DB13/T 5154-2019 高速公路高性能混凝土应用技术规程

ICS91.100

Q13

DB13

河北省地方标准

DB13/T5154—2019

高速公路高性能混凝土应用技术规程

2019-12-27发布2020-01-28实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T5154—2019

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由河北省交通运输厅提出并归口。

本标准草单位：河北省高速公路邢汾管理处、河北工业大学。

本标准的主要起草人：郭跃东，马泽明，孙吉书，王宇亮，姜万庆，贾建彬，郭海燕，窦远明，

刘丹。

I

DB13/T5154—2019

高速公路高性能混凝土应用技术规程

1范围

本标准规定了高速公路高性能混凝土的基本规定、原材料选择、混凝土的配合比设计、混凝土的

施工和检验方法等。

本标准适用于高速公路用高性能混凝土，其它等级公路工程用高性能混凝土可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB175通用硅酸盐水泥

GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB8076混凝土外加剂

GB/T19117酸雨观测规范

GB50010混凝土结构设计规范

GB/T50082普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准

JTJ275海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范

JTGE30公路工程水泥及水泥混凝土试验规程

JC/T421水泥胶砂耐磨性试验方法

JTG/TF50公路桥涵施工技术规范

JTG/TB07-01公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范

JTGE42公路工程集料试验规程

JGJ55普通混凝土配合比设计规程

JGJ/T10混凝土泵送施工技术规程

JTGF30公路水泥混凝土路面施工技术细则

TB10103铁路工程岩土化学分析规程

TB10104铁路工程水质分析规程

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

高性能混凝土highperformanceconcrete

具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。

3.2

1

DB13/T5154—2019

环境作用environmentalactions

引起结构材料性能劣化或腐蚀的物理、化学或生物等环境因素对结构的作用。

3.3

环境作用等级environmentalactiongrade

根据环境作用对混凝土及结果破坏或腐蚀程度的不同而划分的若干级别。

3.4

混凝土的渗透性concretepermeability

外部物质（水、气及溶于其中的其它物质等）侵入混凝土内部的难易程度。

3.5

饱水度degreeofsaturation

混凝土内部孔隙的充水程度，为混凝土孔隙中水的总体积与孔的总体积的比值。

3.6

混凝土抗冻耐久性指数concretefreeze-thawresistancefactor(DF)

