公路水泥砼路面施工技术规范2003.docx

附件中华人民共和国行业标准公路水泥混凝土页：80增加“混凝土”路面施工技术规范(JTG F30-2003)条 文 说 明2003 北 京编 制 说 明 我国公路水泥混凝土路面(以下简称水泥路面)建设发展速度很快，截止2001年底已经建成各级公路水泥路面13万多公里。页：81，改为。目前，每年在建水泥路面里程1.5万公里以上，建设规模巨大。我国水泥混凝土路面施工及验收规范（GB97-87）已经使用了15年，90年代中期进行的修订，未能颁布执行。 15年以来， 页：81增加“一方面”，与下面的“另一方面”对应水泥路面施工技术在交通部、国家计委、国家经贸委、建设部等部委的领导和支持下，大、中型机械化施工工艺和技术，如滑模摊铺、轨道摊铺、碾压施工、三辊轴机组等技术取得了巨大的实质性进步，而且已经在我国高速公路、一级公路和二级公路的水泥路面铺筑施工中得到广泛应用，使我国的水泥路面施工质量和技术水平得到了稳步提高，积累了丰富的施工经验；另一方面，我国所使用的水泥路面面层结构形式越来越丰富，水泥路面适应范围越来越广，如缩缝设传力杆的水泥路面、钢筋水泥路面、连续配筋水泥路面及桥面、钢纤维混凝土路面、双钢混凝土桥面等均已得到大规模采用，这些新型水泥路面的结构设计与机械化施工技术也已经逐步成熟。 在这种现实施工技术状况下，仅规定小型机具施工方法的水泥混凝土路面施工及验收规范GB97-87显然已经落后，远远不能适应当前水泥路面施工装备、工艺和技术水平的要求。因此，我国公路水泥路面建设迫切需要一部完善的施工技术规范来保障和提高其施工质量，保证所铺筑的水泥路面具备密实、平整、耐久和安全的性能，并页：81去掉不仅，而且大幅度减小水泥路面维修养护的难度和工程量。 本规范修订的主要技术依据如下 1 滑模铺筑技术，中华人民共和国行业规范公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程（JTJ/T037.1-2000）； 2 轨道铺筑技术，025课题编制的轨道式摊铺机修建水泥路面施工须知(1990年11月)以及其后积累的轨道摊铺施工经验； 3 三辊轴机组铺筑技术，中华人民共和国行业规范公路水泥路面三辊轴机组施工技术指南（JTJ/T037.2-2003）（报批稿）； 4 碾压混凝土施工技术，(85-403-01)课题组编制的高等级公路碾压混凝土路面施工技术指南1996。 5 小型机具铺筑技术，水泥混凝土路面施工及验收规范（GB97-87），1994年，交通部组织编制，但未能颁布执行的水泥混凝土路面施工及验收规范（送审稿）。 我国幅员辽阔，各地经济发展不平衡，习惯采用的水泥路面施工机械、工艺有所不同，本规范提出了滑模、轨道、碾压、三辊轴机组、小型机具五种施工工艺对应的适用公路等级、机械装备和材料要求，并留有一定的选择余地。编写组力图做到既保证水泥路面铺筑质量，又尽量符合各地施工实际。 本规范采用的修订编写方法为凡与现行技术标准、规范、规程一致的内容，均不作引用，仅指明“应符合有关规定”；凡与国家和行业现行标准、规范、规程不同的内容均有试验研究和施工经验作为基础，并在说明中指出；对我国尚无技术规范、施工中又必须使用的内容，参照国外有关规定，并结合我国在工程中发现的问题，进行原则编写。这样编制的目的是使资料和规定尽量齐全完备。认真贯彻本规范的规定，严格操作、善于总结，可以施工出高质量的水泥路面。 本规范共分12章，其中第3、4、5、6、7、9章分别提出了水泥路面施工的原材料、配合比、施工准备、搅拌和运输、五种混凝土面层铺筑工艺、接缝抗滑与养生的施工技术等要求；第8章为钢筋及钢纤维混凝土路面和桥面等特殊结构的铺筑；第10章为特殊气候条件下的施工；第11章为施工质量检查与验收；第12章为安全生产及施工环保。 本次水泥路面施工技术规范的修订，内容较为丰富，其目的是无论采用哪种施工工艺铺筑何种结构的水泥路面，都将使建设、质检、监理及施工单位均可在具体施工环节上有章可循、有据可依。只有将每个施工质量细节的控制与管理落到实处，才能从整体上稳步提高和改善水泥路面施工质量。由于各地的技术细节差异较大，最具有当地特色、灵活变通余地最大的内容，也是最难编写的内容，本规范对那些已经发现的东西（南北）地域差异较大的技术细节，采取了既严格要求又防止僵化、并提倡创新和技术进步的编写方法，尽量降低用语要求的强调层次，力图做到统一与灵活辩证关系的“适度”。