正交试验方法在绥满公路滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计中的应用

2011-09-06王心智柳秋月

黑龙江交通科技 2011年6期

关键词：配合比正交试验应用

王心智，柳秋月

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

正交试验方法在绥满公路滑模摊铺水泥混凝土路面配合比设计中的应用

王心智，柳秋月

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

摘要:阐述了滑模摊铺水泥混凝土路面配合比的正交试验方法在绥满公路中的应用情况。

关键词:混凝土路面滑模;配合比;正交试验;应用

1 配合设计基本要求

水泥混凝土路面配合比设计满足弯拉强度，工作性、耐久性和经济性四项基本要求，其中保证滑模摊铺施工的最佳工作性及其稳定性是独特工艺要求。

1.1 弯拉强度

式中:fc为试配28 d弯拉强度的均值;fr为设计弯拉强度标准值;s为弯拉强度试验样本的标准差计算得0.4;t为保证率系数0.46;Cr为弯拉强度变异系数取0.1。

1.2 工作性

滑模摊铺路面混凝土要求振捣密实，不产生蜂窝，麻面，拉裂和塌边现象，根据当日天气，混凝土运输距离等因素合理调整拌和站出机混凝土的坍落度，以保证施工现场摊铺时坍落度控制在2～4 cm，达到最佳摊铺效果。

1.3 耐久性

为了满足寒冷地区水泥混凝土路面耐久性要求，水灰比不大于0.42，含气量控制在(4.5±1)%。

1.4 经济性

使用外加剂提高水泥混凝土各项指标的同时尽可能经济。

2 材料

(1)路面混凝土用水泥直接影响混凝土路面抗折强度，疲劳强度，体积稳定性和耐久性关键物理力学性质，绥满公路采用玉泉425#袋装普通硅酸盐水泥，它的试验结果见表1。

表1 水泥试验指标

(2)外加剂。

绥满公路使用ENC高效引气减水剂，它提高混凝土的粘聚性，改善和易性，防止泌水离析，保塑性好，改善了混凝土的工作性。同时适宜含气量的引气混凝土，使混凝土抗弯拉强度提高15%～30%，降低了抗弯弹性模量和结构刚度，减少干缩变形，降低早期断板，提高了抗冻性和抗渗性，缓解了碱集料反映和化学腐蚀膨胀，改善了路面混凝土的抗冻性和抗盐剥蚀性能，提高混凝土路面的耐久性，延长路面使用寿命，改善水泥混凝土路面在我省寒冷地区使用效果。

(3)粗集料。

绥满公路扩建工程中，采用的石料，质地坚硬，强度高，磨耗率低，压碎值小，粒径均匀，清洁干净，最大粒径31.5 mm的碎石，级配采用二级级配集粒，所以用16～31.5 mm碎石和2.36～16 mm碎石两种。大料和小料级配比例采用最大密度法或曲线法计算得两种料的比例为65∶35，详见表2。

表2 虎峰石场碎石试验报告

(4)细集料。

采用质地坚硬，清洁干净，级配曲线在Ⅰ区，Ⅱ区的中粗砂，详见表3。

表3 砂的试验报告

3 试验室配合比设计

以水泥剂量 340 kg，350 kg，360 kg;水灰比 0.38，0.40，0.42;砂率36%，37%，38%进行混凝土的正交试验。

(1)因素水平。

详见表4。

表4 L9(34)因素水平表

(2)确定正交设计方案。

详见表5。

表5 L9(34)正交表

(3)正交试验方案与计算结果。

详见表6。

表6 L9(34)正交试验方案与计算结果

经分析比较:

以水泥用量350 kg，水灰比0.42，砂率38%的配合比，即

作为基准配合比，其含气量5.3%，坍落度5.0 cm。抗弯拉强度6.65 MPa。均符合规范要求。

其混凝土理论表观密度2397 kg/m3。实测湿表观密度2 400 kg/m3。

经修正最后确定试验室配合比

4 施工运用

在绥满公路的施工中，采用此种配合比使混凝土的可滑性、和易性得到很大提高，混凝土粘度系数增加了，减少了“塌边、溜肩、蜂窝、麻面”等现象。通过全线摊铺效果来看，采用此种配合比完全能满足滑模施工技术的“四项”基本要求，即“弯拉强度、工作性、耐久性和经济性”。路面平整度合格率95%;抗滑构造深度合格率100%;混凝土钻芯抗劈裂强度合格率100%。