國(guó)道碾壓混凝土路面配合比設(shè)計(jì)

1、202 國(guó)道碾壓混凝土路面配合比設(shè)計(jì)摘要：碾壓式水泥混凝土路面的配合比設(shè)計(jì)，目前采用室內(nèi)試驗(yàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的辦法，本文介紹采用正交試驗(yàn)方法確定混凝土的配合比。1 .冃 U 言碾壓式水泥混凝土路面是以級(jí)配集料和較低的水泥用量與用水量以及摻和料和外加劑 等組成的超干硬性混凝土拌合物，經(jīng)振動(dòng)壓路機(jī)等機(jī)械碾壓密實(shí)而形成的一種混凝土路面。碾壓混凝土路面工程是國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，它作為高等級(jí)公路路面，與普通水泥混凝土、瀝青混凝土路面相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)（見表 1），能夠提高企業(yè)的施工技術(shù)水平和降低工程造價(jià)。表 1與水泥、瀝青混凝土路面的比較與普通水泥混凝土路面比較與瀝青混凝土路面比較1）可用瀝

2、青路面攤鋪機(jī)進(jìn)行施工；1）車轍較少；2）施工可不用模板，簡(jiǎn)單、快速， 能縮短工期；2）抗磨耗性好；3）經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越，估計(jì)初期投資費(fèi)用 節(jié)約 15%40%3）耐油性好；4）單位用水量和水泥用量少，干縮 率小，可擴(kuò)大接縫間距，利于行車 舒適；4）使用壽命長(zhǎng)，維修費(fèi) 用少；5）初期強(qiáng)度高，養(yǎng)護(hù)期短。5）重交通的厚層結(jié)構(gòu)，初期投資費(fèi)用有可能較 省。2工程概況202 國(guó)道梅河口至海龍段始建于1986 年，路基寬 12m 路面寬 7m 原路面面層采用瀝青貫入式和人工鋪筑瀝青混合料的施工方式建成。建成后，路面相繼有不同程度的破損，難以滿足當(dāng)?shù)亟煌ǖ男枰?，決定1997 年進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的改建，采用碾壓水泥混凝土路

3、面。3混凝土配合比正交設(shè)計(jì)3. 1 試驗(yàn)原材料（1）水泥：紅梅 425#普通水泥；3（2）碎石：粒徑 520mm 表干比重 2.63g/cm，壓碎值 8% 510mm 含 35% 振實(shí)容重31617kg/m ;33砂：產(chǎn)地梅河，細(xì)度模數(shù)3.16，表干比重 2.59g/cm，容重 1360kg/m ;（4）粉煤灰：n級(jí)干灰，產(chǎn)于吉林梅河口發(fā)電廠；（5）外加劑：吉林省松脂皂引氣劑（DH9S） ， 摻量 0.0002%;木鈣（MG）摻量 0.25%。3. 2 試驗(yàn)?zāi)康倪x定粉煤灰碾壓混凝土的幾個(gè)主要參數(shù)，即單位用水量（W）;基準(zhǔn)膠凝材料用量（C+F1）;石子填充體積率（Vg）及粉煤灰摻量（f , %）

4、。3. 3 考核指標(biāo)混凝土稠度（改進(jìn) Vc值）;混凝土抗折強(qiáng)度（試件尺寸 10X10X40cm3,齡期 7d 和 28d）。3. 4 試驗(yàn)方案及配合比采用 L9（34）正交表安排試驗(yàn)（如表 2），各配合比除因素、水平變化外，其他試驗(yàn)條件均 相同。試驗(yàn)方案及混凝土配合比見表3。表 2因素與水平水平因素A.(W)(kg/m3) B.(C+F1)(kg/m3)C.(Vg)(%)D.(f)(%)110130080102106127076203963307215表 3正交試驗(yàn)方案及混凝土配合比試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)條件配合比（kg/m3）W(kg/mi) C+F1(kg/nf) Vg % f %WCFSGMGDH9

5、S11013008010101 270 60 743 13020.750.0921012707620101 216 108805 1237 0.675 0.08131013307215101 281 99 821 1171 0.825 0.09941063007615106 255 90 776 12370.750.0951062707210106243 54 889 11710.675 0.08161063308020106264 132 660 13020.825 0.099796270722096 240 120 848 1171 0.75 0.09896330801596 230 81

