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摘要：随着社会生产力的不断进步，汽车运输行业也随之进步与发展起来，这就需要我国的交通道路具备更高的标准与要求，才能满足不断发展的汽车工业与运输业。传统的水泥混凝土道路较难满足现代车辆高负荷的通行要求，致使道路弯拉强度低，最终造成道路严重损害的后果，缩短其使用寿命。为了更好的提高道路抗折强度，车辆通行时能够更加安全，这就需要对水泥路面的混凝土材料进行研究配制，不断完善其性能，本文针对路面的抗折强度进行研究，希望对有关人士提供一定帮助。
关键词：道路；抗折强度；水泥混凝土；配制；配合比
我国目前的交通运输行业发展迅速，甚至已经无法满足运输需求，车辆轴载的负荷也越来越大，经常出现超载的情况。并且道路上车流量的增大，造成水泥混凝土路面超负荷运转，磨损现象严重。大多数的水泥路面施工时所用的混凝土为普通的配制方法，抗折强度差。所以应进行优化设计，增加其抗折强度，采用减小水灰比重等方法。但是，增加了水泥量又容易增大混凝土的脆性，导致其不耐用，因此相关学者研制出另一种水泥混凝土的配制方案。
1.混凝土的强度概述
强度是硬化混凝土最重要的性质，混凝土的其他性能与强度均有密切关系，混凝土的强度也是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。根据影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度一般可从以下几方面采取措施：1）采用高标号水泥。2）尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。3）采用优质砂石骨料，选择合理砂率。4）采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理。
2.试验原材料
在本文的道路高强抗折强度水泥混凝土的配制方案研究试验中采用的水泥是普通的硅酸盐水泥强度等级为42.5R细骨料为中砂，砂的细度模数是3.01。粗骨料为碎石，粒径不大于30mm，并使用了一定的减水剂、粉煤灰、矿渣、沸石粉等外加剂，其主要作用是为了减小混凝土的水灰比，其中减水剂为高效减水剂，质量符合相关规定的要求，矿渣为钢铁厂生产，所得矿渣加工而成沸石粉为一级品。
3.试验方法和混凝土的配合比设计
在试验中，所使用的水泥混凝土28d设计抗折强度分别为5.5MPa、6.0MPa和6.5MPa。试验中A为单掺高效减水剂，水灰比选用0.41、0.45和0.49，B、C、D为在A的基础上分别掺加粉煤灰、粒化高炉矿渣和沸石粉。试验依照《公路工程水泥混凝土试验规程》测试混凝土不同配合比和不同龄期的抗折强度、抗压强度和抗折弹性模量。
表1 不同类型高抗折强度水泥混凝土配合比
编号 水泥 掺合料 掺量 水 砂 石 减水剂
A1 323 - - 158 707 1257 1%
A2 351 - - 158 707 1257 1%
A3 385 - - 158 707 1257 1%
B1 258 85 20% 155 661 1257 1%
B2 281 91 20% 155 658 1257 1%
B3 308 100 20% 155 653 1257 1%
C1 226 97 30% 153 707 1257 1%
C2 246 105 30% 153 707 1257 1%
C3 270 115 30% 153 707 1257 1%
D1 291 32 10% 158 707 1257 1%
D2 316 35 10% 158 707 1257 1%
D3 346 39 10% 158 707 1257 1%
注：混凝土坍落度为20±5mm，减水剂掺量为胶材总量的1%。
4.试验结果及分析
不同类型高抗折强度水泥混凝土的力学性能试验结果见表2。
表2 不同类型高抗折强度水泥混凝土的力学性能试验结果
编号 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa） 抗折弹模（×104MPa）
7d 28d 56d 90d 7d 28d 56d 90d 28d
A1 4.88 6.39 - - 49.0 53.1 - - 2.70
