【文章內容簡介】 較凍結指數(shù)大于 2020℃地區(qū)的輕，所以把凍結指數(shù) 小于 2020℃，大于等于 800℃的凍土區(qū)定義為中凍區(qū)。 （ 3）輕凍區(qū)：凍結指數(shù)小于 800℃的地區(qū)，大地凍深為 ～ ，路基填料即使選擇凍脹率稍大（ 為 5%～ 6%）的材料，凍脹值也很小。該地區(qū)路面及公路構造物在冬季產(chǎn)生的凍害也較輕，所以把凍結指數(shù)小于 800℃大于 0℃的地區(qū)定義為輕凍區(qū)。 水文地質資料調查 公路抗凍設計必須認真調查工程的水文地質狀況 ， 宜在 不同季節(jié)分別 調查，包括 地表水分布、地下水 位及波動范圍、涎流冰、地下水出露 等。 對工程所用土質的各項物理性能指標進行 勘察 測試 ： 1 對地基土和擬用取土場的土進行顆粒分析， 試驗 確定天然含水率、液塑限含水率、天然密度等 指標 ，明確土的類型。 2 試驗 確定 土的凍脹特性， 對于粒徑小于 含量 ≥15%的路基土 宜 測定平均凍脹率，試驗方法見 現(xiàn)行 《 公路土工試驗規(guī)程 》 T 01872020。無實測 條件 時，可按式 （ ）計算平均凍脹率： %20 ???????? ??? ?? WWRR m （ ） 式中： ? ——土的平均凍脹率（ %）； W ——調查時土的天然含水率（ %）； mR ——近 10 年最大年降水量（ mm）； R ——調查年份年降水量（ mm）； 設計資料調查 9 0W ——起始凍脹含水率（ %），可?。?～ ） pW 或參考表 選用； ? ——系數(shù)， 粘質土、粉質土及粘土質砂 取 ， 細粒土質礫、粉土 質砂 取 。 表 不同土質的起始凍脹含水率 土名 粘質土 粉質土 粘土 質砂 細粒土質礫、 粉 土質砂 含細粒土質礫 （砂） 起始凍脹含水率 W0（ %） 12～ 17 10～ 14 9～ 11 8～ 10 6～ 8 已有 工程凍害 資料調查 季節(jié)性凍土地區(qū)公路工程設計 階段應調查 同一區(qū)域 已有工程的凍害資料和防治經(jīng)驗。 調查已有路基的高度、凍脹翻漿病害、 地上地下排水設施的使用狀況、 涎流冰、路床范圍的含水量、路基的強度、 路塹 邊坡坡率、 路基抗凍措施 及防護工程 的有效性等。 調查 瀝青 路面 的凍脹 隆起 和開裂 、 路面坑槽、 路面沉陷和車轍， 調查水泥路面的斷板、 表面脫皮、 角隅 破碎 ，調查融雪劑使用情況、種類 等。 調查橋梁基礎凍脹、融沉、樁基凍拔、翼墻開裂 、上部結構凍害、附屬設施凍害及防治經(jīng)驗； 調查隧道 襯砌開裂 與 破碎 、 襯砌及吊頂漏水與掛冰 、 底部積水與結冰 、洞口掛冰與熱融滑塌、地表截排水溝出水口積水與結冰等凍害防治經(jīng)驗。 公路工程抗凍設計與施工技術細則 10 4 抗凍水泥混凝土技術要求 一般規(guī)定 季凍區(qū)公路工程及沿線設施所用混凝土均應采用抗凍水泥混凝土。 抗凍水泥混凝土 應 采用摻加引氣劑或引氣減水劑的引氣水泥混凝土 ，有經(jīng)驗時也可采用能夠保證抗凍性的其他混凝土。 條文說明 對于 C60 或 C50 以下的水泥混凝土，適當?shù)囊龤馐悄壳白钣行Ш妥罱?jīng)濟的提高水泥混凝土抗凍性的措施。 