碾壓混凝土農(nóng)村公路配合比設(shè)計(jì)研究

吳 昊

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

目前，農(nóng)村公路的修建存在著諸如投資難、后期維修難、隱患與危害并存等難題。碾壓混凝土自身含水量較少，為通過振動壓實(shí)施工使其達(dá)到高壓實(shí)度、高耐久度的水泥混凝土[1]。由于其為特干硬性混凝土且施工工藝上的特點(diǎn)，讓碾壓混凝土擁有了水泥用量較少、施工迅速、養(yǎng)護(hù)時(shí)間短、剛度大等一系列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢，將其運(yùn)用于農(nóng)村公路路面建設(shè)中將會取得較好的效果[2，3]。

1 碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

當(dāng)施工所需原料（膠凝材料、摻和料、集料及外加劑等） 明確后，應(yīng)在施工前相應(yīng)時(shí)段內(nèi)取有普遍性的試樣進(jìn)行碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

1.1 簡捷經(jīng)驗(yàn)公式法

通過現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)公式及特定的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，通過必要的試拌調(diào)整，僅需要少量的試驗(yàn)就可獲得滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工要求的碾壓混凝土配合比，此方法叫做簡捷經(jīng)驗(yàn)公式法。

理論配合比中水含量W和改進(jìn)VC值計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式：

碾壓混凝土和水泥膠漿標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下28d 的抗折強(qiáng)度以及灰水比C/W 的經(jīng)驗(yàn)公式：

碾壓混凝土28d 抗折強(qiáng)度F28 與7d 抗壓強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式：

碾壓混凝土理論配合比中單位粗集料的石子填充體積（%） 參考見表1

1.2 正交試驗(yàn)法

確保施工過程中混合料的和易性以及路用性能滿足條件是碾壓混凝土配合比的設(shè)計(jì)原則。選用正交試驗(yàn)法進(jìn)行碾壓混凝土配合比設(shè)計(jì)，能夠獲得配合比內(nèi)每個(gè)要素對設(shè)計(jì)指標(biāo)的作用規(guī)律以及程度。

表1 石子填充體積百分率Vg 值參考表

2 正交設(shè)計(jì)法配合比設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)

碾壓混凝土正交試驗(yàn)可選用水量、水泥用量、石子填充體積3 個(gè)因素[4，5]；摻粉煤灰的碾壓混凝土可選用水量、基準(zhǔn)膠凝材料總量、粉煤灰摻量、石子填充體積4 個(gè)因素。每個(gè)因素選擇3 個(gè)水平，運(yùn)用L9正交表安排試驗(yàn)。本文試驗(yàn)未摻加粉煤灰，選L9(33) 正交表進(jìn)行試驗(yàn)。

對正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀及回歸分析，其考察指標(biāo)為改進(jìn)VC 值及28d 抗折強(qiáng)度。根據(jù)直觀分析結(jié)果綜合考慮拌合物的工作性，確定滿足28d 抗折強(qiáng)度等設(shè)計(jì)要求的正交配合比。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理獲得上表2，由表2 通過回歸計(jì)算獲得抗折強(qiáng)度與水灰比、用水量與改進(jìn)VC 值的回歸方程如下：

2.3 確定配合比

通過上述正交試驗(yàn)可知，石子填充體積百分率對碾壓混凝土的28d 抗折強(qiáng)度以及改進(jìn)VC 值的影響都不明顯。綜合考量碾壓混凝土修筑時(shí)方便修整，我們適度的下調(diào)了粗集料的用料，石子填充體積一般可以選為70%。根據(jù)公式G=Vg×γ 確定最終石子用量G=1700kg/m3×70%=1190 kg/m3。

表2 碾壓混凝土水灰比W/C 與改進(jìn)VC 值及28d 抗折強(qiáng)度的關(guān)系

定義農(nóng)村道路碾壓混凝土抗折強(qiáng)度為4.5MPa，得出水灰比W/C：

依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)將改進(jìn)VC 值定為40s，可得出水含量W：

根據(jù)獲得的水灰比W/C，可得出水泥含量C：

計(jì)算砂子用量S（絕對體積法）

3 結(jié)語

正交試驗(yàn)法配合比設(shè)計(jì)可根據(jù)工程項(xiàng)目大小定義不同數(shù)量的設(shè)計(jì)因素與因素水平，而通過正交試驗(yàn)法計(jì)算得到的回歸方程與試驗(yàn)總結(jié)獲得的簡潔經(jīng)驗(yàn)公式法配合比設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)方程相類似；正交試驗(yàn)法可大幅減少試驗(yàn)量，通過正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)以完成對設(shè)計(jì)因素的檢驗(yàn)并確定合理值。