公路工程項目建設(shè)中的半干硬性水泥混凝土配合比設(shè)計

劉帥

河南省范縣農(nóng)村公路管理所 河南濮陽 457500

1 混凝土路面裂縫的成因分析

混凝土路面通車一段時間后，逐步出現(xiàn)病害，跟蹤調(diào)查幾條路面最終得知，路面的早期病害主要由路面的裂縫造成。路面的裂縫主要由混凝土的收縮及混凝土面板的主體結(jié)構(gòu)荷載破壞而引起，然而引起混凝土路面裂縫的最主要原因就是施工時混凝土水灰比大，混凝土的坍落度大?；炷劣卸喾N形式的收縮，在不同時期往往相伴發(fā)生或單獨發(fā)生。混凝土收縮的主要類型有以下幾種：（1）塑性收縮。塑性收縮伴隨著混凝土的整個從加水，到初凝，到終凝整個過程，它主要發(fā)生在混凝土的施工階段。一般發(fā)生在混凝土的初凝到終凝整個過程。引起塑性收縮裂縫主要由兩方面造成，一方面是施工時混凝土坍落度過大，從而引起失水收縮；二是由于混凝土坍落度大，過分振搗引起的泌水和混凝土內(nèi)部不同骨料顆粒的不均勻沉降引起的應(yīng)力收縮。因為這些都發(fā)生在混凝土凝結(jié)塑性階段，故稱塑性收縮。（2）環(huán)境收縮。已終凝的混凝土置于干燥的環(huán)境中在強度增長過程中由于水分逐步散失而引起干燥收縮。影響干燥收縮的因素很多，如環(huán)境溫度、水泥用量、水泥的細度、漿集比、水灰比、混凝土振搗密實狀況、養(yǎng)護質(zhì)量和養(yǎng)護時間等。其中影響最大因素為混凝土的養(yǎng)生質(zhì)量和密實狀況。干縮變形對混凝土路面的危害很大，施工中必須加以控制。（3）溫度收縮。產(chǎn)生溫度收縮的原因是混凝土凝結(jié)及強度增長過程中水泥水化熱、環(huán)境溫度、太陽輻射作用使混凝土在高溫下凝結(jié)、且表面與內(nèi)部溫度差別較大產(chǎn)生收縮所致。（4）碳化收縮?；炷撂蓟^程會增加其表面收縮，引起混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)微細裂縫，從而降低其抗彎拉強度。碳化收縮會在混凝土表面產(chǎn)生蜂房狀微裂紋。

2 原材料

（1）粗集料。瀝青混合料層中，粗集料涉及材料較多，包括礦渣、碎石、鋼渣、破碎礫石等，但是通常情況下，一級公路及高速公路不采用礦渣及篩選礫石。根據(jù)現(xiàn)階段公路發(fā)展現(xiàn)況，瀝青路面粗集料以石灰?guī)r為主。碎石質(zhì)量及其粒徑均需要符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。（2）細集料。目前，瀝青路面較為常用的細集料有石屑、機制砂和天然砂等。對于瀝青路面表面層來講，通常采用的細集料是機制砂。機制砂表面不規(guī)則，在粘附瀝青方面具有顯著效果。細集料應(yīng)選擇無雜質(zhì)、無風化、干凈、干燥的材料，而且顆粒級配適當。（3）纖維穩(wěn)定劑。目前，瀝青混合材料中木質(zhì)素纖維是較為常用的纖維穩(wěn)定劑。處于250℃環(huán)境中的纖維不發(fā)脆和變質(zhì)，則表示纖維符合有關(guān)管標準，其不會對人類身體健康造成危害。一般情況下，纖維保存環(huán)境是有棚蓋的地方或者室內(nèi)，使用及運輸期間，防止結(jié)團或者受潮。（4）填料。瀝青混合料中較為常用的礦粉，選擇巖漿巖中或者石灰?guī)r中的強基性巖石等憎水性石料，該類石料經(jīng)過仔細研磨獲得礦粉，除掉原石料中泥土雜質(zhì)，確保礦粉潔凈、干燥，可以從礦粉倉中自由流出。瀝青混合材料中，礦粉的質(zhì)量應(yīng)與JTGF40-2004中的標準相同。施工期間，反復(fù)測試，確保其質(zhì)量，經(jīng)過檢查合格的礦粉應(yīng)用于生產(chǎn)當中。（5）瀝青。以瀝青等級將道路石油瀝青分為四級，即A、B、C、D級。以CJJ1-2008規(guī)定為依據(jù)，道路面層采用A級瀝青，就次干道及其下道路應(yīng)用B級瀝青。改性瀝青應(yīng)用期間，由于改性劑與基質(zhì)瀝青配伍性較好，因此使用過程中，應(yīng)嚴格落實有關(guān)規(guī)范，確保其質(zhì)量。