引氣除可提高混凝土的抗凍性（包括抗鹽凍性）、耐腐蝕性等耐久性外，還可提高混凝土的抗彎強度，并有利于混凝土的韌性，但引氣對混凝土的彈性模量和徐變具有不利作用。 引氣對抗壓強度高的混凝土影響大，而對于 C40 以下的混凝土的影響較小，特別是C30 以下的混凝土。采用優(yōu)質引氣劑時引入的微小氣泡具有一定的減水效果，可以在保證流 動性不變的情況下適當減少水膠比，由此可以保證 C30 及其以下混凝土的抗壓強度基本不變（對于貧漿混凝土有時還有提高），干縮變形也基本不變甚至減小。目前的混凝土基本上均摻有大量的活性礦物摻合料，混凝土的后期抗壓強度還會有所增加，從而能夠減少徐變。 目前常用高性能減水劑、高效減水劑、泵送劑、防凍劑、防水劑等外加劑中都含有一定數(shù)量的引氣劑成分，在混凝土中均具有引氣作用，而這些外加劑已經(jīng)在高強混凝土、泵送混凝土、預應力混凝土等工程中應用多年。如《混凝土外加劑》（ GB 8076— 2020）規(guī)定高性能減水劑含氣量小于等于 %、泵送劑含氣量小于等于 %、標準型高效減水劑含氣量小于等于 %，緩凝型高效減水劑含氣量小于等于 %，而《混凝土防凍劑》（ JC 475— 2020）則規(guī)定含氣量大于等于 %。 現(xiàn)代水泥混凝土一般都摻有大摻量或較大量的活性礦物摻和料，其可使混凝土的后期強度提高相應減少徐變，故含引氣成分的外加劑在水泥混凝土中廣泛應用。 本細則 中規(guī)定 C50、 C60 混凝土的最大含氣量分別小于等于 %和 %。實際上 C50、 C60 在公路工程中主要是用于各種預應力混凝土梁，而這些梁在一般情況下是不會長 期接觸水或鹽水的，故其抗凍等級不會太高，相應地含氣量不會太高。 抗凍水泥混凝土技術要求 11 水泥混凝土的凍融環(huán)境等級 、 抗凍等級 及技術要求 水泥混凝土的凍融環(huán)境等級應根據(jù)環(huán)境條件，按表 確定。 表 水泥 混凝土的凍融環(huán)境等級 凍融次數(shù) （次 /年） 無鹽環(huán)境 有鹽環(huán)境 中度飽水 高度飽水 中度飽水 高度飽水 ＜ 50 D1 D2 D3 D3 50~120 D3 D4 D5 D5 121～ 180 D4 D5 D6 D6 ＞ 180 D5 D6 D6 D7 注： 1. 中度飽水指冰凍前偶受水或受潮 ，混凝土內飽水程度不高。高度飽水指冰凍前長期或頻繁接觸水或潤濕土體，混凝土內高度水飽和。 2. 無鹽或有鹽 指 凍結的水中是否含有 氯 鹽類，包括除冰鹽、海水或其他 含有氯化物的 鹽。 3. 位于冰凍線以上土中的混凝土構件，其凍融環(huán)境等級可根據(jù)當?shù)貙嶋H情況和經(jīng)驗適當降低。 4. 偶爾遭受凍害的飽水混凝土構件 或輕度飽水構件 ，其凍融環(huán)境等級可按表 的規(guī)定降低一級 或二級，但混凝土抗凍等級不應低于 F100。 5. 對于隧道襯砌用噴射水泥混凝土，其受到的凍融循環(huán)次數(shù)遠低于外露表面，故其凍融環(huán)境作用等級可表 的規(guī) 定降低二級等級或按經(jīng)驗確定，但混凝土抗凍等級不應低于 F100。 條文說明 凍融環(huán)境等級與凍融次數(shù)、水飽和程度等有關。水泥混凝土的飽水程度與入冬前與入冬后的降水量密切相關，同一構件處于不同的地區(qū)時飽水程度可能相差較大。常見公路工程水泥混凝土構件的飽水程度舉例見下表。