粗集料对水泥混凝土路面使用性能的影响
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收稿 日期 ： ２ ０ １ ２—０ ３一 Ｏ ５
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构强度及耐磨性能对于混 凝土路 面的使用 性能有着 不同程 度 的影响。随着当前 交通流量与行车密度的不断增加 ， 分析 粗集料在混凝土施工 中的级配参数 ， 有 利于延长水泥混凝土 的使用期 限。
参考文献 ： ［ １ ］ 李红 ． 水泥混凝土路 面原材料的技术要求 ［ Ｊ ］ ． 公路 ， ２ ０ ０ ３ ． ［ ２ ］ 林海强 ． 关于对公路水泥混凝土路 面使用寿命的探讨［ Ｊ ］ ．中 小企业 管理与科技 ， ２ ０ ０ ９ ．
是制约路面承载刚度与强 度 的重要 因素。粗 集料本 身具 有 的强度耐压性能 以及力学 性能 与其 粒径 大小和 中间颗粒 的 组合程度密切相关。 中间 颗粒具有 补偿粗集 料粒径 减小 导 致砂浆需要量增大的弊端 ， 保 障粗集 料堆积 密实度 ， 稳定 路 面结构强度 的性能。实践 表明 ， 粗集料 颗粒 粒径越 大 ， 其 表 面积越小 ， 界面粘结 力也就越 小 ， 在施工 振捣过程 中下沉 速 度越快 ， 容易造成混 凝土 内部 颗粒分 布不 均匀 ， 从 而影 响混 凝土抗折强 度。如果在路 面施 工 中相关 粗集料 的化学 成分 及杂质含量过高 ， 吸水性 与饱和率 过大 ， 级配粒 径控制 不严
耐磨抗耗性能 。 ２ ． ３ 粗 集料对 混凝 土路 面抗 冲击与疲劳性 能的影响
就水泥混凝土路面 的耐久性而言 ， 抗冲击与疲劳强度是 优化路面使用性能延 长其使用 寿命 与期限 的重 要 因素 。路 面高速荷载行车过程 中 ， 由于重压及 惯性 阻力 的作用 ， 行车 荷 载对路面会形成反复 冲击破坏作用 ， 疲劳性性是路面整体 性 能的重要体现 ， 路面混凝土的强度与水灰 比指标一定 的情 况下 ， 粗集料的颗粒 形状及 强度要 求 ， 影 响拌和物 的和易性
格， 将会造成粗集料 自身压碎值 降低 ， 路面粗集 料 间的孔隙 率过大 ， 导致水泥混凝土路面 的承 载强度性能在荷载反复作
用下遭到不同程度的破坏 。 ２ ． ２ 粗 集 料 对 水 泥 混 凝 土 路 面耐 磨 抗 耗 性 能的 影 响 路面磨损是水泥混凝土路面常见 的现象 ， 路面耐磨抗耗 性能， 是指 路面结构所具 有的抵抗 车辆 轮载运行对路面造成 耗损劣化 的能力 。水泥 混凝土路 面通常 是 由一定 级配的砂
２ ０ １ ２年 第 ６期 （ 总第 ２ ２ ０期）
黑 龙江交 通科技
ＨＥ Ｉ Ｌ Ｏ ＮＧＪ ｌ ＡＮＧ Ｊ ｌ ＡＯＴ Ｏ ＮＧ ＫＥ Ｊ ｌ
Ｎｏ ． ６， ２ ０ １ ２ பைடு நூலகம்
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ２ ０ ）
粗 集 料 对 水 泥 混 凝 土 路 面 使 用 性 能 的 影 响
通常要 占总体积 的 ５ ０ ％一 ８ ０ ％左 右 ， 在水 泥混 凝土 路面结 构 中发挥着重要的骨架承载和稳 固性能 ， 对混凝 土路面使用 性能 的耐久性影响较大。
