因地制宜就地取材的農村水泥路面配合比設計

摘 要：本文立足于山區農村公路的建設和實際情況，本著因地制宜就地取材的原則，結合山區當地富有的礦尾砂、河床材料進行實驗，探討當地材料用于農村水泥混凝土路面的可行性，進行水泥混凝土材料配合比設計。

關鍵詞：農村道路；水泥路面；配合比

十九大報告指出中國特色社會主義進入了一個新的時代，中國社會主義初級階段主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。農村公路建設也詮釋了這一矛盾的存在。農村公路等級較低，大多是泥結硬化、磚鋪硬化和水泥混凝土路面，分布呈現線狀分布，故而出現很多斷頭路，聯網互通的功能和效益未能充分發揮。廣大百姓的高質量出行需求與公路通達標準較低、村道基礎設施落后以及農村公路疏于養護和道路失管之間的矛盾還在存在。加強農村公路規劃聯網，統籌安排，先通后暢，逐步提高通村路技術等級。加大對偏遠山區的扶持，在政策支持、籌集資金多樣化的前提下，立足當前因地制宜就地取材，減少建設成本，提高修筑質量。

1 山區就地取材

1.1 礦料

張家口地區含有鐵礦，而鐵礦渣和礦尾砂是冶煉鐵的下腳料，故來源豐實；大部分地形為平原微丘區，干燥少雨，路基為干燥狀態。舊河床中河卵石和中砂非常豐實；粉砂土在當地存量豐富，但不適合做路基填料，改造后可用；石灰取材方便。

礦尾砂：呈細顆粒狀屬特細砂，黑褐色，質感光滑細膩；

粉砂土：顆粒含量很少，實為粉土，土質細且帶粘性；

鐵礦渣：塊狀，黑褐色，表面有部分金屬亮澤，最大粒徑40mm；

河卵石最大粒徑40mm；河砂采用中砂。

1.2 膠結料

鄉村公路交通量小，根據實際情況采用32.5級硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥。水泥品質符合規定。

2 混凝土組成設計

2.1 材料配合比

所用鄉村道路水泥混凝土28天齡期設計彎拉強度≥4.0MPa；參考指標28天齡期抗壓強度≥25Mpa。按照混凝土配合比設計的工作性、設計強度、耐久性和經濟性的基本原則進行配比。1m3混凝土中各材料用量（單位：kg）計算材料配合比如下：

（1）鐵礦渣+中砂

水泥=372；中砂=681；鐵礦渣=1330；水=189。

配合比： 水泥：中砂：鐵礦渣=1：2.05：4.0，w/c=0.51。

（2）鐵礦渣+中砂+礦尾砂

水泥=372；中砂=582；礦尾砂=104；鐵礦渣=1326；水=194。

配合比： 水泥：中砂：礦尾砂：鐵礦渣=1：1.75：0.31：3.99，W/C=0.52。

（3）河卵石+中砂

水泥=378；中砂=484；卵石=1420；水=211。

配合比： 水泥：中砂：卵石=1：1.35：3.97，w/c=0.56。

（4）河卵石+鐵礦渣+中砂

水泥=375；中砂=546；卵石=680；鐵礦渣=680；水=202。

配合比：水泥：中砂：卵石：鐵礦渣=1：1.62：2.02：2.02，W/C=0.54。

2.2 坍落度實驗測結果

坍落度實驗測得結果如表1。

2.22.83.22.9

實測坍落度受水泥漿的數量和稠度、砂率等的影響。第一種坍落度最小，河卵石+中砂坍落度最大，極差為1cm。從試驗結果可以看出坍落度都滿足要求，證明四種配比材料的和易性較好。

2.3 水泥混凝土抗壓、抗折強度試驗

抗壓抗折強度試驗需要注意數據的有效性。極值數據滿足15%之內的偏差范圍有效。其余情況參照規范進行數據取舍。試件尺寸采用150×150×550（單位：mm），試驗規程參照JTG E402007，使用儀器為WE—100B型液壓式萬能試驗機，測得數據、計算結果如表2所示。

3 推薦配合比

根據7天齡期的抗折強度、抗壓強度可以判定，以上三種組合（除卵石+中砂組合外）的配合比均能滿足設計要求，即都可以用于農村公路水泥路面工程實際中。其中鐵礦渣+中砂組合，水泥用量最少，最經濟，可獲得最高的強度。卵石+中砂組合，水泥用量最多，最不經濟，強度最低，不建議采用。在試驗中發現，當水/水泥（W/C）超過設計值時，將嚴重影響強度，所以要求施工單位嚴格控制用水量。總體建議采用鐵礦渣+中砂組合、鐵礦渣+中砂+礦尾砂組合、卵石+鐵礦渣+中砂組合。考慮經濟性、強度問題，不建議采用卵石+中砂組合。

參考文獻：

[1]交通部公路科學研究所.公路水泥混凝土路面設計規范（JTG D402011）.北京：人民交通出版社.

[2]交通部公路科學研究所.公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程（JTG E302005）.北京：人民交通出版社.

作者簡介：趙鑫，市政道路設計工作。