確定水飽和程度時，應根據(jù)工程所處地的受凍期間的降水量多少、部位等來確定。 公路工程水泥 混凝土 構件 的 飽水程度舉例 凍融條件 飽水狀態(tài) 結構構件示例 無鹽 中度飽水 受雨雪淋濕的防撞墻、橋墩 、外伸梁、欄桿及其底部、伸縮縫、 滲漏 伸縮縫處 的墩柱 、 蓋梁 ， 路面等 高度飽水 水中 的 橋墩、承臺、基礎構件 ， 受雨雪淋濕 防撞墻、欄桿底部、 伸縮縫 、橋面鋪裝層， 滲漏 嚴重的伸縮縫處 的墩柱 、蓋梁 ， 路面 等 有鹽 中度飽水 受 氯鹽 作用的 橋梁防撞墻、橋墩、橋面鋪裝 層 、伸縮縫、滲漏 伸縮縫處 的墩柱蓋梁、 受 氯鹽 作用 的路面 高度飽水 受 氯鹽 或海水作用 的橋墩、承臺、基礎構件 ，受 氯鹽 作用的 橋梁防撞墻、橋墩、橋面鋪裝 層 、伸縮縫、滲漏 嚴重的伸縮縫處 的墩柱 、 蓋梁 ，受氯鹽作用 的路面 注： 中度飽水指冰凍前偶受水或受潮，混凝土內飽水程度不高。高度飽水指冰凍前長期或頻繁接觸水或潤濕土體，混凝土內 高度水飽和。 公路工程抗凍設計與施工技術細則 12 抗凍水泥混凝土的抗凍等級分為 F450、 F400、 F350、 F300、 F250、 F200、 F150、F100 八 個等級。公路水泥混凝土材料的抗凍等級按表 確定。 表 抗凍水泥混凝土的抗凍等級要求 凍融環(huán)境等級 設計基準期（年） 100 50 30 D1 F200 F150 F100 D2 F250 F200 F150 D3 F300 F250 F200 D4 F350 F300 F250 D5 F400 F350 F300 D6 F450 F350 F350 D7 F450 F400 F400 注： 1. 水泥抗凍性采用快速凍融試驗方法， 按 JTG E30— 2020 中的 T 0565 進行，但將其中 條的第一款改為達到規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)。 2. 設計基準期小于 30 年的以 30 年計。 條文說明 本細則采用抗凍等級，即凍融循環(huán)次數(shù)表示水泥混凝土的抗凍性，而 JTG E30— 2020中 T 0565 的 的第一款為達到 300 次即停止凍融循環(huán)試驗，因而本細則將該款改為達到規(guī)定的次數(shù)。此處凍融試驗未使用 GB/T 500822020，原因是 GB/T 500822020 規(guī)定在 放置控溫傳感器的橡膠筒內 為 防凍液 而不是水，由于防凍液的熱容小，特別是沒有水變冰、冰變水的相變熱，導致試件的抗凍性試驗結果偏高 。 引氣水泥混凝土的最低強度等級與最大水膠比應滿足表 的要求。 表 引氣水泥混凝土的最低強度等級與最大水膠比 抗凍 等級 設計基準期（年） 100 50 30 最低強度 等級 最大水膠比 最低強度 等級 最大水膠比 最低強度 等級 最大水膠比 F100 — — — — Ca30 F150 Ca35 F200 Ca35 Ca35 F250 Ca40 Ca40 F300 Ca45 Ca45 F350 F400 Ca50 Ca40 F450 注： 1. 如采取表面防水處理等附加措施，可降低大體積混凝土對最低強度等級和最大水膠比的抗凍要求。 2. 表中 Ca50 表示強度等級為 50MPa 的引氣混凝土，其余類推。 