混凝土试件经规定次数快速冻融循环试验后，用标准试验方法测定的动弹性模量与初始弹性模量

的比值。

3.7

氯离子扩散系数diffusioncoefficientofchlorideion

描述混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数。

4基本规定

4.1环境类别及作用等级

4.1.1高速公路混凝土结构所处的环境类别应按表1的规定进行确定。

表1环境类别

环境类别腐蚀机理

一般环境混凝土碳化

氯盐环境海洋环境、除冰盐等氯盐引起钢筋锈蚀

盐结晶环境硫酸盐在混凝土孔隙中结晶膨胀导致混凝土损伤

化学腐蚀环境硫酸盐等化学物质与水泥基发生化学反应导致混凝土腐蚀

冻融环境反复冻融导致混凝土损伤

磨蚀环境风沙、流水、泥沙或流冰摩擦、冲击作用造成混凝土表面损伤

4.1.2一般环境下，高速公路混凝土结构应控制正常大气作用下混凝土的碳化引起的钢筋锈蚀，一般

环境的环境作用等级划分应按表2的规定执行。

2

DB13/T5154—2019

表2一般环境的作用等级

环境作用等级环境条件特征

干燥环境（0＜RH≤20%）

T1极湿润环境（80%＜RH＜100%）

永久的静水浸没环境

较干燥环境（20%＜RH≤40%）

T2

湿润环境（60%＜RH≤80%）

干湿交替环境

T3

较湿润环境（40%＜RH≤60%）

注1：表中RH为年平均相对湿度；

注2：干湿交替环境下的桥梁构建指处于水位变动区和浪溅区的桥墩、桥台等构件；

注3：薄壁结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥的一侧环境作用等级应按T3考虑。

4.1.3氯盐环境下，高速公路工程的高性能混凝土结构及构件的环境作用等级划分，应按表3的规定

执行。

表3氯盐环境的作用等级

环境作用等级环境条件特征

永久浸没于海水或埋于土中

涨潮线以外300m～1200km范围内的陆上环境

L1受除冰盐盐雾作用或四周浸没于含氯化物的地下水体

接触较低浓度氯离子水体（氯离子浓度：100mg/L～500mg/L），且有干湿交替

接触较低含量氯离子的盐渍土体（氯离子含量：150mg/kg～750mg/kg）

距平均水位15m高度以上的海上大气环境

涨潮岸线以外100m～300km范围内的陆上环境

L2受除冰盐水溶液直接溅射

接触较高浓度氯离子水体（氯离子浓度：500mg/L～5000mg/L），且有干湿交替

接触较高含量氯离子的盐渍土体（氯离子含量：750mg/kg～7500mg/kg）

距平均水位15m高度以内的海上大气环境

离涨潮岸线以外100m以内的陆上环境

年平均温度低于20℃的潮汐区和浪溅区

L3

直接接触除冰盐水溶液

接触高浓度氯离子水体（氯离子浓度＞5000mg/L），且有干湿交替

接触高含量氯离子的盐渍土体（氯离子含量＞7500mg/kg）

L4年平均温度高于20℃的潮汐区和浪溅区

注1：近海或海洋环境中的水下区、潮汐区、浪溅区和大气区的划分，按现行标准JTJ275的规定执行；

注2：靠近海岸的陆上建筑物，盐雾对混凝土构件的作用尚应考虑风向、地貌等因素。

注3：水体中氯离子的浓度测定方法按现行标准TB10104的相关规定执行（本标准文本中，水体氯离子的测定方法

与此相同，简称“后同”）；土体中的氯离子含量测定方法按现行标准TB10103的相关规定执行（后同）。

3

DB13/T5154—2019

4.1.4盐结晶环境下，高速公路工程的高性能混凝土结构及构件混凝土结构的环境作用等级划分，应

按表4的规定执行。

表4盐结晶环境的作用等级

环境条件特征

环境作用等级

2-2-

水体中SO4浓度（mg/L）土体中SO4含量（水溶值）（mg/kg）

日温差≤10℃，有干湿交替作用的盐土环境

Y1

200～2000300～3000

日温差≤10℃，有干湿交替作用的盐土环境

Y2

2000～40003000～6000

日温差＞10℃

Y3

4000～100006000～15000

注1：对于盐渍土中的混凝土结构，埋入土中的混凝土按遭受化学腐蚀环境作用考虑；露出地表的毛细吸附区内的

混凝土按遭受盐结晶环境作用考虑；

2-2-

注2：当混凝土处于极高含盐地区（水体中SO4浓度大于10000mg/L或土体中SO4含量大于15000mg/kg），其耐

久性技术措施应进行专门试验和研究确定；

注3：对于一面接触含盐环境水（或土）而另一面处于大气干燥或多风环境中的薄壁混凝土结构（如隧道衬砌），

接触含盐环境水（或土）的混凝土按遭受化学腐蚀环境作用考虑，临空面的混凝土按遭受盐结晶环境作用考

虑。

2-2+

4.1.5应控制混凝土结构及构件遭受SO4、Mg、CO2、pH值等化学物质的长期侵蚀，水体中硫酸盐

和酸类物质环境作用等级应按表5的规定执行，土体中硫酸盐的环境作用等级应按表6的规定执行，