3 設(shè)計瀝青混合料配合比

（1）合理設(shè)計目標配合比。以設(shè)計文件結(jié)構(gòu)層的要求為依據(jù)，對相應(yīng)的符合標準材料進行選擇，首先計算礦料級配比，對其最理想狀態(tài)的配合比進行尋找。通常情況下，采用與級配范圍中數(shù)值相近的試配結(jié)果?！兑?guī)范》中建議，以工作經(jīng)驗為依據(jù)，對最理想瀝青含量范圍進行規(guī)定，利用0.5%間隔的油石比對5-6組試件進行而配置，然后計算試件密度、流值、馬歇爾穩(wěn)定度、瀝青最理想用量、孔隙率等，之后根據(jù)最理想瀝青用量制作有關(guān)器件，并進行高溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性試驗。以驗證結(jié)果為依據(jù)，若驗證結(jié)果與有關(guān)規(guī)定不符，則需要對材料進行重新選擇、合理調(diào)整級配或者通過其他方法進行二次試驗，一直到與有關(guān)要求相符，對相對理想的配合比進行明確。（2）驗證生產(chǎn)配合比。利用實際施工預(yù)期結(jié)果驗證生產(chǎn)配合比，判斷依據(jù)包括碾壓后表面狀況、離析狀況、拌合均勻度及混合料的顏色等，與此同時，選取攤鋪后混合料中的樣品開展馬歇爾試驗。通過鉆心取樣等試驗檢驗?zāi)雺憾?，實時監(jiān)控生產(chǎn)過程，對每種設(shè)備參數(shù)材料是否投放準確進行檢查[3]。就該階段涉及到數(shù)據(jù)進行整理歸納并對比分析，若有關(guān)指標與設(shè)計文件及規(guī)范中的要求不符，則需要合理調(diào)整生產(chǎn)配合比，直到與設(shè)計要求相符，然后以此依據(jù)撰寫總結(jié)報道，向業(yè)主及監(jiān)理匯報，在其批準后開展操作。（3）設(shè)計生產(chǎn)配合比。明確目標配合比后，通過實際施工期間應(yīng)用混合料拌合設(shè)備二次篩分設(shè)計生產(chǎn)配合比。試驗過程中，根據(jù)目標配合比設(shè)計的比例設(shè)計礦料，從冷料倉選取材料，試驗各項指標，確保其合成級配與標準范圍中的數(shù)值相符或者接近，根據(jù)該配比開展拌合，利用熱拌合料方法開展馬歇爾試驗，本次試驗中的油石比是通過目標配合比獲取的油石比±0.3%進行明確。利用相同的目標配合比試驗方法對最理想用油量進行明確，該結(jié)果是生產(chǎn)配合比。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國公路路面采用的主要材料是瀝青混凝土。因為瀝青路面使用性能優(yōu)良，且駕駛舒適性好，可快速施工，方便維修。與此同時，瀝青混凝土具有較高強度、使用時間久、噪音小、防水性強，而且具有較好的平整度，所以，在城市道路及公路建設(shè)方面被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段，大部分瀝青路面采用改性的瀝青混凝土路面或者瀝青混凝土路面。綜上所述，以上內(nèi)容就是對公路工程項目建設(shè)中的半干硬性水泥混凝土配合比設(shè)計的論述。