A2 5.40 6.82 7.36 7.27 52.1 55.3 62.3 63.0 3.03
A3 5.70 7.28 - - 56.2 58.0 - - 3.18
B1 4.91 5.90 - - 41.9 48.9 - - 3.00
B2 5.20 6.48 7.38 7.73 46.1 56.1 62.3 72.1 2.96
B3 5.35 6.82 - - 48.4 57.0 - - 3.20
C1 5.48 6.57 - - 51.0 54.1 - - 3.03
C2 5.99 7.32 7.80 8.50 53.2 56.0 68.2 73.5 3.05
C3 6.23 7.57 - - 56.9 64.4 - - 3.20
D1 4.81 6.27 - - 41.5 59.8 - - 2.85
D2 5.45 6.68 7.20 7.60 48.0 61.5 70.7 76.2 2.99
D3 5.56 6.80 - - 55.4 65.6 - - 3.01
4.1抗折強度
通过对试验结果进行分析，我们可以看出水泥混凝土的抗折强度是随着水灰比的减小而不断增大的，并且单位水灰比的抗折强度增长率是呈减小趋势。并且在对A、B、C、D四种水泥混凝土的抗强度变化趋势进行分析可以发现，这些混凝土在早期的强度相对较高，在28d时最高能达到7.57MPa的高抗折强度。 粉煤灰高抗折强度水泥混凝土的早期抗折强度略低于单掺时的抗折强度，但28d时抗折强度能达到设计强度的106.8%。随着龄期的增长粉煤灰的二次活性作用将使后期抗折强度更高。可见，采用双掺即能解决粉煤灰混凝土早期抗折强度低的问题还能获得到较高的后期强度。
矿渣高抗折强度水泥混凝土7d、28d抗折强度都超过了单掺时的强度。随着龄期的增长矿渣的二次活性作用可以使混凝土的抗折强度进一步提高，90d抗折强度高达8.5MPa，同样适合目前交通量随时间不断增长的需要。
沸石粉高抗折强度水泥混凝土的28d强度能够达到6.0MPa以上但都比不掺时略低。在本试验所配制的混凝土中，掺入沸石粉并没有起到明显增折作用，但显著提高了混凝土的28d及后期的抗压强度从而使混凝土的脆性大大增加。
4.2抗压强度
在对水泥混凝土的抗压强度变化进行分析后我们可以发现本试验中不同类型的水泥混凝土的强度变化规律与其抗折强度的变化规律并不完全一致在某些情况下还是有一定的变化的。试验结果表明四种高抗折强度水泥混凝土的28d抗压强度高达到50Mpa，已经达到了高强混凝土的抗压强度要求，如此高的抗压强度对保证路面的抗磨性、抗滑性以及其构造的长期保持性不成问题。
4.3抗折弹性模量
通过实验结果的分析可得知，水灰比越大的其抗折弹性模量就越低，事实上，抗折弹性模量受影响的因素并不只有水灰比这一个因素。本试验中所得的数据也并不能够完全代表混凝土抗折弹性模量，还有其他的因素影响其结果，总的来说，矿渣高折强度最高，沸石粉相对较低。水胶比较大时，单掺高效减水剂抗折弹性模量最低，掺入每种掺合料均能使抗折弹性得到提高，水胶比较小时，混凝土抗折弹性模量受掺和量的影响不大，与不掺时的混凝土抗折弹性模量基本保持一致。
从上述的实验与分析中我们可以看出，使用优质的水泥与高效减水剂配制混凝土道路的施工材料能够极大的使混凝土的抗折强度得到提高，并且能够满足设计要求。在配制时，掺入相当数量的粉煤灰不仅提高了其抗折强度，而且更加经济实惠。粉煤灰也可用粒化高炉矿渣替代，掺入沸石粉除了能够提高抗折强度还能降低混凝土脆性，一举两得。只有合理的配制水泥混凝土的材料才能够不断满足现代交通运输的需求，使其更加耐磨、抗滑、抗弯。
5、结束语
总之，在经济性与工作性共同作用下，为了有效提高混凝土路面的抗折强度，最主要的方法就是改进原材料的配制比例，研究如何将原材料的完美的配合在一起，适当的加入一些外加剂，从科学角度设计材料的配合比，同时还要对施工质量进行管理，从全局出发，综合各种因素，相信在多方面的共同努力下，一定能够确保工程的质量。相信在相关人士的共同配合下，加之以科学的方法做指导，一定能够把道路的抗折强度提高上来，保障车辆在安全的道路上行驶。
参考文献：
[1]王淑平.高性能道路混凝土性能的研究[D].哈尔滨工业大学 2008