在不违背基本原则的基础上，最大限度地调动广大工程技术人员的积极性和创新精神。统一要求与灵活变通的共同目标只有一个，即有利于使用最先进和最适宜的施工技术，达到最佳的水泥路面工程质量要求。 在本规范执行过程中，施工技术及管理人员除按本规范要求进行施工作业和质量控制外，还应结合当地具体情况，不断总结经验，研究新问题，注意吸收国内外最新的施工装备、工艺、技术、成果和经验，使水泥路面施工技术不断进步、完善和发展。本规范的解释权在交通部公路科学研究所，对本规范及其条文说明的意见和在使用过程中发现的问题，请各单位和施工技术、管理人员随时函告交通部公路科学研究所（地址：北京市海淀区西土城路8号，邮编：100088），以便修订时参考。 由于本规范修订是按照我国水泥路面施工的现实需求和目前具备的施工技术水平进行编写的，不足之处，在所难免，恳请各位专家和广大工程技术人员提出宝贵修改意见。修订编制组2003年1月1 总 则1.0.11.0.2 在总则中按规定编写了本规范的编制目的和适用范围。制定本规范的目的是提高我国公路水泥混凝土路面(以下简称水泥路面)工程的施工技术水平，保证水泥路面工程的施工质量及运营的安全可靠性。运营安全性主要体现在对路面平整度及抗滑等指标的严格要求上。运营可靠性体现在此次规范的修订始终贯穿了公路工程可靠度的新标准，即按不同公路等级规定的可靠度要求来规范施工全过程，特别是对面板配制弯拉强度要求执行了可靠度新标准和新规定。1.0.3 贯彻质量第一的原则：以往的水泥路面施工规范对原材料、配合比和施工设备往往强调了就地取材，经济合理的原则。本次规范修订则着重强调原材料、配合比的质量指标及其稳定性，强调使用满足不同等级公路路面的设备种类和施工工艺。因此编写为“选择满足质量指标要求、性能稳定的原材料，确定配合比、设备种类和施工工艺，进行详细的施工组织设计，建立完备的施工质量保障体系。”首先，从材料和设备两方面贯彻质量第一的原则；其次，才是就近取材和经济合理性。这意味着材料和设备选择的指导思想有所改变。实际工程在应用这个原则时，可能会遇到远运原材料，机械设备要求提高，增加施工费用等一系列问题。尽管如此，从保障水泥路面设计基准期30年来看，依然应该将大宗原材料质量保障和路面施工工艺水平的逐步提高放在首要地位，应该明确的是原材料和混凝土质量包含着工程的长远经济性；装备水平的提高不仅可以提升我国水泥路面施工技术水平，而且能够大幅度提高水泥路面的施工质量及其稳定性、使用年限和耐久性。1.0.4 鼓励施工技术创新：针对目前在招投标体制下，各施工单位过分强调经济效益，而较为忽视新技术应用的现状，特编写本条。3 原材料技术要求 由于水泥路面是在露天环境下承受车轮冲击、振动、疲劳的动载结构物，同时又要求达到2030年的设计基准期，因此，原材料要求应比一般静载结构更高、更严格，原则上路面混凝土所使用的原材料应是目前国内市场上能够供应的一等品或优等品。3.1 水泥按照本规范与公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）的分工，关于混凝土路面对水泥路用品质的技术要求，仅在本规范中进行详细规定。3.1.1 路用水泥的基本要求1 水泥品种与生产方式：首先，按照本规范规定的水泥品种顺序，特重、重交通水泥路面应优先采用道路硅酸盐水泥，没有道路水泥的情况下，可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。其次，明确各级公路均宜采用旋窑生产的水泥，其含义是特重、重交通水泥路面应优先采用旋窑水泥，确有困难时或中、轻交通路面方可使用立窑水泥。主要理由是立窑水泥的游离氧化钙和氧化镁含量较高、水泥体积稳定性较差。立窑水泥在烧成过程中，窑中间和边缘、窑上部与下部的烧成温度不同。研究表明即使安定性合格的水泥，当水泥中的游离氧化钙含量在11.8之间变化时，其对路面混凝土在动载交通条件下的疲劳循环周次有35倍的影响，构成影响水泥路面使用寿命能否达到2030年的关键因素。因此规定用于特重和重交通路面的水泥f-CaO1.0%。对此，要充分认识和理解静载结构与承受动载作用的公路水泥混凝土结构之间对水泥要求的实质性差别。