２ ． １ 粗 集料对水 泥混凝 土路 面承载 强度性 能的影响 水泥混凝土路面粗集料的最大粒径和 中间颗粒的级配 ，
料抵抗干湿冻融循环 以及温度 变化等不 利气候影 响的 限值 能力 。作为检测粗集料相对承载性的重要指标 ， 压碎值是 指 在连续荷 载施加条件下集料抵抗压碎 的能力 ； 磨 耗性是指 集 料在一定荷载 冲击摩擦 阻力综合 作用 下 自身粒 径质量体 积 抵抗外部撞击 、 摩擦 作用 的能力 ， 磨 耗值 是评定路 面表层 集 料抵抗车 轮磨耗 的能力。冲击值 是集料 在高速运 行车辆 的 急制动或颠簸过程 中产生 的路面 冲击作用下 ， 抵抗连续 重复 冲击荷载作用 的性 能称为 冲击 韧性 。磨 光值是指 路用集 料 在承载过 程中为满足路面抗滑性所具备 的耐磨光性衡量值 。 粗集料的化学性质涉及 到硫化 物和硫 酸盐等 有害杂质 含量 以及碱集 料反应等相关性质 。
１ ６・
郭 永 军
（ 哈同公路管理处 ） 摘 要： 当前公路建设施工技术条件下 ， 水泥混凝 土路面 通常是采用水泥 、 集料 和适宜 的水分或钢 筋进行公
路路面铺筑的施工形式 。集料对于水泥混凝土路面施工性 能有着重要 的支 撑稳 固作用 ， 为有效 保障和延长 水泥混凝土路面使用期 限， 基 于粗 集料对水泥混凝土路面使用性能的影 响进行 了分析阐述。 关键词 ： 水 泥混凝 土 ； 路面性能 ； 粗集料 ； 影响分析
石与水泥按 比例进行混合拌制后浇筑施工而成 ， 其集料 的抗 磨蚀性能相对不一 。水 泥混凝 土路面 的耐磨抗损 程度取决 于混凝 土中粗 集料 的 比例及 其抗 磨蚀 性能 ， 混凝 土强 度越 高， 路面耐磨耗性就越大 。事实上 ， 粗集 料颗粒 的级配与 分 布均匀程 度 ， 对路面面板表层的耐磨耗性能乃至整个路 面的 寿命关系很大 ， 粗集料颗 粒级 配或分布不 均匀 ， 中间颗粒 过 少， 造成混凝土砂浆含量过多 ， 导致路 面孔 隙通道较多 ， 容 易 在使用过程 中被 压碎 和侵 蚀 ， 降低 了混凝 土 面层 的整体 强 度 。当水泥混凝土 路面 受到 高速 行 车车辆 轮 载的重 压 、 摩 擦、 切削等磨蚀破坏作用 时 ， 其 破坏 力首先作 用于混凝 土路 面表层之上 ， 随着路面集 料颗 粒凸 出程度 的增加 ， 其顶 面遭 受车辆轮载磨蚀的作用力不断加大 ， 造成磨蚀速度随之相应 增加。同时 ， 路面水泥层受磨蚀 的作用力则 随集料凸 出程度 的增加而减小。因此混凝土粗集料的粒径普遍较大 、 单级配 且针片状颗粒较多 ， 含 泥量超 标严重 ， 都会影 响到路 面整体
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ６ ． ２ １ ６ 文献标识码 ： Ｃ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ２ ） ０ ６—０ ０ １ ６— ０ １
