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1、第六章 水泥混凝土路面施工技术,第二节 水泥混凝土路面施工技术,第一节 材料要求与混合料组成设计,第一节 材料要求与混合料组成设计,一、对水泥混凝土的基本要求,二、混合料组成材料的要求,三、接缝材料的要求,四、钢筋,五、混凝土配合比设计,一、对水泥混凝土的基本要求,（一）工作性（施工和易性）,（二）强度及耐久性,（三）良好的表面功能,（一）工作性（施工和易性）,新拌混凝土：是不同粒径粒子的分散相在水介质中的一种分散系，具有弹-粘-塑性质。,工作性包括：,流动性满足输送和浇捣,可塑性不为外力作用产生脆断,稳定性不分层、泌水,易密性易于浇捣密实,表征方法,坍落度,维勃稠度,捣实因素试验,改善措施：
2、,调整材料组成,掺外加剂流变剂，促凝剂，缓凝剂,加强振捣,（二）强度及耐久性,混凝土板承受行车荷载和温度梯度的作用，要求具有较高的抗弯拉强度，而抗弯拉强度又是影响混凝土路面使用寿命的首要因素,影响混凝土抗弯拉强度的主要因素：组成材料的质量和配合比,承受行车荷载和冷热、干湿气候等因素的重复作用，因此要求混凝土路面具有足够的抗疲劳破坏作用，及较高的耐久性。,较高的水泥含量，较低水灰比，适宜的混合料组成。,（三）良好的表面功能,选用优质材料（包括填缝料）进行合理组成设计，使路面具有足够的抗滑、耐磨、平整性。,水泥混凝土的基本性能要求,新拌混凝土 工作性 组分离析性 成型初期混凝土 离析分层混凝土的凝
3、结硬化和放热 早期强度 早期冻害 早期收缩 早期开裂 早期脱模后的养护与强度发展规律,硬化混凝土的物理力学性能强度 脆性 弹性模量与泊松比 干缩与徐变 体积稳定性 表观密度 含水率 热性能 声学、电学、放射线屏蔽性能,水泥混凝土的基本性能,混凝土的耐久性 抗渗性 抗冻性与耐低温性 耐磨蚀性 耐腐蚀性 混凝土在土壤中的腐蚀与强度发展规律,道路混凝土的特性：抗折强度、胀缩性、耐磨性、工作性,二、混凝土组成材料的要求,组成材料有：水泥、细集料（砂）、粗集料（碎石）、水、外加剂。,（一）水泥,（二）细集料,（三）粗集料,（四）水,（五）外加剂,（一）水泥,要求：强度高、干缩性小、抗磨性、耐久性好,品种
4、：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,标号：特重、重交通不小于525，其余交通不小于425,技术品质：,C3A（铝酸三钙）5,C4AF（铁铝酸四钙）18%抗折性能,游离氧化钙1%,0.075mm筛余10%,初凝1.5h，终凝10h,水泥胶砂试件28天龄期干缩率不大于0.09,砂浆磨耗率1.0,（二）细集料,要求：高密度，小比面积，坚硬、洁净,河砂、机制砂、沉积砂和山砂,新拌混凝土适宜的工作性，混凝土具有一定的强度、耐久性好，节约水泥,1.级配,区粗砂,采用型砂时，应采用较区大的砂率，否则，内摩阻力大，保水差，不易捣实,区_中砂（偏粗细砂），一般用砂,区细砂（偏细中砂）,采用区级配时，应采用较区小的砂率
5、，新拌混凝土粘性大、细软，易于插捣成型；比表面大，对工作性影响比较敏感。,2.细度模数,定义：各号筛的累计筛余百分率之和除以100。,Mf3.13.7粗砂,Mf2.33.0中砂,Mf1.02.2细砂,Mf0.71.5特细砂,路用：采用Mf2.5以上的砂（中砂粗砂）,细度模数只反映颗粒粗细程度，不反映颗粒组成,3.杂质含量,包裹集料，妨碍水泥水化，产生不良的化学反应,细集料技术要求,（三）粗集料,1.技术要求,粗集料（碎石、砾石）应质地坚硬、耐久、洁净、符合一定级配。,针状：矿料长度大于宽度2.4倍,片状：厚度小于平均粒径的0.4倍,寒冷地区对坚固性有要求,在NaSO4中浸湿和烘干5次循环后重量
