谈论水泥混凝土路面设计中关键问题的思考

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一、前言

随着我省交通运输事业的不断发展，交通量的持续增长及公路等级的不断提高，水泥混凝土路面的发展愈来愈为广大工程技术人员所重视。下面就是水泥混凝土路面的造价及设计中的一些问题谈几点认识。

二、造价问题

关于水泥混凝土路面的造价问题对水泥和沥青路面的维修费用，经过分析比较确认水泥混凝土路面的维修费用要比沥青路面高出30%—50%，以30年为期限的总投产费用计算，包括修建费。养护费（水泥路面1300元/年公里，沥青路面4500元/年公里以几沥青路面使用末期的大修补强费（按10厘米的沥青混凝土计，16万元/公里，如果考虑一倍的材料涨价因素，到15年末期的大维修费用为32万元/公里，利率按8%计，折现金为10万元，水泥混凝土路面比沥青路面少17%，所以，从长远看来维修水泥混凝土路面是经济的。

三、配合比设计中的材料要求

我国现行《水泥混凝土路面设计规范》中，关于水泥混凝土路面的设计强度，是以其抗折强度为标准，为满足强度要求而进行的配合比设计。这是水泥混凝土路面设计中的一象重要内容，而组成水泥混凝土的水泥和集料的质量，又是影响其强度的重要影响因素。因此，对材料的质量应充分重视。

1.水泥

水泥是混凝土中的胶结材料，其质量好坏，直接决定着水泥混凝土的强度，故在配合设计比中。首先应对水泥的标号及其特性有一个全面的了解。特别是用水泥修建混凝土路时，更应该如此。因为水泥混凝土路面要区的抗折强度高，所用的水泥标号最好不低于425号。由于地方小水泥在凝结硬化过程中体积变化的不均匀性。即安定性不良，会使水泥混凝土路面板产生危险的裂缝，所以对小水泥的利用应持慎重态度。特别是在不能保证施工质量的情况下，用小水泥修建混凝土路面，更容易出现问题。在施工中应根据小水泥的特点，制定相应的施工方法和采取一定措施，以保证施工质量。采用复合式水泥混凝土路面结构，即面层采用优质水泥，下层采用安定性较差的水泥，按结合式施工方法进行，这样既可利用当地水泥，同时也能保证水泥混凝土路面的强度。

2.中砂或细集料

混凝土中的细集料，一般采用天然砂，并要求砂颗粒具有耐磨粗糙等特点。《规范》中对砂的级配、含泥量、有机质含量等均有一定要求。但是从全省各地砂的质量来看，能够完全满足《规范》要求的并不多。这意味着，在配制混凝土过程中，需进行加工，必要时甚至还需远运，这样不但增加了投资费用，而且质量也难保证。如果能根据当地材料供应情况，就地加工石灰岩石屑代替普通砂，既可降低造价，又能保证质量。

根据我省的建筑部门的试验成果表明，石灰岩石屑有下列特征：①具有可靠的化学稳定性。②石屑杂质少，含泥量小。③石屑与水泥的黏结力比中砂强，石屑的表面积比砂子大且表面粗糙。④吸水率低、用水量少，有利于强度的提高。⑤级配连续，粒径的搭配有利于堵塞微小空隙，使其达到最大密实度。石屑的上述特点，为配制混凝土提供了广阔的料源，特别是对石灰岩储量丰富的山西，必将带来显著的经济效益。

混凝土中的粗骨料与水泥的粘结力有很大的关系，表面粗糙，并富有棱角的骨料，与水泥石的结合力强，混凝土的强度也高。所以应选用强度高、耐久性好、表面粗糙有棱角的碎石做混凝土的粗骨料能有效的提高混凝土的抗折强度。经试验表明：用碎石配制的水泥混凝土比卵石配制的水泥混凝土，抗折强度高出8%左右。其次由于石灰岩碎石，表面为方解石晶面，能与水泥石牢固的结合，有较高的抗折强度，有条件时，最好选用石灰岩碎石做为水泥混凝土的粗集料。

3.水灰比

实践证明,在水泥标号相同的情况下,混凝土的强度随水灰比的增大,而有规律的降低.这是应为是你水化时,所需的结合水,只占水泥重量的10-25%.如果增大水灰比,即增大用水量,就会使多余的水份裹敷在沙浆界面上.这不但影响水泥浆的结合,同时易产生干缩裂缝.但是为了和易性的需要,又不得不增大水灰比.一般情况下,水泥混凝土适宜的水灰比为:0.4-0.5.如果把水灰比降低到最低限度,就能提高混凝土的强度,特别是能减少收缩裂缝,现在采取的措施是加入减水剂,如果在混凝土中掺入0.25-0.3%的木质素磺酸钙(阴离子表面活性剂)减水剂、减水率能达到10-15%,节约水泥10%.另外采用真空吸水新工艺也可取得满意效果。