水泥混凝土路面材料长龄性能实验探讨

【摘要】水泥混凝土路面的长龄性能实验主要是在混凝土材料的抗折强度、抗压强度、抗折弹性模量和劈裂强度方面进行，通过对各个实验进行参数的统计，对混凝土材料的在长龄方面的性能指标列出函数方程。公路养护包括室内标准养护和室外自然条件养护，通过对这两种公路养护条件下的混凝土性能进行比较分析，对混凝土强度随着龄期的发展而呈现的规律，较为全面的对路面混凝土材料长龄性能指标的发展规律进行总结。最后通过分析压折比的各相数据，对抗涉强度和水灰比等等进行控制，降低混凝土路面的脆性。

【关键词】水泥混凝土路面；材料长龄性能；性能实验

一、路面混凝土材料长龄性能试验方案设计

（一）混凝土配合比设计

在试验中的配合比采用了三种（见表一），通过对水泥的用量和混凝土拌合物容重进行定量、对使用的水量和砂石料用量进行调整，能够更加方便的进行比较，而不同强度等级的混凝土通过对水灰比来进行。通过对调整高效减水剂的用量来使得实验用的混凝土能够与真实的混凝土相对于。抗折强度上按照从低到高分别为4.5、5.0、5.5MPa进行实验。

组数 水泥

Kg/m^3 水

Kg/m^3 砂

Kg/m^3 石

Kg/m^3 外加剂

% 水灰比 砂率 密重

Kg/m^3

（二）路用性能测试方法设计

路面混凝土材料的因为承载载荷而对力学性能进行测试，在抗压强度、抗折强度、抗折弹性模量、劈裂强度方面进行。在按照三组的配合比将混凝土进行加工制作，完成之后开始计时，按照3天、7天、28天、90天、180天、1年、1年半七个龄期进行，通过标养间进行模拟室内标准养护和通过放到室外模拟室外自然养护。为了符合现场施工的现状，可以在试样的表面进行养护剂的喷涂来进行处理。在混凝土搅拌和成型的时候容易出现误差，针对这些误差可以先进行抗折试验然后在进行抗压实验，这样能够有效的减少成型误差，使得实验更能真实的反映混凝土的性能。

二、混凝土材料长龄性能实验结果及分析

（一）抗折试验

上图为混凝土抗折数据图，从上图也以看出，两种养护方式条件下的抗折强度都会随着龄期的增长而增加，而到了0.5a的龄期的时候，混凝土的抗折强度的增长减缓，并呈现了0.5a龄期以后的近似平直的增长模式。对两种养护方式的相同龄期的混凝土的抗折强度上产生了差距，表现为室内标准养护方式的混凝土强度要高于室外自然条件下混凝土强度。在室外自然条件下，混凝土会受到恶劣天气的影响，导致混凝土前期的强度增长缓慢，而在标准养护条件下，因为混凝土受外界影响较少，所以混凝土的水化比较快，早期强度成型的也较快，所以使得混凝土在后期的强度增长缓慢。

（二）抗压实验

上图为混凝土的抗压数据图，很据上图可以发现两种养护条件下的混凝土抗压强度都是随着龄期的增长而增加，与抗折强度相同的是，在0.5a以后抗压强度呈现低增长。在两种养护方式的相同龄期条件下，室内的标准养护条件下的混凝土抗压强度是大于室外自然条件下混凝土抗压强度的。在混凝土的抗压强度差上面，水灰比为0.40的混凝土的抗压强度差是大于水灰比为0.48的混凝土的抗压强度差的。

（三）抗折弹性模量

作为混凝土的重要力学性能，抗折弹性模量能够对混凝土上所受的应力和所产生的应变的赶紧进行详细的反映，在混凝土路面的设计上也是作为重要的设计参数来进行设计的。能够很好的对路面在载荷作用下和温度变形受限制而产生的应力，能够很明显的对路面设计的结果和合理性产生影响。为了得到抗折弹性模量，可以进行梁试件弯折实验。总的来说，影响混凝土的抗折弹性模量的因素主要分为内部因素和外部因素。分别来说，在内部因素方面，主要体现在混凝土本身在制作的过程中所用的原材料和配合比；在外部因素方面，主要体现在外界环境的温湿度、龄期、持荷时间、应力的大小和自身结构等等。在试验中，影响混凝土抗弯弹性模量的外界因素可以忽略不计，只需要通过控制内部因素的混凝土的水化比来进行对比。混凝土抗折弹性模量随时间的变化而变化，并呈现了以i系那个的规律，利用这种规律可以使得混凝土路面的可靠性设计和混凝土的评价性能上提供参考。

（四）劈裂强度

三、各种性能之间的联系

（一）抗压与抗折

水泥混凝土路面的主要设计和验收指标是抗折强度，而抗压强度知识在计量或者桥面的混凝土设计时提供辅助指标。离散型较大是混凝土抗折强度的主要缺点，为了克服这一缺点，施工单位一般采用增加十块的数量来进行试验，这样能够有效的获得可靠的数据。这样虽然能够获得有效的数据，但是无疑增加了试验的成本和工作量，然而抗压强度的离散型相对来说较小，所以应该加强对是否能够用抗压强度来完成对日常混凝土质量的监测工作的研究。在相应的施工纲要中，有人指出抗折强度和抗压强度如果之间的相关性能够达到一定的标准，就可以使用抗压强度来对混凝土路面的施工质量进行控制，两者之间的关系还在不断的被国内外的专业人士所研究，抗压强度的应用指日可待。

（二）劈裂与抗折

抗折强度和劈裂强度都是属于拉伸破坏，但是两者的拉伸破坏的模式不同，表现在混凝土的材料的不均匀，在二维平面上来进行分析，破折属于点，而劈裂属于线，所以说劈裂强度相对于抗折强度来说是较低的。混凝土的试件强度还受尺寸效应的影响，混凝土的试件强度和尺寸是呈现反比的关系的。因为两者的破坏的模式不同，所以不能精确的通过解析式来对两者进行分析，应该采用小梁进行抗折试验。因为两者都属于拉伸破坏，所以在理论上是可以建立两者的经验关系式的，如果成功的做到了这一点，能够加强对水泥混凝土路面的质量控制。

四、结束语

混凝土的抗折强度、抗压强度、抗折弹性模量和劈裂强度都随着龄期的增长而增加，通过对1.5a龄期内的混凝土试件进行实验，探讨了混凝土力学性能的变化规律。通过力学性能测试能够为里面混凝土长龄期力学性能进行预估，能够在路面混凝土的配合比设计和施工质量的控制提供参考。随着时间的增长，高抗折强度的路面会更加容易出现断板等危害，需要引起注意。