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【摘 要】本文结合张石高速公路复合式路面研究，对连续配筋混凝土的基准配合比进行了试验，经过反复试验，推荐了水泥混凝土的基准配合比，且应用良好。
【关键词】连续配筋混凝土；基准配合比；试验
【Abstract】The article combine a stone superhighway compound type road research， matching with to the basis which goes together with Jin concrete in a row compare carry on experiment， pass by again and again experiment， recommended the basis of the cement concrete a match a ratio， and application good.
【Key words】Continuous concrete in row； Basis match comparison； Experiment
连续配筋混凝土（CRCP）路用水泥混凝土材料的性能和施工质量决定了CRCP的性能表现，并且直接关系到AC+CRCP复合式路面的整体结构强度与耐久性。因此，通过室内试验优选水泥混凝土配合比方案，并严格控制CRCP施工质量是非常必要的。本文首先参照施工规范要求和大量工程实践经验，针对CRCP路面，进行了水泥混凝土基准配合比设计，基准配合比的确定，根据混凝土的配合比设计要求（包括强度、工作性、耐久性及实际工程的特殊需要等），通过估算和检验新拌混凝土工作性，确定基准配合比。从而为水泥混凝土配合比设计奠定基础。
1. 水泥混凝土配合比配制强度要求
我国水泥混凝土路面的配合比设计，以28d龄期的弯拉强度为控制指标。主要步骤是：先根据交通量和公路等级确定路用混凝土的设计弯拉强度标准值fr，再据此计算配制弯拉强度fc。按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40）的规定，特重交通等级路面的混凝土设计弯拉强度标准值fr=5.0MPa。弯拉强度变异系数cv取0.07，弯拉强度试验样本的标准差s=cv fr=0.07×5.0=0.35（MPa），保证率系数t取0.61，计算配制弯拉强度为：
fc=fr1-1.04cv +ts=5.01-1.04×0.07+0.61×0.35=5.60（MPa）
2. 水泥混凝土配合比工作性要求
新拌混凝土拌和物，必须具有一定的流动性、均匀不离析、不泌水、容易抹平等性质，以适应运送、灌注、捣实等施工要求。这些性质总称为混凝土的工作性（或和易性），通常用稠度表示。测定稠度的方式有坍落度和维勃稠度两种，由于坍落度试验较为简单、直观，所以工程实践中大多采用坍落度来表征混凝土的稠度。
由于工程总量不大，本工程拟采用三轴摊铺机摊铺。所以要求混凝土的坍落度较小；根据施工规范，混凝土的出机坍落度应为30～50mm，摊铺坍落度应为10～30mm。对于碎石粗集料，最大单位用水量为156Kg/m3。
3. 水泥混凝土配合比耐久性要求
参照施工规范，结合本工程实际情况，对于混凝土耐久性的要求主要包括4个方面：一是含气量要求，二是最大水灰（胶）比要求、三是最小单位水泥用量要求，四是严寒地区路面混凝土抗冻标号的要求。在进行配合比参数的计算时，必须遵循这4点。
4. 水泥混凝土配合比配合比参数的计算
（1）为了进行对比研究，考虑了3种外加剂方案，加上两种水泥，共设计了6种配合比的混凝土，如表2所示。首先按照施工规范计算出6种基准配合比。
（2）水泥混凝土配合比参数包括水灰比，砂率，单位体积混凝土的用水量、水泥用量和外加剂用量，以及砂和碎石的用量。其中，最关键的是水灰比、砂率和单位用水量3项，这3个参数确定之后，就可以计算出其它几项。
4.1 水灰比（W/C）。
（1）水泥混凝土的强度主要取决于其内部其胶结作用的水泥石的质量，而水泥石的质量则取决于水泥的特性和水灰比，当水泥品种、标号和水泥用量确定之后，水灰比的大小就直接影响了混凝土的强度，水灰比越小，强度越高。当然，水灰比并不是越小越好，近年来对水泥水化理论研究的结果表明，水泥能够完全水化的最小水灰比是0.38。