１ 水泥混凝 土路面施 工中粗集料 的性质分析 集料 ， 又称骨料 ， 是构成 混凝土材料的重要成分 ， 集 料质 量对 于所构成 的混凝土性能影响较大 。水泥混凝土材料 中， 集料 主要起骨架支撑作用 ， 同时作 为水泥胶凝材料的充 填材 料， 能够有效减少 水泥胶凝 固化 干缩应力造成的结构体 积变 化。根据集料 的颗粒粒径大小 ， 集 料通常分为粗集 料与细集 料两种型号 ， 粒径规格 大于 ４ ． ７ ５ ｍ ｍ 以上 的集料 一般称 为 粗集料 ， 通常包括岩石天然风化而成的卵石或砾石或者人工 轧制的破 碎砾石等材料 。 相对于水 泥混凝 土材料来说 ， 粗集料的性质包括物理性 质、 力学性质和 化学性 质 等类 型 ， 粗集 料 的各 种密 度、 吸水 性、 耐候性及空隙率等物 理常数 属于其 物理性 质 ； 抗 压碎能 力和磨耗性是路用粗集 料力学性 质的重要指标 ， 力学性质还 包括粗集料的压碎值 、 冲击值 、 磨耗 值、 磨 光值 等相关性 质。 密度是粗集料的重要物理 特性 ， 通常包 括堆积 密度 、 表观密 度， 表干密度和毛体积 密度等 ， 是指 一定单位 体积 物质颗粒 的质量 、 干质量 、 饱和面 干质量或全 部毛 体积 的干质量 。吸 水性是指集料吸收水份的吸水能力和饱水率 ， 耐候性是指集
及可压 实性能 。如果水泥混凝土 中的粗集料 的粒径过小 、 中 间颗粒强 度分布不均匀 ， 造成粗集料 的孔隙率过大或承载力 弱化 ， 将会严重降低路 面混凝土 面板 的抗 冲击与疲 劳强度 。 研究资料表明 ， 尖棱角 与片针状 颗粒会互 相嵌锁 ， 使混凝 土 难 以密实 ， 混凝土粗集 料的最 大粒径越 小 ， 其抗 冲击与疲 劳 强度就越好 ， 采用 圆角粗集料 可以延长混凝土路面的使用寿 命。 ３ 结束 语 总之 ， 作为水泥混凝 土的重 要构成 材料 ， 粗 集料 自身结
２ 粗集料对与水泥混凝土路面性能的影响 ． 由于受路面行 车荷 载压 力冲击、 磨损 以及 自然冻涨破坏 因素的制约 ， 水泥混凝土路面面板在施工和使用 中往往会产 生磨损 、 开裂 、 断板 、 剥落 或起拱 、 塌 陷等 诸多 影响行 车安全 舒适性及路面使用期限的病害 ， 水泥混凝土 中的粗集料成分
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构强度及耐磨性能对于混 凝土路 面的使用 性能有着 不同程 度 的影响。随着当前 交通流量与行车密度的不断增加 ， 分析 粗集料在混凝土施工 中的级配参数 ， 有 利于延长水泥混凝土 的使用期 限。
参考文献 ： ［ １ ］ 李红 ． 水泥混凝土路 面原材料的技术要求 ［ Ｊ ］ ． 公路 ， ２ ０ ０ ３ ． ［ ２ ］ 林海强 ． 关于对公路水泥混凝土路 面使用寿命的探讨［ Ｊ ］ ．中 小企业 管理与科技 ， ２ ０ ０ ９ ．
是制约路面承载刚度与强 度 的重要 因素。粗 集料本 身具 有 的强度耐压性能 以及力学 性能 与其 粒径 大小和 中间颗粒 的 组合程度密切相关。 中间 颗粒具有 补偿粗集 料粒径 减小 导 致砂浆需要量增大的弊端 ， 保 障粗集 料堆积 密实度 ， 稳定 路 面结构强度 的性能。实践 表明 ， 粗集料 颗粒 粒径越 大 ， 其 表 面积越小 ， 界面粘结 力也就越 小 ， 在施工 振捣过程 中下沉 速 度越快 ， 容易造成混 凝土 内部 颗粒分 布不 均匀 ， 从 而影 响混 凝土抗折强 度。如果在路 面施 工 中相关 粗集料 的化学 成分 及杂质含量过高 ， 吸水性 与饱和率 过大 ， 级配粒 径控制 不严
耐磨抗耗性能 。 ２ ． ３ 粗 集料对 混凝 土路 面抗 冲击与疲劳性 能的影响