[2]于光林，劉寿洋.粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响[J].今日科苑.2010（24）
[3]《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ 053-94
关键词：道路；抗折强度；水泥混凝土；配制；配合比
我国目前的交通运输行业发展迅速，甚至已经无法满足运输需求，车辆轴载的负荷也越来越大，经常出现超载的情况。并且道路上车流量的增大，造成水泥混凝土路面超负荷运转，磨损现象严重。大多数的水泥路面施工时所用的混凝土为普通的配制方法，抗折强度差。所以应进行优化设计，增加其抗折强度，采用减小水灰比重等方法。但是，增加了水泥量又容易增大混凝土的脆性，导致其不耐用，因此相关学者研制出另一种水泥混凝土的配制方案。
1.混凝土的强度概述
强度是硬化混凝土最重要的性质，混凝土的其他性能与强度均有密切关系，混凝土的强度也是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。根据影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度一般可从以下几方面采取措施：1）采用高标号水泥。2）尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。3）采用优质砂石骨料，选择合理砂率。4）采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理。
2.试验原材料
在本文的道路高强抗折强度水泥混凝土的配制方案研究试验中采用的水泥是普通的硅酸盐水泥强度等级为42.5R细骨料为中砂，砂的细度模数是3.01。粗骨料为碎石，粒径不大于30mm，并使用了一定的减水剂、粉煤灰、矿渣、沸石粉等外加剂，其主要作用是为了减小混凝土的水灰比，其中减水剂为高效减水剂，质量符合相关规定的要求，矿渣为钢铁厂生产，所得矿渣加工而成沸石粉为一级品。
3.试验方法和混凝土的配合比设计
在试验中，所使用的水泥混凝土28d设计抗折强度分别为5.5MPa、6.0MPa和6.5MPa。试验中A为单掺高效减水剂，水灰比选用0.41、0.45和0.49，B、C、D为在A的基础上分别掺加粉煤灰、粒化高炉矿渣和沸石粉。试验依照《公路工程水泥混凝土试验规程》测试混凝土不同配合比和不同龄期的抗折强度、抗压强度和抗折弹性模量。
表1 不同类型高抗折强度水泥混凝土配合比
编号 水泥 掺合料 掺量 水 砂 石 减水剂
A1 323 - - 158 707 1257 1%
A2 351 - - 158 707 1257 1%
A3 385 - - 158 707 1257 1%
B1 258 85 20% 155 661 1257 1%
B2 281 91 20% 155 658 1257 1%
B3 308 100 20% 155 653 1257 1%
C1 226 97 30% 153 707 1257 1%
C2 246 105 30% 153 707 1257 1%
C3 270 115 30% 153 707 1257 1%
D1 291 32 10% 158 707 1257 1%
D2 316 35 10% 158 707 1257 1%
D3 346 39 10% 158 707 1257 1%
注：混凝土坍落度为20±5mm，减水剂掺量为胶材总量的1%。
4.试验结果及分析
不同类型高抗折强度水泥混凝土的力学性能试验结果见表2。
表2 不同类型高抗折强度水泥混凝土的力学性能试验结果
编号 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa） 抗折弹模（×104MPa）
7d 28d 56d 90d 7d 28d 56d 90d 28d
A1 4.88 6.39 - - 49.0 53.1 - - 2.70
A2 5.40 6.82 7.36 7.27 52.1 55.3 62.3 63.0 3.03
A3 5.70 7.28 - - 56.2 58.0 - - 3.18
B1 4.91 5.90 - - 41.9 48.9 - - 3.00