大气污染对混凝土的环境作用等级应按表7的规定执行。

表5水体中硫酸盐和酸类物质的作用等级

非干旱、非高寒地区的干湿交替环境干旱、高寒地区

环境作用

2-2+2-

水体中SO4浓度水体中Mg浓度水体中侵蚀性CO2水体中SO4浓度

等级水体的pH值

（mg/L）（mg/L）浓度（mg/L）（mg/L）

≥200≥300≤6.5≥15≥200

H1

≤1000≤1000≥5.5≤30≤500

＞1000＞1000＜5.5＞30＞500

H2

≤4000≤3000≥4.5≤60≤2000

＞4000＜4.5＞60＞2000

H3＞3000

≤10000≥4.0≤100≤5000

＞10000

H4--------

≤20000

注1：干旱区指干燥系数大于2.0的地区，高寒地区指海拔3000m以上的地区（后同）；

注2：对于处于非干旱、高寒地区的结构构件，表中硫酸根浓度对应的环境条件为干湿交替环境；若处于无干湿交

替环境作用（长期浸没于地表或地下水体中）时，可按表中作用等级降低一级；

注3：在高水压条件下应提高相应的环境作用等级。

注4：当混凝土结构构件处于硫酸根离子浓度大于1500mg/L的流动水或pH值小于3.5的酸性水体中时，应在混凝

土表面采取专门的防腐蚀附件措施。

4

DB13/T5154—2019

表6土体中硫酸盐的作用等级

2-

土体中SO4含量（水溶值）（mg/kg）

环境作用等级

非干旱高寒地区的干湿交替环境干旱、高寒地区

≥300≥300

H1

≤1500≤750

＞1500＞750

H2

≤6000≤3000

＞6000＞3000

H3

≤15000≤7500

＞15000

H4--

≤30000

注：当混凝土结构构件处于弱透水土体中时，土体中的硫酸根离子（表6）、水体中镁离子、水体中侵蚀性二氧化

碳及水的pH值（表5）的作用等级可按相应的等级降低一级。

表7大气污染的作用等级

环境作用等级环境条件特征

H1汽车或机车尾气严重

H2酸雨（雾、露）pH值≥4.5的酸雨地区

H3酸雨（雾、露）pH值＜4.5的酸雨地区

注：酸雨是指pH值年均值低于5.6的降水。酸雨pH值的测量按照现行GB/T19117的规定执行。

4.1.6当受多个化学腐蚀物质作用时，以其中单项作用最高的环境作用等级作为化学腐蚀环境的设计

作用等级；当存在两个以上作用等级均达到最高等级时，应提高一级。

4.1.7冻融环境对混凝土结构的环境作用等级应按表8的规定执行。

表8冻融环境的作用等级

环境作用等级环境条件特征

D1微冻地区（-3℃≤t≤2.5℃）且Δt＞10℃，混凝土中度饱水

微冻地区（-3℃≤t≤2.5℃）且Δt＞10℃，混凝土高度饱水

D2寒冷地区（-8℃＜t＜-3℃）和严寒地区（t≤-8℃）且Δt＞10℃，混凝土中度饱水

微冻地区（-3℃≤t≤2.5℃），且Δt＞10℃，混凝土中度饱水（水为含氯盐水）

寒冷地区（-8℃＜t＜-3℃）和严寒地区（t≤-8℃）且Δt＞10℃，混凝土高度饱水

D3微冻地区（-3℃≤t≤2.5℃），且Δt＞10℃，混凝土高度饱水（水为含氯盐水）

寒冷地区（-8℃＜t＜-3℃）和严寒地区（t≤-8℃）且Δt＞10℃，混凝土中度饱水（水为含氯盐水）

D4寒冷地区（-8℃＜t＜-3℃）和严寒地区（t≤-8℃）且Δt＞10℃，混凝土高度饱水（水为含氯盐水）

注1：表中t为最冷月平均气温，Δt为日温差；

注2：中度饱水指冰冻前偶受水或受潮，混凝土内饱水程度不高；高度饱水是指冰冻前期长期或频繁接触水或湿润，

混凝土内高度水饱和；

注3：含氯盐水包括海水、含有氯盐的地下水或盐湖水等。

4.1.8磨蚀环境下混凝土结构的环境作用等级划分应按表9的规定执行。

5

DB13/T5154—2019

表9磨蚀环境的作用等级

环境作用等级环境条件特征

M1风蚀（有砂情况）：风力等级≥7级，且年累计刮风时间大于90d的风沙地区

风蚀（有砂情况）：风力等级≥9级，且年累计刮风时间大于90d的风沙地区

M2

泥砂石磨蚀：汛期含砂量200kg/m3～600kg/m3的河道

流冰磨蚀：有强烈流冰撞击的河道（冰层水位线下0.5m～冰层水位线上1.0m）

M3

泥砂石磨蚀：汛期含砂量600kg/m3～1000kg/m3的河道

风蚀（有砂情况）：风力等级≥11级，且年累计刮风时间大于90d的风沙地区

M4泥砂石磨蚀：汛期含砂量＞1000kg/m3的河道及漂块石等撞击的河道；

泥石流地区及洪水期间夹杂大量粗颗粒砂石的河道

注1：风沙地区包括沙漠和沙地；

注2：磨蚀环境下，混凝土的耐磨性能宜按照现行标准JTGE30和JC/T421的规定执行。

4.1.9环境对高速公路高性能混凝土结构的作用程度应按表10的规定进行划分。

表10环境作用程度划分

环境作用程度轻微轻度中度严重非常严重极端严重