就水泥混凝土路面 的耐久性而言 ， 抗冲击与疲劳强度是 优化路面使用性能延 长其使用 寿命 与期限 的重 要 因素 。路 面高速荷载行车过程 中 ， 由于重压及 惯性 阻力 的作用 ， 行车 荷 载对路面会形成反复 冲击破坏作用 ， 疲劳性性是路面整体 性 能的重要体现 ， 路面混凝土的强度与水灰 比指标一定 的情 况下 ， 粗集料的颗粒 形状及 强度要 求 ， 影 响拌和物 的和易性
格， 将会造成粗集料 自身压碎值 降低 ， 路面粗集 料 间的孔隙 率过大 ， 导致水泥混凝土路面 的承 载强度性能在荷载反复作
用下遭到不同程度的破坏 。 ２ ． ２ 粗 集 料 对 水 泥 混 凝 土 路 面耐 磨 抗 耗 性 能的 影 响 路面磨损是水泥混凝土路面常见 的现象 ， 路面耐磨抗耗 性能， 是指 路面结构所具 有的抵抗 车辆 轮载运行对路面造成 耗损劣化 的能力 。水泥 混凝土路 面通常 是 由一定 级配的砂
２ ０ １ ２年 第 ６期 （ 总第 ２ ２ ０期）
黑 龙江交 通科技
ＨＥ Ｉ Ｌ Ｏ ＮＧＪ ｌ ＡＮＧ Ｊ ｌ ＡＯＴ Ｏ ＮＧ ＫＥ Ｊ ｌ
Ｎｏ ． ６， ２ ０ １ ２ பைடு நூலகம்
（ Ｓ ｕ ｍ Ｎ ｏ ． ２ ２ ０ ）
粗 集 料 对 水 泥 混 凝 土 路 面 使 用 性 能 的 影 响
通常要 占总体积 的 ５ ０ ％一 ８ ０ ％左 右 ， 在水 泥混 凝土 路面结 构 中发挥着重要的骨架承载和稳 固性能 ， 对混凝 土路面使用 性能 的耐久性影响较大。
２ ． １ 粗 集料对水 泥混凝 土路 面承载 强度性 能的影响 水泥混凝土路面粗集料的最大粒径和 中间颗粒的级配 ，
料抵抗干湿冻融循环 以及温度 变化等不 利气候影 响的 限值 能力 。作为检测粗集料相对承载性的重要指标 ， 压碎值是 指 在连续荷 载施加条件下集料抵抗压碎 的能力 ； 磨 耗性是指 集 料在一定荷载 冲击摩擦 阻力综合 作用 下 自身粒 径质量体 积 抵抗外部撞击 、 摩擦 作用 的能力 ， 磨 耗值 是评定路 面表层 集 料抵抗车 轮磨耗 的能力。冲击值 是集料 在高速运 行车辆 的 急制动或颠簸过程 中产生 的路面 冲击作用下 ， 抵抗连续 重复 冲击荷载作用 的性 能称为 冲击 韧性 。磨 光值是指 路用集 料 在承载过 程中为满足路面抗滑性所具备 的耐磨光性衡量值 。 粗集料的化学性质涉及 到硫化 物和硫 酸盐等 有害杂质 含量 以及碱集 料反应等相关性质 。
１ ６・
郭 永 军
（ 哈同公路管理处 ） 摘 要： 当前公路建设施工技术条件下 ， 水泥混凝 土路面 通常是采用水泥 、 集料 和适宜 的水分或钢 筋进行公
路路面铺筑的施工形式 。集料对于水泥混凝土路面施工性 能有着重要 的支 撑稳 固作用 ， 为有效 保障和延长 水泥混凝土路面使用期 限， 基 于粗 集料对水泥混凝土路面使用性能的影 响进行 了分析阐述。 关键词 ： 水 泥混凝 土 ； 路面性能 ； 粗集料 ； 影响分析
石与水泥按 比例进行混合拌制后浇筑施工而成 ， 其集料 的抗 磨蚀性能相对不一 。水 泥混凝 土路面 的耐磨抗损 程度取决 于混凝 土中粗 集料 的 比例及 其抗 磨蚀 性能 ， 混凝 土强 度越 高， 路面耐磨耗性就越大 。事实上 ， 粗集 料颗粒 的级配与 分 布均匀程 度 ， 对路面面板表层的耐磨耗性能乃至整个路 面的 寿命关系很大 ， 粗集料颗 粒级 配或分布不 均匀 ， 中间颗粒 过 少， 造成混凝土砂浆含量过多 ， 导致路 面孔 隙通道较多 ， 容 易 在使用过程 中被 压碎 和侵 蚀 ， 降低 了混凝 土 面层 的整体 强 度 。