谈公路路面混凝土技术要求
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摘要：路面混凝土配合比设计就是根据路面对混凝土设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、和易性等技术要求和经济合理的原则选择原材料，水泥混凝土路面板直接承受车辆荷载的冲击、摩擦和反复弯曲作用，同时由于长期暴露在严峻环境条件下，板中的温度、湿度经常随环境的变化而受到影响。因此，要求路面混凝土应具备优良的技术性质，即优良的工作性、高强和耐久性等。
路面混凝土配合比设计就是根据路面对混凝土设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、和易性等技术要求和经济合理的原则选择原材料，并通过计算、试配和必要的调整，确定混凝土单位体积中各组成材料用量的过程。水泥混凝土路面板直接承受车辆荷载的冲击、摩擦和反复弯曲作用，同时由于长期暴露在严峻环境条件下，板中的温度、湿度经常随环境的变化而受到影响。因此，要求路面混凝土应具备优良的技术性质，即优良的工作性、高强和耐久性等。
1、工作性
工作性又称和易性，通常认为它包含流动性、可塑性、稳定性和易密性这四方面的含义。混凝土拌和物在施工拌和、运输、浇筑、捣实和抹面等过程中不分层、不离析、不泌水， 能均匀密实填充在结构物模板内，即具有良好的工作性。
良好的工作性是使混凝土质量均匀、获得高性能，因而安全可靠的前提。没有良好的工作性就不可能有良好的耐久性。例如，不均匀的拌和物〈离析、泌水)会造成混凝土分层和不密实，出现孔洞和蜂窝等严重缺陷。路面混凝土属于干硬性混凝土，对流动性要求不高，这点有别于其他建筑行业。防止离析和泌水是路面混凝土重点关注的内容，根据路面混凝土摊铺机械的特点，对于新拌路面混凝土施工坍落度可控制在1~5cm条件下，此时新拌混凝土具有较低的坍落度(坍落度损失小)及与各种施工机具的振捣能力和速度相匹配的最优施工和易性、匀质性和稳定性。
对于一般混凝土，当粗集料最大粒径不超过40m时，通常在直观评价水泥混凝土拌和物黏聚性、保水性良好的基础上，用坍落度测定混凝土拌和物的流动性作为工作性的指标，但对坍落度小于1cm的干硬性混凝土，可采用维勃稠度仪测定其工作性。
2、强度
通常水泥混凝土路面在车辆荷载和温度荷载反复弯拉作用下，可能产生疲劳断裂破坏。因此，水泥混凝土路面设计、施工和质量评定的首要技术指标是弯拉强度，这一点与其他水泥混凝土结构中使用抗压强度作为第一强度指标是不同的。这对路面混凝土提出了要有较高的弯拉强度的要求。
路面水泥混凝土用水泥应具有抗折强度高、收缩小、耐磨和耐久性好以及弹性模量低等技术品质，水泥混凝土的强度以28(1龄期的弯拉强度控制。当混凝土浇筑后90d内不开放交通时，可采用90d龄期的弯拉强度控制。各交通等级的混凝土弯拉强度标准值不得低于规定值。条件许可时,应尽量采用较高的设计强度，特别是特重交通的道路。
混凝土板厚计算是以弯拉强度作为控制指标。因此,在计算中所采用的混凝土弹性模量也应根据抗折试验确定。混凝土抗折弹性模量试件尺寸、制作方式以及加荷方式与抗折强度试验相同，并规定用挠度法,取P0.5级时的割线模量为标准。鉴于弯拉弹性模量测试比较费时，又难以测准，在无条件做测试时，可根据混凝土弯拉强度的数据范围选用。
为了保证耐久性、耐磨性、抗冻性等要求，除弯拉强度外，路面混凝土的抗压强度也不应太低。此外，水泥混凝土路面通常在承受温度荷载和车辆荷载重复作用时，会在低于静载一次作用下的极限应力值时出现破坏。路面混凝土疲劳强度随应力重复作用次数的增加而降低，因此要求路面混凝土有较好的抗疲劳性能。
现行水泥规范中所规定的强度等级是由抗压强度确定的,并不完全代表水泥的抗折强度，而水泥混凝土路面第一力学指标是弯拉强度。其次，目前路面混凝土所用水灰比与水泥标准软练砂桨的水灰比一致,此时水泥的抗折强度是混凝土弯拉强度不可逾越的上限。若水泥的抗折强度不高，即使强度等级满足要求，也可能做不到按可靠度理论要求配制28d弯拉强度均值的要求。所以，应以水泥实测抗折强度大于等于7.5 ― 8.0MPa为标准选择高速公路路面用水泥。水泥的实测抗折强度越，对保障混凝土路面的抗折强度越有利。
在要求抗折强度的同时，也对水泥的抗压强度提出了要求，主要是因为在水泥的采购和使用时必须明确其强度等级，水泥在公路路面工程中使用的前提是强度等级必须符合要求，同时抗折强度也应符合要求。水泥强度是强度等级和抗折强度双指标要求，两者应同时满足。
3、耐久性
路面混凝土除了满足上述工作性和强度要求外，还要求具有优良的耐久性。对路面混凝土，由于无遮盖而在大气中，长期受到风霜雨雪的侵烛，因此耐久性的首要指标是抗冻性；其次对路面混凝土因受车辆轮胎的磨耗作用，还要求其有较高的耐磨性，这是其他建筑结构所没有的。
研究表明，密实度是混凝土耐久性的关键,而获得密实的混凝土，水灰比又是关键。由于混凝土耐久性试验周期长，不易进行，故在一般情况下，都在混凝土配合比设计时，采用限制最大的水灰比和限制最小的水泥用量，来满足道路混凝土耐久性的要求。路面混凝土的主要磨损形式是疲劳磨损和磨粒磨损，提高路面混凝土抗磨损能力的措施，就是提高混凝土的断裂韧性，降低脆性，减少原生缺陷，提高硬度或降低弹性模量。
此外，水泥混凝土路面上存在着大量因混凝土变形而设置的纵、横接缝，从路面使用角度看，这些接缝无疑是混凝土路面最薄弱、最易破坏的部位。所以，路面混凝土不仅要求较高的抗折强度，而且还应具有较小的弹性模量和结构刚度、较小的温度变形及干性能。只有水泥混凝土路面板具有小变形能力，才能减小各种接缝的张开位移量。这一方面可增强各种接缝对荷载的传递能力，增强混凝土路面板对边角断裂、碎裂的抵抗能力；
另一方面，水泥混凝土路面板的小变形性能降低了对填缝材料苛刻的技术要求，使其更经久耐用,有利于保持水泥混凝土路面板上最易破坏接缝部位的完好率。这不仅有利于增强水泥混凝土路面的舒适性，而且有利于降低路面的维护费用，提高其运营经济性。因此，小变形性能是水泥混凝土路面对混凝土材料提出的客观使用要求。
参考文献
[1]姜晨光.土木工程概论.化学工业出版社.2009
[2]孙瑞丰.建筑学基础.清华大学出版社.2006