（2）当水泥的用量不变时，水灰比即决定了水泥浆的稠度，水灰比越小，水泥浆越稠，混凝土拌和物的流动性就越差；反之水灰比较大时，水泥浆较稀，虽然拌和物的流动性增大了，但粘聚性和保水性也随之变差，严重者会发生离析、泌水现象。因此，为了保证混凝土即能够密实成型又具有良好的粘聚性和保水性，水灰比必须取一个适中的值。
4.2 砂率（Sp）。
砂率就是砂的用量占砂石总用量的质量百分率，它表征了砂与石之间的相对含量。当胶结浆体的稠度和数量确定后，砂率就成为影响新拌混凝土工作性的主要因素：砂率太小，集料间的空隙变大，需要较多的浆体填充空隙从而导致了润滑浆体的减少；若砂率太大，集料的总表面积会增大，胶结浆体就相对显得少了，这也减弱了浆体的润滑作用，使新拌混凝土的流动性变差。因此，必然存在一个合理砂率值：即在用水量和水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌和物获得较大流动性和较好粘聚性、保水性的砂率。
4.3 单位体积用水量（W0）。
（1）当水灰比确定之后，单位体积用水量就反映了混凝土中水泥浆的多少，即“集浆比”，也就是单位体积混凝土拌和物中，集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。集浆比的大小同时影响到混凝土拌和物的工作性和后期强度。
（2）水泥浆在混凝土拌和物中，除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面，以减少集料颗粒间的摩阻力，使混凝土具有一定的流动性。集浆比过大，水泥浆数量相对较少，不足以填满集料的空隙和包裹集料的表面，混凝土拌和物的流动性和粘聚性就会变差，甚至会出现崩坍现象；相反，集浆比过小，水泥浆的数量相对过多，虽然拌和物的流动性变大，但保水性和粘聚性变差，甚至会出现流浆现象，而且水泥浆体数量增加，也会提高混凝土的单价。 （3）因此，水泥浆的数量应首先能够满足良好工作性的要求，考虑到混凝土的强度、耐久性和经济因素（节约水泥），应尽量采用较大的集浆比，即在水灰比确定的前提下，采用较小的用水量。
4.4 单位水泥用量。
根据水灰比和单位用水量就可以确定单位水泥用量，当然这并不是说单位水泥用量是无关紧要的。单位水泥用量与混凝土的强度、收缩性能有着直接的关系，尤其是强度，会随着水泥用量的增长而增长。并且为了满足混凝土耐久性要求，有一个最小单位水泥用量限定。
4.5 外加剂用量。
一般来说，生产外加剂的厂商都会根据一系列试验确定每种外加剂的最佳掺量，在配合比设计时可以直接采用厂家推荐的最佳掺量，当然最终的掺量应根据混凝土试配试验结果确定，如果在试配试验出现异常情况，要相应调整掺量。
4.6 砂石用量。
为了求出粗、细集料的单位用量，有两种方法：质量法和体积法：
C0+W0+S0+G0+Y0=PcS0S0+G0×100=Sp
C0PC+W0PW+S0PS+G0PG+10a=1000S0S0+G0×100=Sp
一般来说，质量法比较简便，体积法比较精确，但需要各组成材料的实测密度和混凝土的含气量等参数，较为复杂。最后决定采用质量法计算。
3种混凝土配合比计算结果汇总于表3。采用内掺法，即认为外加剂作为水泥的一部分。
5. 检验工作性，确定基准配合比
（1）根据计算得到的初步配合比进行室内试拌试验，检验新拌混凝土的工作性和含气量等技术指标（如表4所示）。
（2）在保持其它配合比不变的情况下，通过调整外加剂的组份和微调外加剂的用量提高新拌混合物的工作性，确定基准配合比，最后确定的6种方案的基准配合比见表5。
在确定了水泥混凝土基准配合比后，下一步就是进行混凝土性能的试验研究。通过校核混凝土的抗折强度，以考察配合比设计是否达到了强度要求，同时进行其它诸如抗压强度、抗折弹模、收缩性能和抗冻性能的试验，以比较和评判混凝土的其它性能，筛选出配合比设计最佳方案。
参考文献
[1] 交通部公路科学研究所.JTG D40-2002.公路工程水泥混凝土路面设计规范[S].北京：人民交通出版社.2003.
[2] 邓学钧，陈荣生.刚性路面设计[M].北京：人民交通出版社.1992：542～570.
[3] 黄卫.高等水泥混凝土路面设计理论与方法[M].北京：科学出版社.1999：230～236.
[4] 邓学均，张登良.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社.2000：346.
[5] 交通部公路科学研究所.JTG F30-2003.公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社. 2003.
