维普资讯 http://www.cqvip.com ，楚析公路桥涵混凝土甲的粗集料 肖显祥 （融安县交通局公路管理所，柳州融安５４５４００） ［摘 要】本文就粗集料在道路和桥涵结构混凝土中的应用，对粗集料的技术性质、技术要求及施工中粗集料的应用与 控制进行了阐述。 ［关键词】混凝土；粗集料；应用；控制 粗集料也称骨料，是在混合料中起骨架和填充作用的粒 状料的集合。粗集料是道路与桥梁建筑混凝土中用量最大的 一级配范围要求，粗集料最大粒径的选用应按照混凝土的结构 情况及施工方法选取。 （三）粗集料中的杂质，如针片状颗粒含量、硫化物及硫 种建筑材料，直接可以或经过加工后，用作道路和桥涵结构 混凝土的骨料。粗集料作骨料时必须具备一定的技术性质，按 标准级配组成，以适应不同结构工程建筑的技术要求。一种 骨料能否使用，根据《公路桥涵施工技术规范）（ＪＴＪ０４１—２０００） 的要求用相应的技术性质和技术要求来评价。 一酸盐含量、有机质含量等不应超过《公路桥涵施工技术规范》 （ＪＴＪ０４１—２０００）的要求。 （四）混凝土如在特殊的环境条件下使用时，应对粗集料 进行坚固性试验。 、粗集料的技术性质 （五）粗集料如用其压碎值指标来界定其质量时也应符 合规范要求。 粗集料的技术性质包括物理性质、化学性质和力学性 质。人们常说的粗集料包括岩石天然风化而成的砾石（卵 石），以及岩石经过机器加工生产的各种粒径的碎石。不同粒 三、施工中粗集料的应用与控制 在过去很长的一段时间里，人们都认为粗集料是混凝土 径的粗集料在水泥混合料中所起的作用是不同的，因此对其 技术要求也不同。在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于 ５ｒａｍ（圆孔筛）的碎石、砾石和破碎砾石。 （一）粗集料的物理性质 中的惰性成份，除了粒形和级配以外，它对混凝土及其它性 能几乎没有影响。其实，相同岩石成份的粗集料，粒形会影响 拌和物的工作性。首先，砾石的和易性和工作性就优于破碎 砾石，破碎砾石优于碎石。其次，由于粒形所造成的嵌锁力不 粗集料的物理性质用物理常数来表示，有视密度、毛体 积密度、堆集密度、空隙率（间隙率）等。空隙率是指集料在自 然堆积（紧密堆集）时的空隙所占总体积的百分率。级配则是 集料中各组成颗粒的分级和搭配。 （二）粗集料的力学性质 同，碎石的混凝土抗折、抗压强度高于破碎砾石，破碎砾石高 于砾石。所以碎石优先用于一般的桥涵结构混凝土，砾石优 先用于水下混凝土。 （一）岩石强度和压碎值 粗集料的强度采用两种强度指标来表示。一是采用岩石 制成试件，在水饱和状态下，测得的极限抗压强度。二是以粗 粗集料的力学性质除抗压、抗拉、抗剪外，还有压碎值指 标和磨耗度和等。压碎值是指集料在逐渐增加的荷载作用下 抵抗压碎的能力。压碎值越小，抵抗压碎能力越高，以此鉴定 粗集料的品质，评定其在工程中的适应性。 （三）粗集料的化学性质 集料在圆筒中抵抗压碎的能力（压碎值）来推测其强度。用压 碎值评定粗集料强度时，经常会发现粗集料的压碎值和岩石 的抗压强度不对应的现象，这是由于岩石的抗压强度越高， 脆性越大的缘故。当粗集料的强度过低，风化程度过大，粗集 料本身有微细的裂缝时，增加水泥的用量和调整水灰比的高 低对保障ＣＡ０等级以上强度的混凝土均无效。其混凝土断裂 试验表明，岩石的酸碱性会影响混凝土结构内部的集料 界面黏结强度和界面结构宽度，同时也影响混凝土的温度收 缩系数。酸性石英岩的温度收缩系数可达碱性石灰岩的两倍 以上。粗集料的岩石酸碱性对混凝土温度变形影响更大，不 仅影响混凝土板梁、墙身的温度挠曲量，还影响温度疲劳应 力大小和特陛，进而影响其抗风化能力及耐久性和抗冻性。 