6、77013020.675 0.0819967696 297 66 790 12370.825 0.0993. 5 試驗(yàn)結(jié)果及分析(1) 試驗(yàn)結(jié)果匯總于表 4。(2) 直觀分析各項(xiàng)考核指標(biāo)的直觀分析結(jié)果見表5 和表 6。(3) 回歸分析根據(jù)表 3 的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析， 對(duì)影響顯著的因素建立有關(guān)考核指標(biāo)的多元相關(guān)經(jīng) 驗(yàn)式見表7o多元回歸檢驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)明：1t 1,無(wú)顯著影響；21vt 2,有顯著影響。綜合表 5 和表 6 的分析結(jié)果可見：1用水量和粉煤灰摻量對(duì)改進(jìn)VC值均有顯著影響。2基準(zhǔn)膠凝材料用量和粉煤灰摻量對(duì)抗折強(qiáng)度有顯著影響，而石子填充體積率對(duì)稠度和抗折強(qiáng)度的影響不顯著。3表 7 中 2

7、、3 號(hào)經(jīng)驗(yàn)式有很好的相關(guān)性和足夠的推定精度，可作為用水量的抗折強(qiáng)度 的推定經(jīng)驗(yàn)式，被采用。表 4試驗(yàn)結(jié)果編 A.(W) B.(C+F1) C.(Vg) % D.(f) %試驗(yàn)結(jié)果口.號(hào)kg/m3kg/m3VC(S) P7(kPa) P28(kPa)11013008010314.485.53|2 |1012707620463.874.3931013307215304.145.114 106300761516.54.174.395 106270721012.54.144.776 106330802018.54.35.357 963007220564.34.938962708015594.6359

8、 96330761041.54.666.07表 5直觀分析結(jié)查考核指標(biāo)A.(W) kg/m3B.(C+F1)kg/m3C.(Vg)%D.(f) %改進(jìn) Vc 值K1107103.5108.585.0K247.5117.5104.5120.5K3156.59098.5105.5K410927.51035.5F7K112.4912.9513.4113.28K212.6112.6412.7012.47K313.5913.112.5812.94K41.100.460.830.81F28K115.0314.8515.8816.37K214.5114.1614.8514.67K316.0016.5314.

9、8114.50K41.492.371.071.87表 6直觀分析結(jié)果匯總考核指標(biāo)各因素影響主次順序最佳試驗(yàn)條件(注)改進(jìn) VC值A(chǔ)DBCA1B1C1D1F7ACDBA3B2C1D1F28BDACA3B3C1D1Vc值為 35 5(s)作為標(biāo)準(zhǔn)。3.6 確定配合比(1)設(shè)計(jì)指標(biāo)1稠度：改進(jìn) VC值 35s;228d 抗折強(qiáng)度：5. OMPa3混凝土配合比強(qiáng)度Fb=(Fk+Fy)XK式中 Fb混凝土配合比強(qiáng)度 (MPa);Fk路面設(shè)計(jì)強(qiáng)度，202 國(guó)道為二級(jí)路，取 Fk=5. OMPaFy路面壓實(shí)安全強(qiáng)度，取0. 8MPaK加成系數(shù)， K=1/ (1-t+Cv )，其中 t=0 . 84, Cv=

10、11% 貝 U K=1 . 1。根據(jù)以上各參數(shù)確定碾壓混凝土配合比強(qiáng)度：Fb=(5.0+0.8)X1.1=6.4(MPa)(2)配合比計(jì)算1根據(jù)各指標(biāo)的直觀分析結(jié)果，選定石子填充體積率為80%摻粉煤灰 10%粉煤灰超量系數(shù)取 1 . 7。2根據(jù) 2 號(hào)式(表 7)計(jì)算用水量：W=98(kg/m3)。3根據(jù) 3 號(hào)式(表 7)計(jì)算基準(zhǔn)膠凝材料用量：(C+F1)=293。4根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算配合比材料用量(見表 8)。表 7回歸分析結(jié)果編號(hào)相關(guān)關(guān)系經(jīng)驗(yàn)式nRsCv1WW=128.8-18.161gVc-0.017(C+F)+0.29F90.971.3kg/m31.1gVc,C+F