B2 5.20 6.48 7.38 7.73 46.1 56.1 62.3 72.1 2.96
B3 5.35 6.82 - - 48.4 57.0 - - 3.20
C1 5.48 6.57 - - 51.0 54.1 - - 3.03
C2 5.99 7.32 7.80 8.50 53.2 56.0 68.2 73.5 3.05
C3 6.23 7.57 - - 56.9 64.4 - - 3.20
D1 4.81 6.27 - - 41.5 59.8 - - 2.85
D2 5.45 6.68 7.20 7.60 48.0 61.5 70.7 76.2 2.99
D3 5.56 6.80 - - 55.4 65.6 - - 3.01
4.1抗折強度
通过对试验结果进行分析，我们可以看出水泥混凝土的抗折强度是随着水灰比的减小而不断增大的，并且单位水灰比的抗折强度增长率是呈减小趋势。并且在对A、B、C、D四种水泥混凝土的抗强度变化趋势进行分析可以发现，这些混凝土在早期的强度相对较高，在28d时最高能达到7.57MPa的高抗折强度。 粉煤灰高抗折强度水泥混凝土的早期抗折强度略低于单掺时的抗折强度，但28d时抗折强度能达到设计强度的106.8%。随着龄期的增长粉煤灰的二次活性作用将使后期抗折强度更高。可见，采用双掺即能解决粉煤灰混凝土早期抗折强度低的问题还能获得到较高的后期强度。
矿渣高抗折强度水泥混凝土7d、28d抗折强度都超过了单掺时的强度。随着龄期的增长矿渣的二次活性作用可以使混凝土的抗折强度进一步提高，90d抗折强度高达8.5MPa，同样适合目前交通量随时间不断增长的需要。
沸石粉高抗折强度水泥混凝土的28d强度能够达到6.0MPa以上但都比不掺时略低。在本试验所配制的混凝土中，掺入沸石粉并没有起到明显增折作用，但显著提高了混凝土的28d及后期的抗压强度从而使混凝土的脆性大大增加。
4.2抗压强度
在对水泥混凝土的抗压强度变化进行分析后我们可以发现本试验中不同类型的水泥混凝土的强度变化规律与其抗折强度的变化规律并不完全一致在某些情况下还是有一定的变化的。试验结果表明四种高抗折强度水泥混凝土的28d抗压强度高达到50Mpa，已经达到了高强混凝土的抗压强度要求，如此高的抗压强度对保证路面的抗磨性、抗滑性以及其构造的长期保持性不成问题。
4.3抗折弹性模量
通过实验结果的分析可得知，水灰比越大的其抗折弹性模量就越低，事实上，抗折弹性模量受影响的因素并不只有水灰比这一个因素。本试验中所得的数据也并不能够完全代表混凝土抗折弹性模量，还有其他的因素影响其结果，总的来说，矿渣高折强度最高，沸石粉相对较低。水胶比较大时，单掺高效减水剂抗折弹性模量最低，掺入每种掺合料均能使抗折弹性得到提高，水胶比较小时，混凝土抗折弹性模量受掺和量的影响不大，与不掺时的混凝土抗折弹性模量基本保持一致。
从上述的实验与分析中我们可以看出，使用优质的水泥与高效减水剂配制混凝土道路的施工材料能够极大的使混凝土的抗折强度得到提高，并且能够满足设计要求。在配制时，掺入相当数量的粉煤灰不仅提高了其抗折强度，而且更加经济实惠。粉煤灰也可用粒化高炉矿渣替代，掺入沸石粉除了能够提高抗折强度还能降低混凝土脆性，一举两得。只有合理的配制水泥混凝土的材料才能够不断满足现代交通运输的需求，使其更加耐磨、抗滑、抗弯。
5、结束语
总之，在经济性与工作性共同作用下，为了有效提高混凝土路面的抗折强度，最主要的方法就是改进原材料的配制比例，研究如何将原材料的完美的配合在一起，适当的加入一些外加剂，从科学角度设计材料的配合比，同时还要对施工质量进行管理，从全局出发，综合各种因素，相信在多方面的共同努力下，一定能够确保工程的质量。相信在相关人士的共同配合下，加之以科学的方法做指导，一定能够把道路的抗折强度提高上来，保障车辆在安全的道路上行驶。
参考文献：
[1]王淑平.高性能道路混凝土性能的研究[D].哈尔滨工业大学 2008
[2]于光林，劉寿洋.粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响[J].今日科苑.2010（24）
[3]《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ 053-94