破坏将首先从粗集料开始。要提高粗集料抵抗压碎的能力， 就要控制在碎石开采时，剔除和不使用表层风化程度较大的 山皮岩石。因为强风化的山皮岩石在机轧中混入粗集料，必 然在混凝土中与泥块一样出现空洞，造成破坏的临界点，对 混凝土质量相当有害。 （二）粗集料的最大粒径 二、粗集料的技术要求 集料对工程质量有着举足轻重的影响，所以，施工中混 凝土所用的粗集料应符合以下几个方面的要求： （一）桥涵结构混凝土用的粗集料应采用质地坚硬的岩 石加工而成，砾石或卵石应按产地、类别、加工方法和规格等 不同情况分开堆放，并按批量进行检查、试验。 （－－）粗集料的颗粒级配可以单独采用连续级配，或者单 粒级配与连续级配搭配使用。在特殊情况下，通过试验证明 水泥混凝土粗集料的最大粒径是一个长期以来有争议 的问题。在《公路桥涵技术规范｝（ＪＴＪ０４１－２０００）中，规定了不 同最大粒径的各种级配，常用的５－２５ｍｍ、５—３１．５ｒａｍ、５—４０ｍｍ 级配的最大粒径筛余量均不得大于５％。但在实际施工中是 很难满足这一要求的，粒径偏大、含量过多是一种普遍现象。 有人想通过用大粒径的粗集料配制混凝土的方法来节约水 泥。但是按照目前高速公路施工规定，如设计强度为Ｃ３０等 级的混凝土，那么，它的试配强度就要达到Ｒ＝３０＋１．６４５× 混凝土无离析现象时，也可以采用单粒级配。粗集料的级配 范围应符合《公路桥涵施工技术规范｝（ＪＴＪ０４１—２０００）提供的 ４０ 维普资讯 http://www.cqvip.com ５＝３８．２ＭＰａ，比原来的施工保证率又增加了３．７ＭＰａ。在进行混 凝土试配时，试配强度就出现了问题，在４０ｍｍ的最大粒径 下，混凝土的强度等级越高，试配强度越难达到，为了提高混 凝土强度，在大粒径的条件下，反而多用了水泥。所以，笔者 严格要求。一般条件下，施工所得到的水泥石总是低于粗集 料的岩石强度，究其原因，一是水泥石是使混凝土干缩变形 的源泉；二是因为水泥石及粗料界面控制着混凝±渗透性和 抗冻性。所以施工中必须严格控制混凝土粗集料的级配，让 混凝土形成具有嵌锁力的骨架密实结构。 （五）粗集料的含泥量 认为，在高速公路和一级公路上，小于Ｃ２０等级强度的混凝 土可用５—４０ｍｍ粒级的粗集料；在Ｃ２５一Ｃ３０等级强度的混凝 土适合选用５—３１．５ｒａｍ粒级的粗集料；Ｃ４０一Ｃ５０等级强度的 混凝土最好采用５－２５ｍｍ粒级级配的粗集料。 （三）粗集料的粒形 在高速公路结构物混凝土施工中，常常遇到最多的也是 最大的问题是含泥量控制不住。在施工工期紧的情况下，这 个问题尤为突出，人们往往采用临时用水冲洗，或增加水泥 用量的办法来保证其混凝土强度。含泥量越大，保证其混凝 土强度所需要的水泥量也越多。在粗集料中均匀分布的含泥 量，对混凝土强度降低的作用特别明显，如果粗集料中混入 较多硬泥块，则不仅降低强度，还会使结构混凝土在使用过 程中的荷载作用下出现大量空洞，这些空洞是加速混凝土破 坏的起点。因此，要从严格材料控制着手，严格控制粗集料的 含泥量（包括石屑、泥土、泥块），不得超过《公路桥涵施工技 术规范》（ＪＴＪ０４１—２０００）的要求。要控制含泥量这项指标，一是 必须明确规定雨天不得破碎生产碎石，凡是在雨天生产的碎 按照粗集料的颗粒外观形状，可分为碎石、破碎砾石、砾 石。同一种粗集料针片状含量，不仅对混凝土的工作性、单位 用水量有很大的影响，而且对强度、耐动载疲劳极限、弹性模 量、温度、湿度、收缩变形都有很大的影响。粗集料的针片状 颗粒含量最主要的来源是与粗集料的破碎生产方式有关。简 易的一级破碎，针片状含量一般在１０％一１６％之间，５－ｌＯｍｍ 粒级的小碎石针片状颗粒含量偏大，ｌＯｍｍ以上粒级针片状 含量较小。