11、1,f (t1=9.0 ; t2=2.9 ; t3=2.5)13注：根據(jù)稠度指標(biāo)選定最佳試驗(yàn)條件時(shí)，以平均改進(jìn)2WM 1gVc,f W=123.4-17.971gVc+ 0.283F(t1=9.0 ; t2=2.5)90.9651.3kg/m1.3_133F28*F28=2.74+1.39(C+F1)/W-0.05F90.870.316.(C+F1)/W,f (t 仁 3.7 ; t2=2.2)0MPa1F28* F7，fF28=-1.04+1.48F7-0.02F90.770.407.4(t1=2.4 ; t2=0.46)1MPa93表 8混凝土理論配合比(kg/m )|水水泥|粉煤灰J砂碎

12、石|木鈣引氣劑rWCnFSGMGDH9S982685079813120.90.0724 結(jié)語(yǔ)(1) 202 國(guó)道路面工程是碾壓水泥混凝土技術(shù)成果結(jié)合吉林省的地理、氣候條件的推廣應(yīng)用，配合比設(shè)計(jì)采用本文所介紹的方法在實(shí)際工程當(dāng)中取得了理想的效果，并取得了較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，該項(xiàng)技術(shù)必將會(huì)更加成熟并得到普及。(2) 應(yīng)該指出，碾壓式水泥混凝土路面的質(zhì)量，不僅取決于材料的配合組成，更主要的 取決于路面施工工藝。GL-XL230 型掛籃的設(shè)計(jì)及其在鎮(zhèn)海灣大橋的應(yīng)用摘要：介紹 GL-XL230GL-XL230 型掛籃的設(shè)計(jì)及其在粵西沿海高速公路臺(tái)山鎮(zhèn)海灣特大橋施工中的應(yīng)用，該掛籃具有承載力大、自重

13、輕、主要承重構(gòu)件剛度大、穩(wěn)定性好、加工簡(jiǎn)單、裝拆方便、施工便捷易控制、工人勞 動(dòng)強(qiáng)度低等特點(diǎn)。玻璃鋼夾砂管頂管方案摘要： 沈陽(yáng)市崇山路道路改造工程在配套的排水改造項(xiàng)目中，無(wú)開挖地下頂進(jìn)玻璃鋼夾砂管管徑DN2100DN2100mmmm 的長(zhǎng)度 16501650 米，管徑 DN1550DN1550 mmmm 的長(zhǎng)度 390390 米。崇山路玻璃鋼夾砂頂管工程頂力之大，頂進(jìn)距離之長(zhǎng)屬 國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，現(xiàn)從玻璃鋼夾砂頂管管材的應(yīng)用背景、管材特性、設(shè)計(jì)技術(shù)、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量控制等方面 做一技術(shù)總結(jié)。一、應(yīng)用背景崇山路上有兩座立交橋，在道路改造工程排水改造項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，受立交橋下已有的地下管網(wǎng)和構(gòu)筑物等地下

14、障礙很多，以及立交橋引橋高度的影響，無(wú)法采用地面開槽鋪設(shè)管涵施工方法，而只能采取無(wú)開挖地下頂進(jìn)的施工方案，同時(shí)又考慮到頂進(jìn)過(guò)程中不能對(duì)橋墩基礎(chǔ)造成影響，應(yīng)保證管材與橋墩之間的最小安全距離，只有玻璃鋼夾砂管材內(nèi)壁光滑，流通能力高，輸送相同流量的液體其管徑較其它管材的管徑要小得多，更能確保橋墩基礎(chǔ)不受影響。經(jīng)過(guò)專家從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工等方面進(jìn)行反復(fù)論證，最終決定使用玻璃鋼夾砂管作為頂管，在保證流量的前提下，將管徑縮小到DN2100m和 DN 1550m。、管材特性沈陽(yáng)市崇山路道路改造工程排水管DN2100mm 和 DN1550mm 玻璃鋼夾砂管頂管施工項(xiàng)目于 2002 年 6 月 1 5 日開始施工

