10．2．1 混凝土面层的配合比应满足弯拉强度、工作性、耐久性三项技术要求。
10. 2. 2 混凝土配合比设计应符合下列规定：
1 混凝土弯拉强度应符合下列要求：
1)各交通等级路面板的设计28d弯拉强度标准值fr应符合表10．2．2-l的规定。
表10．2．2-1 混凝土弯拉强度标准值fr
|
交通等级
|
特重
|
重
|
中等
|
轻
|
|
弯拉强度标准值（MPa）
|
5. 0
|
5. 0
|
4. 5
|
4. 0
|
2)应按下式计算配制28d弯拉强度的均值。
fc=fr/（1-1. 04cυ）+t×s (10．2．2-1)
式中fc——配制28d弯拉强度的均值(MPa)；
fr——设计弯拉强度标准值(MPa)；
s——弯拉强度试验样本的标准差(MPa)；
t——保证率系数，应按表10．2．2-2确定；
cυ——弯拉强度变异系数，应按统计数据在表10．2．2-3的规定范围内取值；在无统计数据时，弯拉强度变异系数应按设计取值；如果施工配制弯拉强度超出设计给定的弯拉强度变异系数上限，则必须改进机械装备和提高施工控制水平。
表10．2．2-2 保证率系数t
|
道路等级
|
辨别频率ρ
|
样本数n（组）
|
|
3
|
6
|
9
|
15
|
20
|
|
城市快速路
|
0. 05
|
1. 36
|
0. 79
|
0. 61
|
0. 45
|
0. 39
|
|
主干路
|
0. 10
|
0. 95
|
0. 59
|
0. 46
|
0. 35
|
0. 30
|
|
次干路
|
0. 15
|
0. 72
|
0. 46
|
0. 37
|
0. 28
|
0. 24
|
|
其他
|
0. 20
|
0. 56
|
0. 37
|
0. 29
|
0. 22
|
0. 19
|
表10．2．2-3 各级道路混凝土路面弯拉强度变异系数cυ
|
道路等级技术
|
城市快速路
|
主干路
|
次干路
|
其他道路
|
|
混凝土弯拉强度变异水平等级
|
低
|
低
|
中
|
中
|
中
|
高
|
|
弯拉强度变异系数cυ允许变化范围
|
0. 05～0. 10
|
0. 05～0. 10
|
0. 10～0. 15
|
0. 10～0. 15
|
0. 10～0. 15
|
0. 15～0. 20
|
2 不同摊铺方式混凝土最佳工作性范围及最大用水量应符合表10．2．2-4的规定。
表10．2．2-4 不同摊铺方式混凝土工作性及用水量要求
|
混凝土类型
|
项目
|
摊铺方式
|
|
滑模摊铺机
|
轨道摊铺机
|
三琨轴机组摊铺机
|
小型机具摊铺
|
|
砾石混凝土
|
出机坍落度（mm）
|
20～40①
|
40～60
|
30～50
|
10～40
|
|
摊铺坍落度（mm）
|
5～55②
|
20～40
|
10～30
|
0～20
|
|
最大用水量(kg/m3)
|
155
|
153
|
148
|
145
|
|
碎石混凝土
|
出机坍落度（mm）
|
25～50①
|
40～60
|
30～50
|
10～40
|
|
摊铺坍落度（mm）
|
10～65②
|
20～40
|
10～30
|
0～20
|
|
最大用水量(kg/m3)
|
160
|
156
|
153
|
150
|
注：①为设超铺角的摊铺机的最佳工作性。不设超铺角的摊铺机最佳坍落度砾石为10～40mm；碎石为10～30mm。
②为最佳工作性允许波动范围，
3 混凝土耐久性应符合下列要求：
1)路面混凝土含气量及允许偏差宜符合表10. 2. 2-5的规定。
表10. 2. 2-5 路面混凝土含气量及允许偏差（%）
|
最大公称粒径（mm)
|
无抗冻性要求
|
有抗冻性要求
|
有抗盐冻要求
|
|
19. 0
|
4. 0±1. 0
|
5. 0±0. 5
|
6. 0±0. 5
|
|
26. 5
|
3. 5±1. 0
|
4. 5±0. 5
|
5. 5±0. 5
|
|
31. 5
|
3. 5±1. 0
|
4. 0±0. 5
|
5. 0±0. 5
|
2)路面混凝土最大水灰比和最小单位水泥用量宜符合表10．2．2-6的规定。最大单位水泥用量不宜大于400kg/m3。
表10．2．2-6 路面混凝土的最大水灰比和最小单位水泥用量
|
道路等级
|
城市快速路、主干路
|
次干路
|
其他道路
|
|
最大水灰比
|
0. 44
|
0. 46
|
0. 48
|
|
抗冰冻要求最大水灰比
|
0. 42
|
0. 44
|
0. 46
|
|
抗盐冻要求最大水灰比
|
0. 40
|
0. 42