页：84本条正文中没有有关雷氏夹的规定2 R型早强水泥：本规范从防止路面发生温度裂缝出发，规定除低温天、有快通要求的路段可采用R型水泥外，一般情况均宜使用普通型水泥。在实际工程中发现，热天气温较高的情况下，运到搅拌场的水泥温度有时高达7090，再加上使用水化热高的R型水泥，由于其铝酸三钙含量偏高，不仅收缩很大，而且水化热峰值很高，造成了严重的温度裂缝。温度裂缝为板中裂缝，严重时才会上下贯通，反映到表面上，而轻微时是潜在板中不易发现的裂缝，危害很大，应进行限制。低温天气施工或有快通要求的路面可使用水化热高的R型水泥，这主要从低温施工的蓄热早强出发，有利于水泥路面尽早达到抗冻临界强度和尽快开放交通的需要。3 水泥品种与抗折强度表3.1.1给出了各交通等级路面所用水泥3d、28d抗压强度和抗折强度要求，水泥的3d强度要求是从施工便利角度提出的，水泥路面铺筑前，必须了解所用水泥的3d强度特性。特别要强调的是，无论水泥强度等级为多少，路面混凝土均应以实测水泥抗折强度为准来选择和使用。首先，现行水泥规范中所规定的强度等级是由抗压强度确定，并不完全代表水泥的抗折强度，而水泥路面的第一力学指标是混凝土弯拉强度。其次，在相同水灰比条件下，水泥的抗折强度是混凝土弯拉强度不可逾越的上限。水泥的抗折强度不高，即使强度等级满足要求，也可能做不到按可靠度理论要求的配制28d弯拉强度均值的要求。 1999年底，国家质量技术监督局发布了由中国建筑材料科学研究院编制的向ISO国际标准靠拢的新标准，新标准有如下重要改变（1）水泥胶砂水灰比由原来的0.440.46增大到0.50；（2）水泥胶砂用标准砂改变，由过去基本是单一粒径砂改变为级配石英砂；（3）水泥胶砂搅拌、振动成型机具及模具进行了修改。 编写组使用中国建材研究院ISO水泥胶砂强度检验方法宣贯技术资料汇编中所做的新老标准对比试验结果，进行了44组28天抗折强度数据的统计分析，统计分析表明尽管新标准使水泥的抗压强度降低约9.7Mpa左右，水泥原强度等级将全部依次降低一级，425号降低为32.5级，525号降低为42.5级，但抗折强度降低较小，新老标准的平均抗折强度仅相差0.220.33Mpa，因此，本规范维持表3.1.1中水泥抗折强度要求不变，这将意味着抗折强度无形中提高了0.220.33Mpa，特重交通为7.727.73Mpa；重交通为7.227.33Mpa；中轻交通为6.726.83Mpa。从我国正在建设和已经建成的高等级公路水泥路面来看，所用的水泥抗折强度基本都大于8.0Mpa，同时，在本规范征求意见过程中，有几个省区提出应将高速公路、一级公路水泥路面用水泥的抗折强度规定为不小于8.0Mpa，这证明按新标准执行时，本规范对路面水泥抗折强度不小于7.5Mpa的要求，在实践中是可行的。3.1.2 满足公路路面工程使用品质的水泥化学成分、物理性能列入表3.1.2中。为了对比现行水泥规范的要求，将路面常用四种水泥的化学成分、物理性能汇总在表3.1.2中，供业内人士全面了解其性能并与路用品质对比。本条对水泥的化学品质，特别对水泥中的游离氧化钙、氧化镁和碱度提出明确要求。这三项指标不合格，或超出过多，水泥路面即使不行车也会自动崩溃。对水泥的安定性，本规范在蒸煮法的基础上还首次提出高速公路、一级公路要用雷氏夹进行检验，这不仅检验了水泥安定与否，同时还通过试验了解水泥的胀缩与开裂特性。表3.1.2 路面常用水泥的化学成分和物理指标汇总表 水泥性能道路水泥GB13693硅酸盐水泥GB175普通水泥GB175矿渣水泥GB1344铝酸三钙不得5.0%#铁铝酸四钙不得1.0%#立窑不得1.8%#氧化镁不得5.0%*不宜5%6%*不宜5%6%*不宜5%6%*三氧化硫不得 3.5%*不得 3.5%*不得 3.5%*不得 4.0%*碱含量供需双方商定双方商定或有活性集料不得0 .6%双方商定或有活性集料不得0 .6%供需双方商定混合材种类掺量010%活性#不掺#，5%石灰石或矿渣#6%15%活性混合材，5%窑灰，10%非活性混合材20%70%矿渣#烧失量不得3.0%#3.0%#3.5%#不得5.0%#细度(80m)筛余量#不得10%比表面积#300m2/kg筛余量#不得10%筛余量#不得10%初凝时间终凝时间不早于1h*不迟于10h#不早于45min*不迟于390min#不早于45min*不迟于10h#不早于45min*不迟于10h#安定性蒸煮必须合格*蒸煮必须合格*蒸煮必须合格*蒸煮必须合格*28d干缩率不得0.10%#耐磨性不得3.6kg/m2#注1 *号项中，任一项不符合标准指标者，为废品。 