环境类别与作用等T3、L1、H1、D1、L2、Y1、H2、D2、L3、Y2、H3、D3、L4、Y3、H4、D4、

T1T2

级M1M2M3M4

4.2混凝土的耐久性要求

4.2.1高速公路高性能混凝土结构设计时，应根据结构物所处的环境类别和作用等级，对混凝土耐久

性指标提出明确要求。

4.2.2一般环境下，无特殊要求的混凝土结构，不同强度等级混凝土的电通量应满足表11的要求。

表11混凝土的电通量

混凝土强度等级＜C30C30～C45≥C50

56d电通量（C）＜1500＜1200＜1000

注：混凝土电通量应按现行标准GB/T50082规定的方法进行检验（后同）。

4.2.3氯盐环境下，混凝土的抗氯离子渗透性应满足表12的要求。抗渗性能可用氯离子扩散系数法

和电通量法进行表征。

表12混凝土抗氯离子渗透性能

环境作用等级

评价指标

L2L3L4

-122

氯离子扩散系数DRCM（10m/s）≤7≤4≤3

56d电通量（C）＜1200＜800＜800

注1：混凝土的氯离子扩散系数和电通量现行标准GB/T50082规定的方法进行检验；

注2：表中规定的氯离子扩散系数DRCM，混凝土试样龄期为28d。

4.2.4混凝土内游离氯离子的总含量应满足表13的要求。

6

DB13/T5154—2019

表13游离氯离子的含量限值

环境类别与作用等级钢筋混凝土（%）预应力混凝土（%）

L、D≤0.10

T2、T3、Y、H≤0.20≤0.06

T1、M≤0.30

注：以胶凝材料质量百分数计。

4.2.5盐结晶破坏环境下，混凝土的抗硫酸盐结晶破坏性能应满足表14的要求。

表14混凝土抗硫酸盐结晶破坏性能

环境作用等级Y1Y2Y3

抗硫酸盐结晶破坏等级≥KS90≥KS120≥KS150

注1：混凝土抗硫酸盐结晶破坏等级以混凝土强度耐蚀系数下降到不低于75%时的最大干湿循环次数来确定，并以符

号KS表示；

注2：混凝土抗硫酸盐结晶干湿循环次数应按现行标准GB/T50082规定的方法进行检验。

4.2.6冻融破坏环境下，混凝土的抗冻耐久性指数应按满足表15的要求。

表15混凝土的抗冻耐久性指数

环境条件高度饱水中度饱水盐或化学腐蚀下冻融

严寒地区≥80≥70≥85

寒冷地区≥70≥60≥80

微冻地区≥60≥60≥70

注1：抗冻耐久性指数（DF）为混凝土试件经300次快速冻融循环后的动弹性模量E1与初始值的比值E0，DF=E1/E0；

如在达到300次冻融循环之前E1已降到初始值的60%以下或质量损失已达到5%，则以此时的循环次数N计算

DF值，并取DF=(N/300)×0.6；

注2：盐或化学腐蚀下冻融是指接触海水、除冰盐或其他化学物质时受冻；

注3：混凝土的抗冻耐久性应按现行标准GB/T50082规定的方法进行检验；

注4：对于厚度小于150mm的薄壁构件，表中的DF值宜再增加5。

4.2.7磨蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐磨性技术要求应通过专门的试验研究确定。

4.2.8混凝土中的最大碱含量应满足表16的要求。对于特大桥和大桥混凝土，最大碱含量宜为

1.8kg/m3。

表16混凝土最大碱含量限制

环境条件碱含量（kg/m3）

干燥环境（相对湿度＜75%）

3.0

集料无活性

潮湿环境（相对湿度≥75%）

集料有活性严格控制混凝土碱含量并掺加矿物掺合料

注：混凝土中碱含量指所有组分碱物质含量之和，以等效Na2O当量的水溶碱计。

4.2.9隧道结构的混凝土最低强度等级应符合表17的规定。其他结构的混凝土最低强度等级应符合

表18的规定。

7

DB13/T5154—2019

表17隧道结构混凝土的最低强度等级

环境类别及作T3、L1、H1、L2、Y1、H2、L3、Y2、H3、L4、Y3、H4、

T1T2

用等级D1、M1D2、M2D3、M3D4、M4

最低强度等级C30C35C40C45C50C50

表18桥涵等结构的混凝土最低强度等级

L1、D1、L2、D3、Y1、H1、Y2、Y3、H3、H4、

环境类别及作用等级T1T2、T3M4

D2L3、L4H2、M1M2、M3

素混凝土C25C25C30C30C35C35C40

梁、板、塔C35C40C40C45C40C45C50

钢筋混凝土桥墩、涵洞C30C35C35C40C35C40C45

承台、基础C25C30C30C35C30C35C40

预应力混凝土C40C45C45C50C45C50C55

4.2.10混凝土的最大水胶比和单位体积混凝土的胶凝材料用量宜满足表19的要求。

表19混凝土的最大水胶比和单位体积混凝土的胶凝材料用量

混凝土强度等级最大水胶比最小胶凝材料用量（kg/m3）最大胶凝材料用量（kg/m3）

C250.55275400

C300.55280400