15、，截止到 8 月 31 日全部完工，平均單坑日進(jìn)度 6 米以上，在 施工過(guò)程中體現(xiàn)了許多優(yōu)點(diǎn)，具體如下：1. 施工進(jìn)度快： 單坑日進(jìn)度不低于 6 米，而同流量砼管日單坑進(jìn)度小于 1 米，鋼管為 2 米。2. 頂力?。和獗砉饣斄π?。目前最大頂力為DN2100mm 的 800t , DN 1550 mm 的 50Ot。而砼管外表粗糙，頂力大，頂進(jìn)難度大，頂進(jìn)機(jī)械要求高。3. 流通能力高：玻璃鋼夾砂管的內(nèi)壁非常光滑，粗糙度為 n=0.0084 ，流量系數(shù) Cp=150,明顯高于鋼管、鑄鐵管、砼管的流量系數(shù)Cp=100t 因此，壓力相同時(shí)，玻璃鋼夾砂管的管徑可以減小一檔，降低造價(jià)。4. 由于管徑縮

16、?。ㄓ?DN2400mDN2100m）,管壁?。殴転?200m,而玻璃 鋼夾砂管僅為 55mm）,避免了頂管過(guò)程中與其它管線交叉而形成的困難。5. 糾偏簡(jiǎn)單： 由于自身重量輕, 管節(jié)之間采用鋼套管連接, 待施工完后再用手糊玻璃 鋼密封,使得頂進(jìn)過(guò)程中糾偏特別容易。6. 連接方便： 各工作坑或接受坑內(nèi)管的連接由于不是整數(shù)長(zhǎng)度, 如用砼管則不可能截 成任意長(zhǎng)度對(duì)接,如用鋼管則兩條焊縫也需 24 小時(shí)才能焊接,而采用玻璃鋼夾砂管則可截 取任意長(zhǎng)度,并在 23小時(shí)內(nèi)連接好。7. 可帶土頂進(jìn)： 由于外表光滑, 頂力較小,即使帶土頂進(jìn)頂力也不是太大,在實(shí)際施 工中, 由于土質(zhì)大部分是砂土, 以及考慮對(duì)橋

17、墩的影響, 一般采用帶土頂進(jìn)方法通過(guò), 而如 采用砼管則勢(shì)必低頭而無(wú)法通過(guò)。8. 管外表與土之間基本無(wú)內(nèi)聚力, 頂進(jìn)中不死管。 而砼管外表與土之間有很大的內(nèi)聚 力,頂進(jìn)中易死管。9. 使用機(jī)具簡(jiǎn)單,不需大型設(shè)備。 重量輕,運(yùn)輸?shù)跹b費(fèi)用少。本次工程卸管使用小型 汽車吊車, 下管用 5t 電動(dòng)葫蘆, 頂進(jìn)用 2 個(gè) 400t 油壓千斤頂, 大大節(jié)省了機(jī)具費(fèi)用。而砼 管的重量約是玻璃鋼夾砂管的 1015 倍,運(yùn)輸、吊裝費(fèi)用高。10 玻璃鋼夾砂管耐腐蝕性能優(yōu)異,壽命長(zhǎng),幾乎不用保修,無(wú)需維護(hù),確保使用壽命達(dá) 50 年。而砼管的鋼筋銹蝕問(wèn)題嚴(yán)重影響使用壽命。玻璃鋼夾砂頂管在使用過(guò)程中顯示出了眾多的優(yōu)越性

18、, 尤其是在城市立交橋下面這樣 復(fù)雜地段的試用成功, 解決了傳統(tǒng)管材所不能解決的技術(shù)困難, 值得總結(jié)經(jīng)驗(yàn), 大力推廣使 用。三、設(shè)計(jì)技術(shù)1. 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定根據(jù)沈陽(yáng)市崇山路頂管工程玻璃鋼夾砂頂管的具體使用條件,確定管徑、 管材剛度級(jí)別、土壤參數(shù)、設(shè)計(jì)載荷（包括內(nèi)壓、負(fù)壓、管頂垂直靜土壓載荷、地面車輛活載荷、堆土 載荷）等設(shè)計(jì)參數(shù),為玻璃鋼夾砂頂管的結(jié)構(gòu)計(jì)算提供理論計(jì)算依據(jù)。2. 玻璃鋼夾砂頂管結(jié)構(gòu)計(jì)算依據(jù)已選定的設(shè)計(jì)條件和設(shè)計(jì)參數(shù), 按照我國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 玻璃纖維纏繞增強(qiáng)熱固 性樹脂加砂壓力管 （JC/T838-1998 ）和頂管施工技術(shù)以及計(jì)算機(jī)非線性有限元數(shù)值計(jì) 算進(jìn)行玻璃鋼夾砂頂管的結(jié)構(gòu)