2 #号项中，任一项不符合标准指标者或强度低于商品强度等级时，为不合格品。路面工程用水泥对掺合料的限制是为了满足变形小、抗开裂、耐疲劳、抗磨性等的要求。当水泥熟料确定后，影响这几项性能的主要因素在于水泥中掺入的混合材，特别是非活性混合材。在广东和湖南高速公路水泥路面滑模施工质量相当好的局部路段上，发现了大量表面微细收缩裂缝，下雨时会看得很清楚，其原因是水泥变形过大，收缩量大、不耐磨的混合材将严重影响水泥的抗开裂、耐疲劳和耐磨性能。所以，本规范增加了对五种混合材的限制性条款。水泥中掺入的粘土、煤矸石、火山灰将引起混凝土严重收缩和磨损，窑灰不仅收缩大，而且是水泥碱度的主要来源，高速公路、一级公路均不得掺入。水泥磨细中加入的生石灰石粉是造成水泥抗盐冻性差的根源，有抗盐冻性要求时，路面用水泥不得掺石灰石粉，即不得使用型硅酸盐水泥。 路用水泥中的三氧化硫含量，我国一贯控制较严，在道路水泥、硅酸盐水泥和普通水泥中均要求SO33.5%；矿渣水泥SO34.0%。水泥学术界对此有不同看法，首先，我国使用的补偿收缩水泥、膨胀水泥及膨胀剂中均掺有大量的三氧化硫。其次，我国同济大学研制的道路混凝土增折剂主要靠增加三氧化硫成分提高抗折性能。迄今为止，没有在实际工程上观察到膨胀剂和增折剂带来的硫酸盐侵蚀问题。同时，三氧化硫是粉煤灰等活性混合材或掺合料（在水泥中加入共同磨细的习惯上称混合材，在混凝土中外掺的称掺合料）的激发剂，它的含量偏少，对混合材发挥活性和增长强度都不利。由此，有专家提出不用掺合料的混凝土可控制三氧化硫3.5%；水泥或混凝土中使用混合材，可控制三氧化硫5.0%。按现代混凝土材料科学观点，不掺掺合料，对抗碱集料反应、酸雨、除冰盐等化学侵蚀性（是）均不利。尽管如此，在没有更深入的研究以前，本规范维持原有的三氧化硫限制条件。 水泥的碱度，现行水泥国标GB175规定由供需双方商定。若使用活性集料，不得大于0.6%。本规范表3.1.2规定“特重、重交通路面， Na2O+0.658K2O0.6%；中、轻交通路面，怀疑有碱活性集料时，Na2O+0.658K2O0.6%；无碱集料时，Na2O+0.658K2O1.0%，”并在粗细集料中规定应对怀疑有碱活性的粗、细集料进行碱活性检验。这条规定对于我国三北地区使用大量的较高碱度的水泥修建路面具有重要经济价值。碱集料反应中，有碱活性集料是必备条件之一，无碱活性集料，不会发生此反应。国内其他行业如水利工程，四十多年来一直遵循此规定，没有在最容易发生碱集料反应的水工混凝土结构上发生此类问题。但目前国际上和国内有的行业限制很严，如民航机场工程，规定水泥碱度必须0.6%。我国公路行业根据实际情况，在保证不出现碱集料反应破坏的前提下，仅对中、轻交通路面适度放宽了限制。 本规范表3.1.2与公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程（JTJ/T037.1-2000）相比有几处改动 铝酸三钙含量的要求，适度放大了2%，原因是5%的要求，全国各地相当数量的水泥厂做不到，而此项指标对水泥和混凝土早强性能、水化热、凝结时间、需水量及外加剂掺量影响较大，这些性能在混凝土中均可使用减水剂和缓凝剂来调整和控制；铝酸三钙与石膏一起，初期反应生成针状钙矾石(高硫型水化硫铝酸钙)的原料，钙矾石含量增大，有利于提高水泥的抗折强度。 增加了水泥标准稠度需水量，要求特重、重交通路面不宜大于28%、中、轻交通路面，不宜大于30%的限制条件，其主要原因：如果不限制，往往难于做到将路面混凝土的水灰比压低到耐久性要求的0.440.40。 水泥的初凝时间均要求不早于1.5h，不再使用3h，3h过长，全国各地绝大多数水泥厂都做不到。水泥路面铺筑时混凝土拌合物的初凝时间应为3h。 在执行公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程（JTJ/T037.1-2000）的过程中有水泥要求时，可按本规范要求执行。