引氣水泥混凝土的含氣量與平均氣泡間距系數(shù)應滿 足表 的要求。 抗凍水泥混凝土技術要求 13 表 引氣水泥混凝土的含氣量與平均氣泡間距系數(shù)要求 項目 抗凍等級 強度等級 Ca30 Ca40 Ca50 ≥ Ca60 設計含氣量（ %） F100 F150 F200 F250 F300 F350 F400 F450 氣泡間距系數(shù) (mm)， ≤ ≤ F150 F200 F250 F300 F350 F400 F450 注： 19～ 時的數(shù)值。當粗集 料最大粒徑 ～ 16mm時，含氣量應較表中數(shù)值增加 %；當粗集料的最大粒徑為 時，含氣量可較表中數(shù)值減少 %。 2. 混凝土拌合物的含氣量應控制在 177。%內。 3. 對于現(xiàn)場泵送、高頻振搗的混凝土和遠距離長時間運輸，應檢測泵送、振搗過程以及長時間運輸所造成的含氣量損失，以判斷所有引氣劑的實用性和適宜摻量。 引氣水泥混凝土的最小膠凝材料用量與最大膠凝材料用量 宜 滿足表 的規(guī)定。 表 引氣水泥混凝土 單位體積的膠凝材料用量 強度等級 最小用量（ kg/m3） 最大用量（ kg/m3） 無鹽環(huán)境 有鹽環(huán)境 Ca30 280 300 400 Ca35 300 320 Ca40 320 340 450 Ca45 340 360 Ca50 360 380 480 ≥Ca55 380 380 500 注： 1. 表中數(shù)據(jù)適用于最大集料最大粒徑為 19mm 的情況，集料最大粒徑較大時宜適當降低膠凝材料用量，集料最大粒徑較小時宜適當增加。 2. 對于強度等級達到 Ca60 的泵送水泥混凝土，膠凝材料最大用量可增大至 530 kg/m3。 3. 路面 用水泥混凝土的最 大膠凝材料用量不應大于 420 kg/m3。 條文說明 公路工程抗凍設計與施工技術細則 14 適當?shù)哪z凝材料用量可以保證混凝土的致密性、抗凍性及其他耐久性，但膠凝材料用量過多會增大混凝土的干縮、徐變，對混凝土的抗裂性、耐久性以及混凝土結構的耐久性均有不利影響 。 當不能滿足最大膠凝材料用量限制時，應采取改善粗細集料的級配、減少針片狀集料含量與含泥量，采用高性能減水劑（聚羧酸鹽減水劑等）等措施以減少膠凝材料用量。 抗凍 水泥 混凝土的漿 集 比應滿足表 的規(guī)定。 表 1m3 混凝土中最大漿體體積 混凝土強度等級 C30～ C45 C50～ C60 1m3 混凝土中最大漿體體積 ≤ ≤ 條文說明 漿 集 比指 1m3混凝土拌合物中漿體體積分數(shù)（含引氣劑引入的氣體體積）與集料體積分數(shù)之比。適宜的漿 集 比是混凝土獲得良好的和易性、強度、耐久性的基本保證，但漿 集 比過大則硬化過程中混凝土的收縮大，易產(chǎn)生微裂紋，對混凝土的抗凍性不利。 引氣水泥砂漿的強度等級、抗凍性、拌合物含氣量與最小膠凝材料用量應滿足表 的規(guī)定。 表 引氣水泥砂漿的強度等級、抗凍性、含氣量與最小膠凝材料用量 環(huán)境 作用等級 最小強度等級 抗 凍性等級 膠凝材料最小用量（ kg/m3） 含氣量 （ %） 無鹽環(huán)境 有鹽環(huán)境 D D2 Ma10 F200 260 280 10～ 12 D3 Ma15 F250 280 320 10～ 12 D D5 Ma20