19、計(jì)算。 管材結(jié)構(gòu)計(jì)算包括頂力強(qiáng)度、 剛度、撓曲變形、彎曲強(qiáng) 度、穩(wěn)定性分析、地震強(qiáng)度分析等計(jì)算、 分析與校核,本工程設(shè)計(jì)各項(xiàng)性能指標(biāo)全部達(dá)到國(guó) 家有關(guān)玻璃鋼夾砂管道標(biāo)準(zhǔn)要求, 以及本工程玻璃鋼夾砂頂管的特殊要求, 主要技術(shù)參數(shù)和 檢驗(yàn)報(bào)告見附件。四、生產(chǎn)工藝 采用純玻璃鋼與玻璃鋼夾砂復(fù)合增強(qiáng)一體化的設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)工藝。1 、工藝路線采用 12 米長(zhǎng)定長(zhǎng)纏繞玻璃鋼夾砂管生產(chǎn)工藝，在每根模具上一次生產(chǎn)出 4 段 3 米長(zhǎng) 的玻璃鋼夾砂頂管。按設(shè)計(jì)層數(shù)間斷夾砂，每段頂管兩端 300800mm 勺純玻璃鋼部分采用玻 璃纖維織物局部增強(qiáng)的辦法實(shí)現(xiàn)。 每段頂管間采用特制的設(shè)備磨削和切斷， 修整達(dá)到規(guī)定形

20、狀和尺寸后一次性脫模即可。生產(chǎn)效率完全可以滿足規(guī)定的工程進(jìn)度要求。2 、生產(chǎn)設(shè)備采用本公司新購(gòu)置的 2 套可生產(chǎn) DN3000mr 玻璃鋼夾砂管微機(jī)自動(dòng)控制生產(chǎn)線，針對(duì) 玻璃鋼夾砂頂管的特點(diǎn)和具體要求， 對(duì)纏繞設(shè)備稍加改造， 添置必要的磨削修整裝置即可生 產(chǎn)出達(dá)到規(guī)定要求的玻璃鋼夾砂頂管。3、生產(chǎn)工藝1 ）確定并認(rèn)可設(shè)計(jì)生產(chǎn)方案；2 ）內(nèi)襯制作；3 ）玻璃纖維環(huán)向和交叉纏繞內(nèi)結(jié)構(gòu)層；4 ）用特種夾砂布間斷夾砂（夾砂布在純玻璃鋼處連續(xù)但停砂）；5 ）每層夾砂后及時(shí)制作純玻璃鋼部分；6 ）玻璃纖維環(huán)向和交叉纏繞外結(jié)構(gòu)層；7 ）修整、切斷達(dá)到統(tǒng)一的形狀和規(guī)定的尺寸；8）脫模，檢驗(yàn)合格后上鋼套環(huán)出廠。

21、五、質(zhì)量控制1 、 玻璃鋼夾砂頂管企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 目前玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，無(wú)“頂管”品種，且在“初始撓曲性的徑向變形率”數(shù)據(jù)中，僅規(guī)定了 10000N/m2 以下管剛度等級(jí)。為滿足市場(chǎng)需要與用戶要求，現(xiàn) 參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 結(jié)合頂管產(chǎn)品的特點(diǎn)， 制定該產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 作為組織生產(chǎn)與質(zhì)量檢驗(yàn)的 依據(jù)。玻璃鋼夾砂頂管企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)附后。2質(zhì)量控制要點(diǎn)2.1原材料 必須按規(guī)定要求選擇優(yōu)質(zhì)原材料， 特別是原材料的工藝性， 這在頂管制作中格外重要。2.2 嚴(yán)格執(zhí)行工藝 每層間斷夾砂后及時(shí)將純玻璃鋼處用玻璃纖維織物補(bǔ)平，與砂層形成良好的連接狀 態(tài)，以保證端面軸向壓力的傳遞和延伸， 使管盡可能整體受力不致?lián)p壞；否則，如夾砂數(shù)次 后再補(bǔ)純玻璃鋼， 純玻璃鋼和砂層間勢(shì)必出現(xiàn)界面， 形成擠壓和剪切， 導(dǎo)致管材于純玻