3.1.3 路面工程的水泥选用：除各项路用品质必须合格外，强调“应通过混凝土配合比试验，根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级”，路面混凝土各项技术指标满足要求方可使用。而且，水泥种类一旦选定，不得随意变更。3.1.4 水泥包装：本规范规定机械摊铺“宜选用散装水泥”，在散装水泥供应不上时，可采用吨包装或大袋装水泥或粉煤灰，但应配备拆包和泵送水泥、粉煤灰的设备。远距离运输，允许使用吨包装水泥和袋装水泥。机械摊铺时，50kg一袋小包装水泥往往因用量过大，实践证明，拆包不及，一般不能满足使用要求。小型机具及三辊轴机组铺筑路面时，工程规模小进度慢，可使用袋装水泥。本规范限制水泥温度的主要目的是为了降低水化反应速度，严防温差开裂。温差裂缝出现与否，不仅与水泥温度有关，而且取决于当地的基础平均气温及降温速率，即取决于温差值的大小，因此水泥温度宜按南北不同的基础气温分别加以控制。公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程（JTJ/T037.1）硬性规定拌和时的水泥温度不得高于50，在我国南方夏季施工时实际上很难做到。按南北方不同基础气温分别控制时，首先是防止了温度裂缝的发生；其次，照顾到了水泥厂热天降低水泥温度的难度。在南方如海南、广东、广西、云南、福建等省区，基础平均气温高而稳定，基本没有夜间冷冲击，即使水泥温度较高，比如60，但温差不高，不足以引起温差开裂，可以适度放宽要求，但在长江流域以北地区，应按本规范的规定温度执行，严防形成潜在的板内温差裂缝。低温条件下混凝土搅拌时，水泥温度“不宜低于10”。这是国际上对低温和负温条件下混凝土路面施工公认的水泥控制温度。一是要保证水泥尽快达到抗冻临界强度；二是低于此温度，水泥的水化反应过慢，凝结时间过长，不便于水泥路面铺筑后抗滑构造制作及养生工序等的进行。3.1.5 基层用水泥：贫混凝土和碾压混凝土作基层时可以选用六种硅酸盐水泥种类：道路水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥和复合水泥。不掺粉煤灰时，从防止基层开裂出发，提出宜使用强度等级较低（32.5级）的水泥；如果掺粉煤灰，只能使用道路水泥、硅酸盐水泥和普通水泥。工程上曾经发现使用小厂生产的普通水泥或矿渣水泥铺筑水泥稳定基层时，由于安定性和凝结时间不合格，基层摊铺一周后都无法形成板体，不得不返工重铺的情况，特规定“水泥的抗压强度、抗折强度、安定性和凝结时间必须检验合格”。3.2 粉煤灰及其他掺合料3.2.1 粉煤灰品质粉煤灰是一种活性掺合料，掺在路面混凝土中，必须满足活性高的要求，只能使用、级干排灰，只有静电除尘装置中2、3、4级电场的干灰及磨细粉煤灰才符合路面的使用要求。施工经验表明，结块或湿粉煤灰在新拌混凝土中会发生搅拌不开的粉煤灰小团块，这与泥块和高风化岩石集料一样，严重影响混凝土的强度，并使路面出现许多坑洞，影响行驶质量和路面耐久性，因此不得使用结块灰和湿灰。III级灰不得使用在水泥路面工程中。贫混凝土基层中可使用III级灰，不得使用等外灰。 表3.2.1对粉煤灰的分级和质量指标与公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程（JTJ/T037.1）采用的不同，原表引自粉煤灰混凝土应用技术规范（GBJ146），新表引自最新的高强高性能混凝土用矿物外加剂（GB/T 18736）。新表增加的项目有混合砂浆活性指数、氯离子和含水量的要求。其中最重要的是活性指数，它是表示粉煤灰对强度的贡献率，实质上是以往对粉煤灰的化学成分及活性没有规定的缺陷进行了弥补。氯离子、硫酸根离子对于钢筋混凝土、钢纤维混凝土路面和桥面的抗锈蚀和硫酸盐腐蚀等耐久性极为关键。含水量表达的是粉状粉煤灰的吸湿性能，对于粉煤灰结团与否和拌和影响较大。3.2.2 粉煤灰的使用要求 要求在路面混凝土、贫混凝土基层中掺用粉煤灰时，应了解清楚水泥中已经掺用的混合料种类和数量，路面混凝土有最大30%的粉煤灰掺量限制，这是水泥及外掺粉煤灰能够全部水化的最高掺量要求，同时也是路面抗冲、耐磨和耐疲劳性能的要求。粉煤灰进货应有等级检验报告，并宜采用散装灰。粉煤灰的储存、运输等要求与水泥相同，在搅拌楼上需要增加一个罐仓，计量时，先称水泥，然后，累计计量粉煤灰。