当水泥混凝土 路面 受到 高速 行 车车辆 轮 载的重 压 、 摩 擦、 切削等磨蚀破坏作用 时 ， 其 破坏 力首先作 用于混凝 土路 面表层之上 ， 随着路面集 料颗 粒凸 出程度 的增加 ， 其顶 面遭 受车辆轮载磨蚀的作用力不断加大 ， 造成磨蚀速度随之相应 增加。同时 ， 路面水泥层受磨蚀 的作用力则 随集料凸 出程度 的增加而减小。因此混凝土粗集料的粒径普遍较大 、 单级配 且针片状颗粒较多 ， 含 泥量超 标严重 ， 都会影 响到路 面整体
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ６ ． ２ １ ６ 文献标识码 ： Ｃ 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ３ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ２ ） ０ ６—０ ０ １ ６— ０ １
１ 水泥混凝 土路面施 工中粗集料 的性质分析 集料 ， 又称骨料 ， 是构成 混凝土材料的重要成分 ， 集 料质 量对 于所构成 的混凝土性能影响较大 。水泥混凝土材料 中， 集料 主要起骨架支撑作用 ， 同时作 为水泥胶凝材料的充 填材 料， 能够有效减少 水泥胶凝 固化 干缩应力造成的结构体 积变 化。根据集料 的颗粒粒径大小 ， 集 料通常分为粗集 料与细集 料两种型号 ， 粒径规格 大于 ４ ． ７ ５ ｍ ｍ 以上 的集料 一般称 为 粗集料 ， 通常包括岩石天然风化而成的卵石或砾石或者人工 轧制的破 碎砾石等材料 。 相对于水 泥混凝 土材料来说 ， 粗集料的性质包括物理性 质、 力学性质和 化学性 质 等类 型 ， 粗集 料 的各 种密 度、 吸水 性、 耐候性及空隙率等物 理常数 属于其 物理性 质 ； 抗 压碎能 力和磨耗性是路用粗集 料力学性 质的重要指标 ， 力学性质还 包括粗集料的压碎值 、 冲击值 、 磨耗 值、 磨 光值 等相关性 质。 密度是粗集料的重要物理 特性 ， 通常包 括堆积 密度 、 表观密 度， 表干密度和毛体积 密度等 ， 是指 一定单位 体积 物质颗粒 的质量 、 干质量 、 饱和面 干质量或全 部毛 体积 的干质量 。吸 水性是指集料吸收水份的吸水能力和饱水率 ， 耐候性是指集
及可压 实性能 。如果水泥混凝土 中的粗集料 的粒径过小 、 中 间颗粒强 度分布不均匀 ， 造成粗集料 的孔隙率过大或承载力 弱化 ， 将会严重降低路 面混凝土 面板 的抗 冲击与疲 劳强度 。 研究资料表明 ， 尖棱角 与片针状 颗粒会互 相嵌锁 ， 使混凝 土 难 以密实 ， 混凝土粗集 料的最 大粒径越 小 ， 其抗 冲击与疲 劳 强度就越好 ， 采用 圆角粗集料 可以延长混凝土路面的使用寿 命。 ３ 结束 语 总之 ， 作为水泥混凝 土的重 要构成 材料 ， 粗 集料 自身结
２ 粗集料对与水泥混凝土路面性能的影响 ． 由于受路面行 车荷 载压 力冲击、 磨损 以及 自然冻涨破坏 因素的制约 ， 水泥混凝土路面面板在施工和使用 中往往会产 生磨损 、 开裂 、 断板 、 剥落 或起拱 、 塌 陷等 诸多 影响行 车安全 舒适性及路面使用期限的病害 ， 水泥混凝土 中的粗集料成分