正交试验在碾压混凝土基层配合比设计中应用

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1、正交试验在碾压混凝土基层配合比设计中应用　　摘要：影响碾压混凝土工作性能、弯拉强度、抗压强度等指标的因素众多，通过分析论证各因素对碾压混凝土材料各指标的影响。在此基础上推荐出三个因素用于云罗高速碾压混凝土基层配合比正交试验设计，并分析其对各指标的影响程度。关键词：RCC基层；配合比设计；正交试验；改进VC值中图分类号：TU755文献标识码：A我国道路工作者早期对碾压混凝土的配合比设计方法和施工技术要求的研究一直是基于较低等级路面结构的上面层，我国现行规范也没有碾压混凝土用于高等级路面基层或复合式路面下面层的配合比设计和施工技术的具体要求。7广东省在高速公路的建设和使

2、用实践过程中提出了采用从上到下依次为路基+垫层+水泥稳定碎石下（底）基层+碾压混凝土基层+3层不同粒径粗粒式沥青混凝土新型路面结构。从使用效果来看，这一新型结构较一般半刚性路面结构在繁重的交通量和重轴载交通结构比例高的高速公路上有着明显的优势：一是延长了路面大修时间，二是减少了路面结构性破坏。我国现行规范《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30-2003）要求重要工程碾压混凝土配合比的确定应采用正交试验法，并建议了试验因素的选取。考虑到碾压混凝土用于面层和基层所受环境影响和行车荷载作用的不同，本文将分析碾压混凝土用于基层的特性，并提出控制指标，在此基础上选取

3、合适的正交试验因素。一、基层RCC（一）RCC材料特点碾压混凝土较一般混凝土而言，用水量低、水泥用量低，是通过振动压路机压实成型的超干硬性混凝土。碾压混凝土的施工成型工艺决定了其具有如下特点：1、强度高：通过振动碾压，混合料集料能形成坚实的骨架结构，水泥砂浆液化均匀的分散填充在骨架结构孔隙中起胶结作用。相关资料显示，碾压混凝土基层28天抗折平均强度可达3.66MPa[1]。2、耐久性能好：施工质量良好的碾压混凝土压实度能达到98%，经过多次冻融循环后，其质量损失小，抗冻系数高达80%以上。并且较少的水泥用量也使得碾压混凝土干缩系数不大。73、水稳性好：振动压路机能使

4、碾压混凝土砂浆完全液化并填充到集料骨架孔隙中，养生期后集料与水泥砂浆完全固化在一起，形成密实的“人造石”。（二）RCC基层特点碾压混凝土材料用于高速公路路面基层，相对于其他高速公路路面基层材料而言有如下优势：1、经济效益好：与普通混凝土而言，碾压混凝土水泥用量少，为了减少混凝土干缩和缓凝，通常还会掺加粉煤灰等掺合料替代部分水泥的功能。2、施工速度快：碾压混凝土采用沥青摊铺机摊铺，振动压路机进行碾压，施工进度快，养护时间短且初期强度增长快，一般开放交通时间比较早，有利于施工组织设计。二、正交试验概述正交试验设计是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试

5、验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。7正交试验法能够比较清晰的剖析出各因素于试验指标之间的关系，但正交试验也存在一定的缺点，这项试验费时、次数较多，对因素水平要求较高。而对于试验因素的选择，应该根据专业知识、试验经验以及以往的研究结论，尽可能全面的考虑到影响试验指标的各项因素。然后根据实验要求以及少选因素的原则，从中选定最为适合的试验因素。在本工程中选择了水量、水泥用量以及级配3个因素，来作为正交试验因素。三、正交试验在碾压混凝土基层配合

6、比设计中的应用（一）碾压混凝土基层配合比设计的要求在云罗高速公路碾压混凝土基层配合比设计中，要求混凝土的相对容重高，在能够符合其和易性要求的前提下，应该尽量增加骨料的用量。如果骨料较少，那其骨架作用将得不到全面的发挥，很容易降低混凝土的强度，其可碾性也会下降。因此在配合比设计时，应该在满足设计强度、施工和易性以及耐久性的条件下，设计出最为经济合理的材料用量。下面结合工程实例对碾压混凝土基层的配合比设计方法及各材料的用量进行探讨。（二）试验用原材料的选择1、水泥：为广东广信青洲水泥有限公司生产的金鹰牌P·C32.5复合硅酸盐水泥，水泥强度等级32.5，水泥的各项检测指

7、标见附表1。表1水泥物理性质表2、粗细集料：来源于茅坪石场、河砂为西江砂，砂的细度模数为2.62，为中砂。表2粗细集料检测结果7（注：压碎值指标是采用集料规范方法得到，再根据规范推荐公式换算成压碎值指标）表3各档集料筛分结果3、外加剂：由于碾压混凝土的水灰比较小，施工拼合物的和易性较差，为了改善混凝土的可碾压性，提高混凝土的密实度，可适当掺入缓凝型减水剂或引气剂。（三）正交试验结果及分析1、配合比设计方法本次配合比设计采用绝对体积法，RCC配合比采用正交试验法，先挂单位用水量、水泥用量、级配3个因素。每个因素需要选定3个水平，采用L9(34)正交表安排试验方案。