在水泥路面和贫混凝土基层工程中使用粉煤灰的基本原则是扬其长而避其短。首先，必须保证水泥路面的28天强度要求；而后，利用其长期强度高的特点增加抵抗超载的强度储备，以利延长路面使用寿命，以保障水泥路面弯拉强度、耐疲劳性和耐久性。3.2.3 硅灰与磨细矿渣在水泥路面和混凝土桥面中的使用应符合公路工程水泥混凝土外加剂与掺和料应用技术指南（SHC F90-01-2003）的规定。注意在本节中，我们没有在粉煤灰的条款中编入有关桥面的内容，而硅灰和磨细矿渣可用于桥面。根本原因是粉煤灰水化过慢，粉煤灰与水泥的水化反应要求充足的水分、足够的湿度和温度，路面有足够的厚度及基层洒水作为粉煤灰缓慢水化的湿度条件；而在桥面上，不仅铺装层较薄，而且由于上下两个表面都是临空面，在有风条件下，极易干透，粉煤灰将很快失去继续水化之可能。若粉煤灰停止了水化，如同土和石粉一样，不仅不能提供后期强度，只能增加收缩和开裂的几率。但不排除水化较快的高质量(超)磨细粉煤灰，譬如级超细粉煤灰可用于桥面铺装层。实际桥面铺装工程中已经有成功使用级磨细粉煤灰的实例，但一定要加强保湿和保温养护。而硅灰和磨细矿渣本身具有自硬化能力，水化反应速度快得多。在我国，硅灰和磨细矿渣很少用于路面，绝大多数用于桥面或桥梁主要构件，制作高强混凝土。本规范编入硅灰和磨细矿渣的目的是硅灰、磨细矿渣和高质量粉煤灰是制作高性能道路混凝土的必备原材料，路面和桥面均可积极采用。3.3 粗集料3.3.1种类和技术要求按照新颁布的国标建筑用卵石、碎石（GB/T14685）的规定，根据所配制的混凝土强度等级将粗集料分为三个级别：C60以上高强混凝土应使用级集料；C30C60中强混凝土使用级；强度等级低于C30的低强度混凝土使用III级。本规范规定“高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路水泥路面使用的粗集料级别应不低于级，无抗(盐)冻要求的三、四级公路水泥路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用III级粗集料。”并将III级集料的压碎指标及针片状颗粒含量按用于面层或基层来分别要求。 大量的施工试验表明，当水灰比已经压低到0.400.44时，路面混凝土的抗压强度等级已经达到了C35C50级，只有三、四级公路面层混凝土抗压强度等级在C25C35之间。从实际达到的强度等级与国标规定对比，可见路面对于粗(细)集料的等级规定是对应的、适宜的。对路面而言，III级集料压碎指标30%及针片状颗粒含量25%，显然要求过大，要达到路面所要求试配弯拉强度4.55.0Mpa有相当困难，因此进行了必要调整。有抗冰冻和抗盐冻要求时，规定“级集料吸水率不应大于1.0%；级集料吸水率不应大于2.0%。”是保证混凝土路面粗集料本身不被冻裂的抗（盐）冻性的补充规定。3.3.2 粗集料级配要求1 国标建筑用卵石、碎石（GB/T14685）规定的级配要求过宽，最大公称粒径19mm级配曲线对比见图1，最大公称粒径31.5mm级配曲线对比见图2。本规范采用025课题研究得到的级配范围，并进行了圆孔筛与方孔筛粒径转换，重新从严制订各级最大公称粒径时的级配曲线。 处理过后，新的级配要求见正文表3.3.2。将该表中最大公称粒径分别为16、19、26.5、31.5mm粗集料级配曲线区绘制在图3中，供使用者直观参照。 从严要求级配曲线范围的原因有：首先，路面混凝土级配对弯拉强度的影响很大，主要表现在其振实后，能否达到逐级充填密实结构，形成高弯拉强度所要求的嵌锁力；其次，粗集料的级配对于路面的干缩和温缩，即接缝开口位移量影响相当大，逐级充填的良好级配有利于减小收缩及接缝开口位移量； 再者，公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ012-94）是025课题按照级配理论计算过的已在水泥路面上使用了10多年的级配，有坚实的理论和实践基础，不宜轻易变动。国标这样宽松的级配要求适用于建筑用的混凝土，它可以不是骨架密实结构，是悬浮结构或任何其他集料结构。而路面混凝土振捣密实后，应坚持密实充填理论和保证实现振实后的粗集料骨架密实结构。 2 路面和桥面混凝土不得使用不分级的统料。