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1 水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的重要性

對公路路面水泥混凝土的質(zhì)量加以評判，其指標(biāo)主要包含路面的漲縮性、耐磨性、耐久性以及抗彎拉強(qiáng)度。對于水泥混凝土而言，不僅需要承受汽車行駛過程中的荷載，同時(shí)還要受到溫度變化的影響，因此，在此種狀況中，想要確保公路路面水泥混凝土的質(zhì)量能夠與設(shè)計(jì)指標(biāo)相符，就必須要將混凝土的配合比設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化。配合比設(shè)計(jì)工作的好壞，將會對公路路面的耐磨性能、耐久性、強(qiáng)度造成決定性的影響。重視混凝土的配合比設(shè)計(jì)工作，就能從源頭上把控路面質(zhì)量，還能夠?qū)⒐返氖褂脡勖嵘?，在保證路面質(zhì)量的前提下，確保資源得到充分的利用。

2 影響水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要因素

2.1 砂率

在開展水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)工作期間，砂率占據(jù)著十分重要的地位。砂率的差異會造成混凝土當(dāng)中孔隙的數(shù)量存在差異。砂率過高或者過低，都會對配合比設(shè)計(jì)的質(zhì)量造成巨大影響。如果砂率過高，會導(dǎo)致混凝土拌合物中沒有足夠的水泥漿進(jìn)行包裹，混凝土?xí)霈F(xiàn)和易性不良的現(xiàn)象，而且會造成硬化后的混凝土中孔隙數(shù)量增加，不能滿足施工現(xiàn)場的施工要求。相反如果砂率過低，則會導(dǎo)致混凝土拌合物中水泥漿過多，細(xì)骨料過少，造成水泥混凝土中水泥漿對粗骨料的包裹性下降，不利于混凝土振搗密實(shí)。

2.2 水灰比

所謂的水灰比指的是混凝土中水與粉料中相對用量的比例。水灰比對混凝土的強(qiáng)度造成直接的影響。如果水灰比過高，將會導(dǎo)致水泥混凝土中粉料用量不足，而用水量過高則會造成混凝土中多余水分占據(jù)空洞較多，一旦水分蒸發(fā)，剩下的空洞將會影響到混凝土的強(qiáng)度。如果水灰比過低，將會導(dǎo)致混凝土過于黏稠，不利于施工，而且過高的粉料用量會造成混凝土更容易開裂。

2.3 對水泥混凝土強(qiáng)度與壽命的預(yù)期

如果水泥混凝土的強(qiáng)度以及壽命無法與預(yù)期目標(biāo)相符，便無法投入至使用當(dāng)中。在所需的強(qiáng)度基礎(chǔ)上將混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度適當(dāng)增加，可以將混凝土因突發(fā)載荷或意外導(dǎo)致無法穩(wěn)定的問題加以預(yù)防。但是，如果將配合比中設(shè)計(jì)強(qiáng)度過分提升，同樣也會導(dǎo)致施工的成本加大，從而造成不必要的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此水泥混凝土的預(yù)期壽命同樣也是開展配合比設(shè)計(jì)工作期間所需要考慮的重要因素，將預(yù)期壽命的長短作為參考依據(jù)，納入混凝土配合比設(shè)計(jì)的過程中，合理調(diào)整混凝土配合比，在保證質(zhì)量的前提下，可以減少不必要的浪費(fèi)。

3 公路路面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

3.1 影響水灰比確定的因素

對于水泥混凝土而言，其強(qiáng)度由水灰比所決定，由于路面的強(qiáng)度等級存在差異，施工方式存在差異以及施工企業(yè)的技術(shù)素養(yǎng)存在差異，都會對水灰比的最終確定有所影響，另外，對于實(shí)際公路路面工程當(dāng)中的路面強(qiáng)度設(shè)計(jì)需求也需要作出考慮，對以上因素展開綜合的考慮，充分論證才能夠確定最適宜的水灰比。

3.2 水灰比與混凝土的彎拉強(qiáng)度

現(xiàn)如今，我國在公路路面的水泥混凝土方面遵循《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，并且將混凝土的彎拉強(qiáng)度劃分為4.0、4.5、5.0 MPa三個(gè)等級。各級公路的保證率系數(shù)如表1所示，彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)如表2所示，都作出了十分細(xì)致的說明。

表1 保證率系數(shù)按樣本數(shù)n與判別概率p的參照表

表2 各級公路混凝土路面彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)表

以混凝土彎拉強(qiáng)度的要求為5.0 MPa為例，《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中對水灰比提出了0.40以上的規(guī)定，并且規(guī)定水灰比最低值要大于0.38。如果水灰比過低，粉料用量因?yàn)檩^多而無法完全進(jìn)行水化反應(yīng)，不僅會造成成本的增加和原材料的浪費(fèi)，同時(shí)也會導(dǎo)致路面更容易出現(xiàn)裂縫的狀況。將《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》作為依據(jù)，水灰比控制在0.45～0.38之間，粗集料體積率控制在75%左右，將水灰比的不同加以計(jì)算，混凝土當(dāng)中水與粉料的用量如表3所示。

表3 水灰比不同時(shí)混凝土中水泥與水的用量計(jì)算

3.3 水灰比的確定

將混凝土彎拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值，即fr=5 MPa時(shí)為例，首先將下列公式作為依據(jù)，從而將混凝土28 d試配強(qiáng)度fc=5.64 MPa進(jìn)行計(jì)算：

式中：fc——配置28 d彎拉強(qiáng)度的均值（MPa）；

fr——設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）為5.0 MPa；

Cv——彎拉強(qiáng)度的變異系數(shù)（可以通過表3獲取）；

S——彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)樣本的標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）；

T——保證率系數(shù)。

綜合考慮混凝土預(yù)期的使用壽命、耐久性等因素，最終將水灰比確定為0.44，其計(jì)算的過程為：

W/C=1.568 4/（fc+1.009 7-0.359 5fs）=1.568 4/（6.0+1.009 7-0.359 5×8.6）=0.44。

4 結(jié)語

綜上所述，對于公路路面的施工工作而言，水泥混凝土材料是不可或缺的重要存在，能夠直接決定整體工程的施工效率與施工質(zhì)量。所以，水泥混凝土的配合比設(shè)計(jì)與確定工作是施工前的準(zhǔn)備工作中的重中之重，只有綜合考慮各方面的因素，才能夠避免沉降、塌陷或是裂縫等問題，確保公路路面在今后的使用能夠更加安全與可靠。