影响水泥砼路面抗折强度的因素分析

李善洲

【摘 要】水泥砼面層以抗折强度作为强度检验和评定的首要指标，本文着重对配合比各组分原材料；搅拌及施工工艺；试验方法、试件成型方式；检验和试验人员素质这几个主要因素对抗折强度的影响进行探讨。

【关键词】水泥砼路面；抗折强度；因素；分析

引言

在我国道路路面的结构形式中，水泥砼路面因其独特的优点，依然被公路和城市道路广泛地采用。抗折强度数值的高低则直接关系着砼路面质量的好坏。笔者参考国内外相关资料，结合近几年来的施工、检验和试验实践，对影响砼路面抗折强度的几个因素进行初步的探讨。

一、配合比各组分原材料的影响

1 水泥。砼路面的第一力学指标是抗折强度，其高低对砼试件抗折强度高低有直接影响。水泥的抗折强度是砼抗折强度不可逾越的上限，砼的抗折强度比标准砂浆的抗折强度低2MPa左右。由此可见，在其他技术指标满足要求的情况下，应尽可能使用抗折强度高的水泥，即尽量使用道路水泥或对提高抗折强度有利的含硅酸三钙和铁铝酸四钙高的水泥。

2 集料。过去，通常认为集料是砼的惰性成份，除了粒径和级配外，它对路面砼的性能影响很小，但试验表明，粗集料的种类、压碎值、最大粒径、针片状含量、级配、软弱颗粒含量对抗折强度都有影响。良好的级配和粒型可使路面砼形成具有较大嵌锁力的密实骨架结构，对提高抗折强度有利。同时，由于路面砼的特殊受力方式（承受动载的反复冲击），包括泥块、土、石粉等的软弱颗粒使集料界面粘结强度大大降低，从而使抗折强度降低很多。所以，路面砼对骨料的要求比一般砼更严格。

3 水泥用量和水灰比。抗压强度的配合比设计中，水灰比和水泥用量是配制强度标号的主要参数，在抗折强度的配合比设计中，水灰比定则仍然是行之有效必须遵循的基本原理。但是，由于影响砼抗折强度与抗压强度的因素并非相同，部分因素甚至是相反的，单纯增加水泥用量、降低水灰比，对抗折强度的提高不再明显，反而造成经济上的不合算，所以《水泥砼路面施工及验收规范》（GB97 1987）中规定最大水泥用量不宜超过400kg/m3。

4 双掺技术的应用。我们选择A因子（单掺粉煤灰），B因子（双掺外加剂和粉煤灰）两个因子，每个因子三个水平。以抗折强度为指标，通过直接比较可知，A2（25%）> A3（30%）> A1（20%），B3（1.5%）> B2（1.0%）> B1（0）。再对试验结果作F检验（计算过程略），FB> FA，表明双掺效果比较好。因此，可以采用A2B3组合，即粉煤灰掺量（占水泥用量）25%，外加剂取水泥用量的1.5%。尽管抗折强度与外加剂掺量呈正相关关系，但从经济效益等方面考虑，外加剂掺量不宜再提高。综合分析，由于掺加外加剂和粉煤灰后，砼的密度增加，有利于提高抗折强度。

二、搅拌及施工工艺的影响

当前施工中，大多采用强制式搅拌站集中搅拌的供料方式，搅拌站采用微机控制，可为施工单位提供更可靠的配合比。但搅拌站要把好材料关和配合比调整关（理论配合比和施工配合比的调整）：原材料要按要求定期送检，砂、石的含水量要随时测定，以便及时调整配合比中的用水量和砂子用量，在夏季、多雨季节，测量砂、石含水量尤其重要。

摊铺及成型工艺的选择应根据施工单位的设备、技术、管理、人员等实际情况，尽量选择比较先进的施工工艺，这是保证砼路面内在密实度和外观质量的关键步骤之一。施工前应根据砼路面施工进度计划，编制出一套合理并切实可行的施工组织设计和施工现场管理办法，作好施工人员的技术培训，加强过程控制，为整个工程的顺利实施制定有力的保证措施。

三、试验方法、试件成型及养护条件的影响

在《普通砼力学性能试验方法》GBJ81 1985中，关于抗压试件的制作及养护有专门的规定，但抗折试件的成型比较特殊。作为检验评定砼路面强度高低的主要手段--小梁试件抗折强度检验，强化嵌锁和界面是保证抗折强度和小变形性能的基本措施，而增强集料的嵌锁力与试件成型时的振动方式有很大的关系。我们对两种成型方式的试件作对比试验，发现用振捣棒制作的试件抗折强度偏低10%～ 20%。其存在差别的原因是由于折断的横断面上振捣棒振动过的插孔，即小梁试件的中央几乎没有粗集料或仅有很少的粗集料，而振捣棒越粗，砼坍落度越小，这种影响越大，抗折强度降低得越多。

四、检验和试验人员素质的影响

工作人员的业务素质、熟练程度、工作责任心等对砼的抗折强度有很大的影响。对某一工程使用同一搅拌站生产的砼的两个不同试验人员，不同月份抽取的砼抗折试块作为样本进行的统计分析，结果如下：

1 甲、乙两个试验人员所有抗折强度数据统计分析

从表1可见：X甲> X乙，S甲< S乙，说明甲试验员的业务素质高于乙试验员业务素质。通过以上分析可以看出，甲、乙两虽然在配合比、原材料、搅拌工艺、成型方式都相同的情况下留置试块，统计分析结果却不大相同，说明检验试验人员的业务素质、工作态度是影响试验结果的不可忽视的重要因素。

五、结论

水泥砼是一种脆性材料，对配合比、原材料质量、施工工艺及检验试验等因素非常敏感，因此在组织水泥砼路面施工时，必须严格管理。在实际应用中，还要从影响产品质量的"人、机、料、法、测（检测）、环"（即5M1E）几个方面入手，确保工程质量。

【参考文献】

[1]《水泥砼路面施工及验收规范》（GB97 1987）.人民交通出版社

[2]《水泥砼路面设计规范》（JTT012 1994），人民交通出版社

[3]李炎青.浅谈如何提高施工中砼路面的抗折强度.《交通科技与经济》.2006