国内某些地方在高速、一级公路路面上使用统料，导致装载机每铲砂石料粒径差别过大，拌合物的稠度变化大到已经不能使用滑模摊铺机正常摊铺的程度，路面上频繁出现大面积麻面、倒边及大量塌边病害现象。这种现象主要是由于统料在大堆上离析，边缘全是大料，中间全是小料，即使水灰比不变，大料塌边，小料大面积麻面，这是不允许的。此规定的含义是即使统料的试验级配合格也不允许在路面和桥面工程中使用。因为在堆放和倒运过程中的离析无法克服，必须在搅拌楼的分料仓上按设计分量重，新称量并合成粗集料的级配。3 粗集料最大公称粒径的规定碎石31.5mm；碎卵石26.5mm；卵石19.0mm。贫混凝土基层31.5mm；钢纤维混凝土与碾压混凝土19.0mm。这与水泥混凝土路面施工及验收规范（GB97-87）相比，面层的最大公称粒径有所降低。理由是：有利于得到较高的混凝土弯拉强度；有利于防止混凝土离析和塌边；有利于减少摊铺机的振捣棒、螺旋布料器、挤压底板和侧模的磨损；有利于提高混凝土的抗冻性、耐磨性和耐疲劳性。参照国外标准，几乎所有发达国家对水泥路面粗集料最大公称粒径的规定均为方孔筛2025mm。同时，参照现行基层施工规范JTJ034规定水泥稳定碎石的最大公称粒径为方孔筛31.5mm。没有理由将路面混凝土用粗集料的最大公称粒径规定得比基层还大。 最大公称粒径31.5mm的碎石粗集料的级配要求可采用24级级配集料，当2级级配石料不符合级配要求，应当采用3级或4级级配集料。3.4 细集料3.4.1 种类和技术要求本规范比以往规范扩展了淡化海砂、机制砂和混合砂。规定“特重、重交通高速公路、一级公路水泥路面宜使用河砂，砂的硅质含量不应低于25%”。这主要是从抗滑安全和耐磨性出发提出的砂硬度规定，实际水泥路面上横向力系数是通过水泥浆磨损后的凸起的砂颗粒来提供的。砂的硬度对行车安全和耐磨有很大的影响。砂按所配制混凝土强度等级的三级分类：C60混凝土使用级砂；C30C60使用级砂；C30以下使用级砂。砂按所配制混凝土强度等级的三级分类及表3.4.1的技术指标均引自国标建筑用砂（GB/T14684）。关于砂等级与公路等级对应的解释见粗集料。3.4.2 细度模数及级配砂按细度模数(MX)分为三个区：1区粗砂(Mx=3.13.7)、2区中砂(Mx=2.33.0)、3区细砂(Mx=1.62.2)。与以往规范不同的是规定“路面及桥面用砂的适宜细度模数应在2.03.5”，这项规定主要是从提高混凝土路表面的抗滑、抗磨性提出的，并不是讲3区细砂都不能用于水泥路面，细砂尽管比表面积较大，需水量较大，水灰比较高，但在目前广泛使用高效减水剂的技术条件下，使用引气高效减水剂，减少用水量，降低水灰比，完全能够做到低水灰比和弯拉强度满足要求的水泥路面。尽管如此，由于砂过细，表面水泥浆磨损后，细砂所能提供的路面安全性指标（横向力系数）仍较低。实质上在水泥路面通车运行12年后，路面轮迹部位的抗滑性能与横向力系数关键取决于砂的硬度及细度模数，因为水泥浆总归是先于砂被磨损掉的，暴露的凸起物将是砂颗粒。正是凸起的砂颗粒为路表面提供了足够的横向力系数和抗滑性能。道理很清楚，当砂的细度模数小于2.0时，特别是小于1.6的特细砂，即使使用较低的水灰比，也难以提供足够的横向力系数和抗滑性能。也就是说，本规范从保证行车安全角度出发，将特细砂和大多数细砂排斥在外；目前，特细砂和细度模数小于2.0的大多数细砂在水泥路面上并未被接受或认可，除非专门制作另外的抗滑表层。目前已经发现国内某些地区因使用嘉陵江或黄河特细砂、粉砂或淤泥土当砂建造水泥路面，通车后雨天交通事故不断的事实，实测路面摩擦系数仅有0.120.20，这是很不安全的。保证行车安全的摩擦系数，新建路面应不小于0.400.45，实际运营中应不小于0.300.35。 本规范规定粗砂细度模数不应大于3.5，实践证明偏细粗砂，即砂的细度模数在3.5以内，除了静态3m直尺平整度指标的合格率不高外，使用上没有问题。粗砂的主要问题是拌合物泌水较严重，静态平整度不佳。但泌水问题可通过使用引气剂，达到足够的含气量来解决的。平整度不佳的问题，则难以解决，粗砂中，毫米级以上的砂数量较多，表面上的一个3mm以上砂粒，就足以影响到3m直尺3mm平整度。山区高速公路水泥路面用粗砂的施工实践表明，在没有中砂的条件下，使用细度模数不大于3.5的粗砂，尽管3m直尺静态平整度不佳，较难达到不大于3mm90%的合格率，但达到85%以上，不成问题。