[文章编号]1006-7619（2015）03-08-96
[作者简介] 徐海军（1960.10-）男，职称：高级工程师 ，长期从事公路桥梁设计、施工以及工程管理工作。
【关键词】连续配筋混凝土；基准配合比；试验
【Abstract】The article combine a stone superhighway compound type road research， matching with to the basis which goes together with Jin concrete in a row compare carry on experiment， pass by again and again experiment， recommended the basis of the cement concrete a match a ratio， and application good.
【Key words】Continuous concrete in row； Basis match comparison； Experiment
连续配筋混凝土（CRCP）路用水泥混凝土材料的性能和施工质量决定了CRCP的性能表现，并且直接关系到AC+CRCP复合式路面的整体结构强度与耐久性。因此，通过室内试验优选水泥混凝土配合比方案，并严格控制CRCP施工质量是非常必要的。本文首先参照施工规范要求和大量工程实践经验，针对CRCP路面，进行了水泥混凝土基准配合比设计，基准配合比的确定，根据混凝土的配合比设计要求（包括强度、工作性、耐久性及实际工程的特殊需要等），通过估算和检验新拌混凝土工作性，确定基准配合比。从而为水泥混凝土配合比设计奠定基础。
1. 水泥混凝土配合比配制强度要求
我国水泥混凝土路面的配合比设计，以28d龄期的弯拉强度为控制指标。主要步骤是：先根据交通量和公路等级确定路用混凝土的设计弯拉强度标准值fr，再据此计算配制弯拉强度fc。按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40）的规定，特重交通等级路面的混凝土设计弯拉强度标准值fr=5.0MPa。弯拉强度变异系数cv取0.07，弯拉强度试验样本的标准差s=cv fr=0.07×5.0=0.35（MPa），保证率系数t取0.61，计算配制弯拉强度为：
fc=fr1-1.04cv +ts=5.01-1.04×0.07+0.61×0.35=5.60（MPa）
2. 水泥混凝土配合比工作性要求
新拌混凝土拌和物，必须具有一定的流动性、均匀不离析、不泌水、容易抹平等性质，以适应运送、灌注、捣实等施工要求。这些性质总称为混凝土的工作性（或和易性），通常用稠度表示。测定稠度的方式有坍落度和维勃稠度两种，由于坍落度试验较为简单、直观，所以工程实践中大多采用坍落度来表征混凝土的稠度。
由于工程总量不大，本工程拟采用三轴摊铺机摊铺。所以要求混凝土的坍落度较小；根据施工规范，混凝土的出机坍落度应为30～50mm，摊铺坍落度应为10～30mm。对于碎石粗集料，最大单位用水量为156Kg/m3。
3. 水泥混凝土配合比耐久性要求
参照施工规范，结合本工程实际情况，对于混凝土耐久性的要求主要包括4个方面：一是含气量要求，二是最大水灰（胶）比要求、三是最小单位水泥用量要求，四是严寒地区路面混凝土抗冻标号的要求。在进行配合比参数的计算时，必须遵循这4点。
4. 水泥混凝土配合比配合比参数的计算
（1）为了进行对比研究，考虑了3种外加剂方案，加上两种水泥，共设计了6种配合比的混凝土，如表2所示。首先按照施工规范计算出6种基准配合比。
（2）水泥混凝土配合比参数包括水灰比，砂率，单位体积混凝土的用水量、水泥用量和外加剂用量，以及砂和碎石的用量。其中，最关键的是水灰比、砂率和单位用水量3项，这3个参数确定之后，就可以计算出其它几项。
4.1 水灰比（W/C）。
（1）水泥混凝土的强度主要取决于其内部其胶结作用的水泥石的质量，而水泥石的质量则取决于水泥的特性和水灰比，当水泥品种、标号和水泥用量确定之后，水灰比的大小就直接影响了混凝土的强度，水灰比越小，强度越高。当然，水灰比并不是越小越好，近年来对水泥水化理论研究的结果表明，水泥能够完全水化的最小水灰比是0.38。
（2）当水泥的用量不变时，水灰比即决定了水泥浆的稠度，水灰比越小，水泥浆越稠，混凝土拌和物的流动性就越差；反之水灰比较大时，水泥浆较稀，虽然拌和物的流动性增大了，但粘聚性和保水性也随之变差，严重者会发生离析、泌水现象。因此，为了保证混凝土即能够密实成型又具有良好的粘聚性和保水性，水灰比必须取一个适中的值。