要求针片状含量不大于１０％的优质碎石必须采用 两级破碎方式生产。 【四）粗集料的级配 石含泥量没有不超标的。二是严防粗集料在拌和站产生二次 污染，堆料场地也必须用二灰稳定基层料或１０—１５ｅｍ厚的贫 混凝土进行硬化。 粗集料级配的好坏，首先影响新拌制混凝土的工作性、 粘聚力、匀质性和可振动密实度。良好的级配所提供的较大 的嵌锁力，直接关系到混凝土强度高低和单位用水量多少。 粗集料的级配好坏，还影响水灰比和单位用水量的大小，同 时决定着混凝土的塑性收缩以及硬化混凝土的干缩变形性 能和抗冻耐久性。所以粗集料的级配优良是优质混凝土的先 决条件之一。在施工中，应根据不同的结构物、不同的混凝土 粗集料在普通混凝土中质量约占５０％，体积几乎充满骨 架密实结构的整个空间。粗集料的强度决定着混凝土可能达 到的最高强度，粗集料的种类和级配决定混凝土弹性模量的 大小。随着高性能、高强度混凝土的发展，粗集料的应用与控 制必将越来越被人们所严格关注。 【作者简介】肖显祥（１９７３一），男，助理工程师，广西柳州融安县 交通局公路管理所副所长，主要从事公路养护和公路工程设 计与施工管理工作。 强度等级，选用不同粒级的粗集料。公路桥涵结构物中，低等 级的混凝土其级配可用单粒级配，也可用最大粒径４０ｒａｍ的 连续级配。本人认为水泥水化为水泥石后，与石头一样具备 较强的承载力和抗压强度。但是，高等级的混凝土其级配应 ［上接第３９页】 距和桩长；当湿陷性黄土厚度较浅时也可采用挖填垫层加固 到重视并设有专门的课题研究组。本文主要参考了有关规 范、文献和前人们在施工中的经验，结合实践提出几点建议， 供在湿陷性黄土地区从事公路建设的同仁参考。 【参考文献】 ［１】鄂俊泰．湿陷性黄土路基、桥涵地基病害的防治Ⅱ】．山西交通 科技，２０００，（６）． 【２】李启游．探讨公路涵洞病害处理对策分析Ｕ］．科技咨询导报， ２００７，（１６）． 地基，换填的面积及厚度可参考相关规范进行计算确定。处 治宽度应随着深度的加深，应按扩散角的扩大而予以加宽。 加强桥涵进出口外侧的地基处理。在民和县史纳至乐都 县高庙公路调查发现，由于进出口外侧地基未处理，在铺砌 或急流槽与原地面衔接处水流下渗，致使铺砌或急流槽悬空 或坍塌。建议在进出口外侧１０—２０ｍ范围内地面进行灰土换 填夯实，换填深度可考虑０．５ｍ。 注意台背填土施工，谨防桥头“跳车”现象发生。建议大中 桥桥头设置桥头搭板，二级以上公路小桥涵也应设置桥头搭 板。在不设置桥头搭板的台后，应按要求采取换填、粉喷桩等 技术措施进行处理，使路基固结，减少沉降。 【３］张丰雄，康琴．地区湿陷性黄土工程地质特性浅析盯】．中国科 学教育研究，２００７，（５）． 【４】刘淑萍，王铁成．对桥涵病害的原因与防止措施的探讨［Ｉ】．黑 河科技，２００１，（３）． ［５】罗宇生．湿陷性黄土地基处理ｏ１．北京：中国建筑工业出版 社．２００８． 另外，在施工期间应加强施工管理和监控。由于青海省 的气候特点决定，施工的黄金季节也是多雨季节，施工时应 加强工程排水，及时将雨水排离路基、桥涵范围，严防基坑开 挖后雨水进入基坑浸泡地基。 ［６】湿陷性黄土地区建筑规范（ＧＢＪ５００２５—２００４）［￥１。 四、结语 由于湿陷性黄土在我国分布较广，采取何种方案更有 效、更经济的处理这一特殊的工程地质，在我国很多省份得 【作者简介】刘善用（１９８１一），男，安徽太和人，助理工程师，青海省公 路科研勘测设计院，研究方向：桥梁与结构工程；吴敏（１９６９－），男， 青海西宁人，劝理工程师，青海省公路科研勘测设计院，研究方向：桥 梁工程。 ４１