若使用动态平整度指标来衡量，也能有效地做到1.01.2的要求。 本规范首次提出对砂细度模数变异范围的要求不应大于0.3。路面施工中砂源不同时，由于砂的细度模数变化超过0.3，导致混凝土拌合物的稠度变异较大，有时会达到失控的程度，经常出现振捣不密实、麻面或水泥浆薄厚不均、塌边等现象。因为目前国内外所使用的各种搅拌楼，均没有针对细度模数变异采取调整配合比中砂率的方法，因此需要加以限制。施工中应将细度模数变异超过0.3的、来源或产地不同的砂，分别堆放，并按不同细度模数调整配合比砂率后再使用。3.4.3 机制砂的耐磨要求 1 机制砂的磨光值：本规范按沥青路面集料中的最低要求提出砂浆磨光值（PMV）宜大于35，同时，对强度较低、抗磨性较差的机制砂母岩的岩石品种亦加以适当限制，目的是提高机制砂水泥路面的抗滑性能与横向力系数，保证路面运营安全性。母岩的强度及耐磨性提高后，机制砂的破碎生产效率会降低，砂的成本会有所提高，这是无法避免的，而如果做加铺层，成本会更高。 2 机制砂中的含泥量与石粉含量控制一直是公路界面临的难题。显然，石粉不能与土等同对待，石粉的化学活性与表面物理特性比土强得多。在我国型硅酸盐水泥中，允许掺入5%以内的生石灰岩石粉。试验表明，即使将生石灰岩石粉掺入混凝土，同样具有一定化学反应活性。国标建筑用砂（GB/T14684）已经提出了用于区分石粉和土的亚甲蓝试验方法。本规范中的表3.4.1已对石粉、泥和泥块分别对待。小于75m细颗粒总含量限制要求被适度放宽：级砂石粉含量5%，加上含泥量和泥块含量总和8%；III级砂石粉含量7%，加上含泥量和泥块含量总和12%。放宽的根据是在其化学活性5%基础上，再加3%7%。级砂必须采用湿法生产；级砂可采用干法生产。当石粉和土总量不大于12%时，应掺引气高效减水剂达到压低单位用水量和水灰比，有效控制拌合物工作性、稠度，提高抗滑、耐磨，保证强度及耐久性之目的。3.4.4 淡化海砂其含义为使用淡水冲洗或被雨水冲淋过的海砂、海水浸湿时间有限的河口附近的海砂。从防止钢筋锈蚀要求“缩缝设传力杆水泥路面不宜使用淡化海砂；钢筋混凝土及钢纤维混凝土路面和桥面不得使用淡化海砂”。淡化海砂的技术要求除应符合表3.4.1的规定、级配满足表3.4.2要求外，还应符合淡化海砂代入混凝土的总含盐量应1.0kg/m3和贝壳含量不大于2%两项规定。 总含盐量1.0kg/m3的数值是如何给定的? 从防止碱集料反应的角度限制外加剂代入混凝土中的总碱量不得大于1.0kg/m3。海水盐中除了碱性离子外，还包括引起钢筋锈蚀的氯离子和可能造成硫酸盐侵蚀的硫酸根离子。如果将总含盐量限制在1.0kg/m3以内，则根据海水盐中离子含量估算K、Na、Ca离子总量大致为0.45kg/m3左右，氯离子大约0.25kg/m3，硫酸根离子大致0.20kg/m3，其他为微量成分，无论从防止钢筋锈蚀、碱集料反应及硫酸盐侵蚀，均不足以对路面混凝土造成化学破坏。 从国际上的资料看，日本及西欧各国，均是河砂资源相对短缺的国家，在建设项目中大量使用了海砂，甚至在钢筋混凝土建筑结构中允许使用，不仅有上述相近的限制条件，而且在钢筋、钢纤维混凝土中规定使用海砂必须同时掺用阻锈剂。3.5 水3.5.1 拌和及养生用水 关于混凝土搅拌和养生用水规定的四项技术要求，进行过校核试验，证明了这些规定的正确性。实际上，由于水泥本身的pH值很高，为1314，一般的中、弱酸和盐类对水泥水化凝结时间和弯拉强度等的影响均很小。对化学有害杂质的规定主要是从耐久性要求提出的限制。海水及严重污染的河水、湖水其有害成分已经超出了上述规定的，明确不得使用。3.6 外加剂3.6.1 外加剂的质量等级鉴于水泥路面工程的重要性，本规范规定外加剂的产品质量应达到一等品的要求，一般公路路面不允许使用合格品。因此，即使是一般公路，当设计弯拉强度4.5Mpa，达到配制弯拉强度5.0Mpa以上时，对应的抗压强度等级至少为C30C35，而高速公路和一级公路，当设计弯拉强度5.0Mpa，加上施工保证率达到5.75Mpa以上，对应的抗压强度为C35C50级，均已达到较高强度等级的混凝土要求。另一方面，目前国内外加剂市场相当混乱，此规定对保证水泥路面和桥面工程质量有利。 规范制订的表3.6.1与