4.2 砂率（Sp）。
砂率就是砂的用量占砂石总用量的质量百分率，它表征了砂与石之间的相对含量。当胶结浆体的稠度和数量确定后，砂率就成为影响新拌混凝土工作性的主要因素：砂率太小，集料间的空隙变大，需要较多的浆体填充空隙从而导致了润滑浆体的减少；若砂率太大，集料的总表面积会增大，胶结浆体就相对显得少了，这也减弱了浆体的润滑作用，使新拌混凝土的流动性变差。因此，必然存在一个合理砂率值：即在用水量和水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌和物获得较大流动性和较好粘聚性、保水性的砂率。
4.3 单位体积用水量（W0）。
（1）当水灰比确定之后，单位体积用水量就反映了混凝土中水泥浆的多少，即“集浆比”，也就是单位体积混凝土拌和物中，集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。集浆比的大小同时影响到混凝土拌和物的工作性和后期强度。
（2）水泥浆在混凝土拌和物中，除了填充集料间的空隙外，还包裹集料的表面，以减少集料颗粒间的摩阻力，使混凝土具有一定的流动性。集浆比过大，水泥浆数量相对较少，不足以填满集料的空隙和包裹集料的表面，混凝土拌和物的流动性和粘聚性就会变差，甚至会出现崩坍现象；相反，集浆比过小，水泥浆的数量相对过多，虽然拌和物的流动性变大，但保水性和粘聚性变差，甚至会出现流浆现象，而且水泥浆体数量增加，也会提高混凝土的单价。 （3）因此，水泥浆的数量应首先能够满足良好工作性的要求，考虑到混凝土的强度、耐久性和经济因素（节约水泥），应尽量采用较大的集浆比，即在水灰比确定的前提下，采用较小的用水量。
4.4 单位水泥用量。
根据水灰比和单位用水量就可以确定单位水泥用量，当然这并不是说单位水泥用量是无关紧要的。单位水泥用量与混凝土的强度、收缩性能有着直接的关系，尤其是强度，会随着水泥用量的增长而增长。并且为了满足混凝土耐久性要求，有一个最小单位水泥用量限定。
4.5 外加剂用量。
一般来说，生产外加剂的厂商都会根据一系列试验确定每种外加剂的最佳掺量，在配合比设计时可以直接采用厂家推荐的最佳掺量，当然最终的掺量应根据混凝土试配试验结果确定，如果在试配试验出现异常情况，要相应调整掺量。
4.6 砂石用量。
为了求出粗、细集料的单位用量，有两种方法：质量法和体积法：
C0+W0+S0+G0+Y0=PcS0S0+G0×100=Sp
C0PC+W0PW+S0PS+G0PG+10a=1000S0S0+G0×100=Sp
一般来说，质量法比较简便，体积法比较精确，但需要各组成材料的实测密度和混凝土的含气量等参数，较为复杂。最后决定采用质量法计算。
3种混凝土配合比计算结果汇总于表3。采用内掺法，即认为外加剂作为水泥的一部分。
5. 检验工作性，确定基准配合比
（1）根据计算得到的初步配合比进行室内试拌试验，检验新拌混凝土的工作性和含气量等技术指标（如表4所示）。
（2）在保持其它配合比不变的情况下，通过调整外加剂的组份和微调外加剂的用量提高新拌混合物的工作性，确定基准配合比，最后确定的6种方案的基准配合比见表5。
在确定了水泥混凝土基准配合比后，下一步就是进行混凝土性能的试验研究。通过校核混凝土的抗折强度，以考察配合比设计是否达到了强度要求，同时进行其它诸如抗压强度、抗折弹模、收缩性能和抗冻性能的试验，以比较和评判混凝土的其它性能，筛选出配合比设计最佳方案。
参考文献
[1] 交通部公路科学研究所.JTG D40-2002.公路工程水泥混凝土路面设计规范[S].北京：人民交通出版社.2003.
[2] 邓学钧，陈荣生.刚性路面设计[M].北京：人民交通出版社.1992：542～570.
[3] 黄卫.高等水泥混凝土路面设计理论与方法[M].北京：科学出版社.1999：230～236.
[4] 邓学均，张登良.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社.2000：346.
[5] 交通部公路科学研究所.JTG F30-2003.公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社. 2003.
[文章编号]1006-7619（2015）03-08-96
[作者简介] 徐海军（1960.10-）男，职称：高级工程师 ，长期从事公路桥梁设计、施工以及工程管理工作。