|
0. 44
|
|
最小单位水泥用量
（kg/m3）
|
42. 5级水泥
|
300
|
300
|
290
|
|
32. 5级水泥
|
310
|
310
|
305
|
|
抗冰（盐）冻时最小单位水泥用量（kg/m3）
|
42. 5级水泥
|
320
|
320
|
315
|
|
32. 5级水泥
|
330
|
330
|
325
|
注：水灰比计算以砂石料的自然风干状态计(砂含水量≤1. 0%；石子含水量≤0. 5%)。
3)严寒地区路面混凝土抗冻标号不宜小于F250，寒冷地区不宜小于F200。
4 路面混凝土外加剂的使用应符合下列要求：
1)高温施工时，混凝土搅拌物的初凝时间不得小于3h；低温施工时，终凝时间不得大于10h。
2)外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定。
3)引气剂与减水剂或高效减水剂等外加剂复配在同一水溶液中时，不应发生絮凝现象。
5 配合比参数的计算应符合下列要求：
1)水灰比应按下列公式计算：
碎石或碎砾石混凝土：
W/C=1. 5684/fc+1. 0097-0. 3595fs (10．2．2-2)
砾石混凝土：
W/C=1. 2618/fc+1. 5492-0. 4709fs (10．2．2-3)
式中 W/C——水灰比；
fs——水泥实测28d弯拉强度(MPa)；
fc——配制28d弯拉强度的均值(MPa)。
水灰比应在满足弯拉强度计算值和耐久性(表10．2．2-6)两者要求的水灰比中取小值。
2)砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类，查表10．2．2-7取值。
表10. 2. 2-7 砂的细度模数与最优砂率关系
|
砂细度模数
|
2. 2～2. 5
|
2. 5～2. 8
|
2. 8～3. 1
|
3. 1～3. 4
|
3. 4～3. 7
|
|
砂率Sp（%）
|
碎石
|
30～40
|
32～36
|
34～38
|
36～40
|
38～42
|
|
砾石
|
28～32
|
30～34
|
32～36
|
34～38
|
36～40
|
注：碎砾石可在碎石和砾石之间内插取值。
3)根据粗集料种类和表10．2．2-4适宜的坍落度，应分别按下列经验公式计算单位用水量(砂石料以自然风干状态计)：
不掺外加剂与掺和料的混凝土单位用水量应按下列公式计算：
碎石：W0=104．97+0．309SL+11. 27C／W+0．61Sp (10．2．2-4)
砾石：W0=86．89+0．370SL+11．24C/W+1. 00Sp (10．2．2-5)
式中W0——不掺外加剂与掺和料的混凝土单位用水量（kg/m3)；
SL——坍落度(mm)；
Sp——砂率（%)；
C／W——灰水比，水灰比之倒数。
掺外加剂的混凝土单位用水量应按下式计算：
W0W=W0(1-β/100) (10．2．2-6)
式中W0W——掺外加剂混凝土的单位用水量（kg/m3)；
β——所用外加剂剂量的实测减水率。
单位用水量应取计算值和表10．2．2-4的规定值两者中的小值。
4)单位水泥用量应由公式(10．2．2-7)计算，并取计算值与表10．2．2-6规定值的大值。
C0=(C／W)×W0 (10．2．2-7)
式中C0——单位水泥用量（kg/m3)。
5)砂石料用量可按密度法或体积法计算。按密度法计算时，混凝土单位质量可取2400～2450kg/m3；按体积法计算时，应计入设计含气量。
6)重要路面应采用正交试验法进行配合比优选。
6 采用真空脱水工艺时，可采用比经验公式(10．2．2-4)和公式(10．2．2-5)计算值略大的单位用水量；在真空脱水后，扣除每立方米混凝土实际吸除的水量，剩余单位用水量和剩余水灰比分别不宜超过表10．2．2-4最大单位用水量和表10. 2．2-6最大水灰比的规定。
10. 2. 3 钢纤维混凝土的配合比设计，应符合下列规定：
1 弯拉强度应符合下列要求：
1)各交通等级道路面板钢纤维混疑土28d设计弯拉强度标准值fcf应符合表10．2．3-1的规定。
表10．2．3-1 钢纤维混凝土弯拉强度标准值fcf
|
交通等级
|
特重
|
重
|
中等
|
轻
|
|
弯拉强度标准值（MPa）
|
6. 0
|
6. 0
|
5. 5
|
5. 0
|
2)配制28d弯拉强度的均值应按本规范公式(10．2．2-1)计算，以fcf和frf代替fc和fr。
2 钢纤维混凝土工作性应符合下列要求：
1)坍落度可比本规范表10. 2．2-4的规定值小20mm。