6、损失，小于5（寒冷地区）或3（严寒地区）,防止碱集料反应,（石料中）非晶质活性SiO2,（水泥中）碱性氧化物（K2O、Na2O）,潮湿环境,KOHNaOH,碱硅酸凝胶体,吸水膨胀,含有非晶质SiO2的石料：,蛋白石方石英安山岩硅镁石灰岩等,集料针片状要求,一座桥何以只有二十年寿命？,拆除前的西直门桥,2.级配,连续级配,优点：密实、工作性优良、不离析,间断级配,优点：水泥用量少,缺点：易离折，强力振捣,（四）水,一般饮用水不应含有油、碱、盐、有机物等,非饮用水：,硫酸盐含量2.7mg/cm3,含盐量5mg/cm3,PH4,海水禁止使用,（五）外加剂,1.流变剂分散剂（减水剂、流化剂）,作用改善
7、混凝土流变性能,工作原理：加入流变剂后,工作性相同，水灰比减少,水灰比不变，工作性改善,提高：抗冻、抗磨、收缩性,一般减水剂：减水率1020,高效减水剂：减水率2530,分类：,标准型,引气型,缓凝型,常用的有：,木质素减水剂（M剂）,奈系列减水剂（NF、MF）,水溶性树脂SM,2.缓凝剂,3.引气剂,粉煤灰混凝土,纯水泥混凝土,矿物掺合料的影响,三、接缝材料的要求,1.接缝板,接缝板：施工不变形，耐久性好。,胀缝：下部为接缝板，上部为填缝料,接缝板材料：松木板、软木板、橡胶、泡沫树脂,标准具有压缩性，弹性,混凝土膨胀时，不挤出，收缩时，不产生间隙,耐腐蚀,2.填缝料,填缝料：粘结力强，回弹好
8、,可分为：,加热方施工式,常温施工式,加热施工式,沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥、沥青玛蹄脂,常温施工式,聚氨脂焦油类乳化沥青橡胶类,要求：,同板壁粘结力强,回弹性好,不溶于水,高温不溢,低温不脆,四、钢筋,应用：拉杆、传力杆、补强钢筋,五、混凝土配合比设计,板厚的计算以抗弯拉强度为依据,综合考虑：设计弯拉强度，耐久性，耐磨性、工作性，经济性,配合比设计任务：确定水灰比、用水量与砂率,设计步骤：,初拟配合比，试拌，考察工作性，调整,强度，耐久性试验调整设计配合比,根据现场条件调整施工配合比,（一）设计方法,1.确定混凝土的配合比强度fc(MPa),式中：,fcm 设计弯拉强度；,Ki 提高系数，1.
9、101.15。,2.计算灰水比,碎石砼：,砾石砼：,式中：fsc水泥胶砂弯拉强度,W/Cmax 公路、城市、厂矿道路0.5 机场道面、高速公路 0.46 冰冻地区冬季施工 0.45,重要性提高水灰比降低,3.计算用水量（kg/m3）,碎石砼：,W=104.97+3.09hs+11.27(C/W)+0.61Sr,砾石砼：,W=86.89+3.70hs+11.24(C/W)+1.00Sr,式中：Sr砂率，查表 hs坍落度cm，13cm,混凝土混合料砂率Sr范围（%）,4.水泥用量,5.计算集料用量（绝对体积法）,一般：C300kg/m3 425#，C=310340kg/m3 525#，C=3003
10、30kg/m3,式中：,w水的密度(g/cm3)(可取1)；,c 水泥的密度(g/cm3)(可取2.93.1)；,s 细集料的饱和面干密度(g/cm3)；,g粗集料的饱和面干密度(g/cm3)；,6.外加剂用量试拌试验确定,7.调整,1）试拌调整（工作性）,若工作性低于要求 则水灰比不变，增加水泥浆。,若工作性超过要求 则减少水泥浆；或砂率不变，增加砂石用量。,砂浆过多时 则酌量增加石子。,砂浆过少时 则酌量增加砂浆。,2）强度校核,工作性符合要求，增减水泥，捣制3组配合比的梁件，养生，试验,提高水泥标号；,减小水灰比；,改善集料级配。,3）实验室配合比计算,符合工作性与强度要求后，按实测密度校正计算密度,4）根据集料实际含水量调整配合比,得到施工配合比,滑模摊铺混凝土,Slipforming Concrete,滑模摊铺混凝土,Slipforming Concrete,滑模摊铺混凝土,Slipforming Concrete,
