機場剛性道面配合比設計

于曉波

（煙臺國際機場集團有限公司，山東 煙臺265617）

一段時間以來，國內民航事業蒸蒸日上、欣欣向榮，航空交通量與大型寬體飛機倍速增長。經實踐證明，剛性道面所使用的強度和年限均滿足要求，是機場道面的最佳選擇。為了更加經濟、安全地滿足道面的抗折強度，就不得不展開對混凝土配合比設計的研究。

國內諸多學者曾對混凝土配合比展開研究，馬耀輝[1]等曾展開研究了黑龍江省三江民用機場工程中的水凝土配合比設計，經討論分析，水泥混凝土達到設計要求的基本保障是碎石要屬于合理的級配范圍。姜樂[2]等人的機場道面混凝土配合比設計思想是在表面性能導向的基礎上建立。陳士昌[3]等人則針對冰凍地區機場，提出了考慮抗凍性能的機場混凝土道面設計方法。白洪杰[4]和孔凡東[5]則分別對SBS改性瀝青道面和SMA-13瀝青混合料道面的配合比設計進行了詳細研究，而佘希壽[6]和王巍[7]則針對混凝土配合比設計的原則和步驟等進行了闡述。

本文將依托某機場剛性道面工程，從原材料的選擇、配合比的設計及計算，得出混凝土試配結果，最后通過試驗得出適宜于該機場道面建設的最終配合比方案。

1 原材料

1.1 水泥

根據某機場停機坪及其附屬設施擴建工程中水泥應滿足《民用機場水泥混凝土面層施工技術規范》[8]（下文簡稱規范）中的要求。山東煙臺棲霞中聯水泥有限公司生產的“棲霞”牌P.O 42.5級散裝水泥，經有關檢測機構鑒定均符合規范。

1.2 集料

選用材料應符合要求，集料宜耐久性好、干凈整潔、質地堅硬；細度模數為2.6～3.2的天然砂一般是細集料首選。本試驗經討論分析后，細集料選用了河砂，粗集料選用了破碎卵石，粗集料為棲霞采石場生產的4.75～16mm和16～31.5mm碎石混合，配制比例為4.75～16mm∶16～31.5mm=30∶70。

1.3 水

水選擇現行《生活飲用水衛生標準》的飲用水。

1.4 外加劑

外加劑的選擇應該根據施工現場條件和使用要求，也應該符合水凝土配合比實驗的需求，外加劑除應符合國家現行相關標準外，還應該通過《規范》[8]的有關測試。

2 混凝土配合比設計

2.1 混凝土試配強度

《規范》[8]MH 5006—2015第4.1.9條有所規定，“試驗室配合比宜按水泥混凝土設計強度的1.1～1.5倍進行配制”，因此本次工程所用的道面混凝土試配強度為：

式中：fc-水泥混凝土配制28d抗彎拉強度值，MPa；fr-標準值，水泥混凝土設計28d抗彎拉強度，MPa。

2.2 水泥用量

根據《規范》MH 5006—2015第4.1.3條規定，水泥混凝土單位水泥用量應不小于330kg/m3。根據經驗，本次配合比選擇水泥強度等級為42.5，道面混凝土單位水泥用量選330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3三種比例進行試配。

2.3 確定水灰比

依據《規范》[8]MH 5006—2015，混凝土的水灰比應符合下表規定，由于本次道面混凝土有抗凍要求，暫定水灰比（W/C）分別為0.41、0.42進行試配。

2.4 確定砂率

根據相關規范要求以及多年飛行區道面工程配合比試配經驗，砂的細度模數為2.83，暫取砂率分別為29%、30%進行試配。

2.5 計算砂、碎石集料用量

以基準配合比為例計算：水泥340kg、水灰比0.41、砂率30%計算：求得：m

so=618kg

mgo=1442kg

綜上所述每立方米混凝土砂石用量為：

砂：618kg；

碎石1（4.75～16mm）：1442×30%=433kg；

碎石2（16～31.5mm）：1442×70%=1009kg

2.6 試驗室配合比的確定

實驗以基準配合比為基礎，采用水泥分別為330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3，水灰比分別為0.41、0.42；砂率分別為29%、30%，分別計算砂石用量，共計9個配合比，依次進行室內的混凝土配合比拌合、性能試驗以及力學性能試驗，實驗所設計混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比設計

3 試驗結果及分析

3.1 試驗結果

通過上述實驗，測定的配合比實驗結果如表2所示。

表2 混凝土配合比結果

3.2 結果分析

綜合考慮機場道面混凝土配合比各主要參數對各項指標的影響后，結合實際本工程要求、施工條件、施工水平及材料狀況，確保工程質量、便于施工等原則，道面采用配合比編號為HP009為理論配合比，該配比下7d的抗壓強度為5.22MPa，28d的抗壓強度為6.33MPa，維勃稠度20s，均符合規范要求。最終配合比確定為：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶外加劑=340∶618∶1009∶433∶139∶6.8。確定水灰比為0.41，砂率為30%。

4 結論

本文針對某機場剛性道面配合比設計進行了研究，從原材料的選擇、配合比的強度試配等得出配合比，并對該配合比下的混凝土強度進行了測試，主要結論如下：

（1）該剛性道面最終配合比確定為：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶外加劑=340∶618∶1009∶433∶139∶6.8。

（2）通過試驗發現水灰比為0.41，砂率為30%時，混凝土強度效果最佳。

（3）該配比下7d的抗壓強度為5.22MPa，28d時的抗壓強度為6.33MPa，維勃稠度20s，均符合規范要求。