主要對(duì)其組成成分以及對(duì)原材料的影響因素進(jìn)行了分析，并針對(duì)這些影響因素，提出了一些相應(yīng)的建議和措施。希望可以提高道路的耐久性，延長路面的壽命和質(zhì)量。同時(shí)也為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭敬業(yè)，賈海洋.水泥砼路面抗鹽凍性能研究[J].公路與汽運(yùn)，2020（01）：81-84+97.

[2]郭敬業(yè)，賈海洋.水泥砼路面抗鹽凍性能研究[J/OL].公路與汽運(yùn)，2020（01）：81-84+97.

[3]趙婷.公路水泥砼路面修復(fù)處理方案剖析[J].四川水泥，2019（02）：15+14.

（作者單位：1.陜西省韓城公路管理局;2.渭南沙王大橋養(yǎng)護(hù)管理站）