2)掺高效减水剂时的单位用水量可按表10．2．3-2初选，再由搅拌物实测坍落度确定。
表10．2．3-2 钢纤维混凝土单位用水量
|
搅拌物条件
|
粗集料种类
|
粗集料最大公称粒径Dm(mm)
|
单位用水量（kg/m3）
|
|
长径比Lf/Df=50
ρf=0. 6%
坍落度20mm
中砂，细度模数2. 5
水灰比0. 42～0. 50
|
碎石
|
9. 5，16. 0
|
215
|
|
19. 0，26. 5
|
200
|
|
砾石
|
9. 5，16. 0
|
208
|
|
19. 0，26. 5
|
190
|
注：1 钢纤维长径比每增减10，单位用水量相应增减10kg/m3；
2 钢纤维体积率每增减0. 5%，单位用水量相应增减8kg/m3；
3 坍落度为10～50mm变化范围内，相对于坍落度20mm每增减10mm,单位用水量相应增减7kg/m3；
4 细度模数在2．0～3. 5范围内，砂的细度模数每增减0. 1，单位用水量相应减增1kg/m3；：
5 ρf钢纤维掺量体积率。
3 钢纤维混凝土耐久性应符合下列要求：
1)最大水灰比和最小单位水泥用量应符合表10. 2. 3-3的规定。
表10. 2. 3-3 路面钢纤维混凝土最大水灰比和最小单位水泥用量
|
道理等级
|
城市快速路、主干路
|
次干路及其他道路
|
|
最大水灰比
|
0. 47
|
0. 49
|
|
抗冰冻要求最大水灰比
|
0. 45
|
0. 46
|
|
抗盐冻要求最大水灰比
|
0. 42
|
0. 43
|
|
最小单位水泥用量（kg/m3）
|
42. 5级水泥
|
360
|
360
|
|
32. 5级水泥
|
370
|
370
|
|
抗冰（盐）冻要求最小单位水泥用量（kg/m3）
|
42. 5级水泥
|
380
|
380
|
|
32. 5级水泥
|
390
|
390
|
2)严禁采用海水、海砂，不得掺加氯盐及氯盐类早强剂、防冻剂等外加剂。
4 钢纤维混凝土配合比设计步骤应符合下列要求：
1)计算和确定水灰比应符合下列要求：
——以钢纤维混凝土配制28d弯拉强度fcf代替fc，按本规范公式(10. 2．2-2)或公式(10．2．2-3)计算出基体混凝土的水灰比。
——取钢纤维混凝土基体的水灰比计算值与表10．2. 2-3规定值两者中的小值。
2)钢纤维掺量体积率宜在0．60％-1. 00％范围内初选，当板厚折减系数小时，体积率宜取上限；当长径比大时，宜取较小值；有锚固端者宜取较小值。
4)钢纤维混凝土的单位水泥用量应按公式(10．2．3-1)计算。
Cof＝(C／W)Wof (10．2．3-1)
式中Cof——钢纤维混凝土的单位水泥用量(kg/m3)；
Wof——钢纤维混凝土的单位用水量(kg/m3)。
取计算值与表10．2．3-2规定值两者中的大值，但不宜大于500kg/m3。
5)砂率可按公式(10．2．3-2)计算，也可按表10．2．3-4初选。钢纤维混凝土砂率宜在38％～50％之间。
Sρf=Sp+10ρf (10．2．3-2)
式中Sρf——钢纤维混凝土砂率(%)；
ρf——钢纤维掺量体积率(%)。
表10．2．3-4 钢纤维混凝土砂率选用值(％)
|
搅拌物条件
|
最大公称粒径
19mm碎石
|
最大公称粒径
19mm砾石
|
|
Lf/df=50；ρf=1. 0%；W/C=0. 5；
砂细度模数Mx=3. 0
|
45
|
40
|
|
Lf/df增减10
ρf增减0. 10%
W/C增减0. 1
砂细度模数Mx0. 1
|
±5
±2
±2
±1
|
±3
±2
±2
±1
|
6)砂石料用量可采用密度法或体积法计算。按密度法计算时，钢纤维混凝土单位质量可取2450～2580kg/m3；按体积法计算时，应计入设计含气量。
7)重要路面应采用正交试验法进行配合比优选。
10．2．4 混凝土配合比确定与调整应符合下列规定：
1 计算的普通混凝土、钢纤维混凝土配合比，应在实验室内经试配检验抗弯强度、坍落度、含气量等配合比设计的各项指标，并根据结果进行配合比调整。
2 实验室的基准配合比应通过搅拌机实际搅拌检验，并经试验段的验证。
3 配合比调整时，水灰比不得增大，单位水泥用量、钢纤维体积率不得减小。
4 施工期间应根据气温和运距等的变化，微调外加剂掺量，微调加水量与砂石料称量。
5 当需要掺加粉煤灰时，对粉煤灰原材料及配合比设计的其他相关要求应参照国家现行标准《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG-F30的有关规定执行。
