公路工程施工中混凝土的质量检测方法研究

马海平 高瑞

摘要：混凝土是公路工程施工中最为常用的材料，混凝土的质量对整个公路工程具有重要的影响。这些问题的出现，会对整个工程的质量造成影响，严重时还会导致工程返工，延误工期，因此，公路工程施工中对混凝土质量的检测有了更加严格的要求。结合自身工作经验，重点介绍公路工程施工过程中，混凝土外部取样检测和混凝土强度的质量检测，从检测的主要指标和控制方法等方面进行了分析。

关键词：公路工程;混凝土;质量检测

1公路工程路面混凝土裂缝的产生原因

1.1材料质量缺陷

受公路工程施工期间所使用混凝土材料自身存在质量缺陷的影响，大大增加路面裂缝的发生率，直接影响公路工程路面总体性能，甚至可能埋下安全隐患及潜在风险，削弱公路工程使用的可靠性。同时，部分施工单位无法全面考虑路面稳定性及路面强度等方面因素造成所选择的水泥材料类型不当，可能引发各种路面混凝土裂缝问题，难以保证公路工程如期交付使用。此外，公路工程施工期间所使用的混凝土粗集料级配不够科学合理，一旦级配、强度及最大粒径等指标考虑不足则直接影响公路工程混凝土路面的强度，甚至引发各种裂缝问题，无法满足公路工程路面的承载要求。

1.2材料配置比例

公路工程施工期间遭遇路面裂缝问题时率先考虑混凝土自身品质及其配置比例，有利于降低公路工程混凝土路面裂缝的发生率，特别是水灰比例是否偏大或偏小，例如：以水灰比例配置偏大为例明显削弱水泥混凝土内部密实度及强度，说明水灰比例偏大直接影响混凝土自身性能可能出现干缩裂缝;以水灰比例配置偏小为例阻碍施工正常流程，无法振捣密实混凝土路面，反而影响混凝土路面的强度。同时，施工期间各种施工材料计量不够准确，尤其是砂石料级配缺乏合理性则难以保证混凝土密实程度，并且混凝土中水泥剂量不当或拌合环节不匀均存在着造成混凝土出现薄弱区域的可能性，反而增加混凝土裂缝发生率。

1.3施工其他因素

通常情况下，公路工程施工期间深受各方面因素的影响严重削弱混凝土性能的可靠性，大大增加裂缝短板问题的发生率，例如：以基层标高为例控制不得当则造成设计高程与顶面高程间不相符合，造成面层厚度不足问题，导致混凝土基层与面层间摩擦阻力过大，一旦摩擦阻力超过混凝土板抗拉应力时则存在引发混凝土断板问题的可能性。同时，公路工程施工期间基层裂缝处理不得当则可能引发混凝土面层出现反射裂缝，特别是公路工程混凝土基层过于干燥时造成混凝土内水分被完全吸收，大大增加路面裂缝的发生率，直接影响公路工程的使用年限。

2混凝土及混凝土试件

2.1混凝土

混凝土是一种复合性材料，其具有对温度与湿度的敏感性要求，硬化后，其体积产生变形，并且每种材料间的变形情况不同，所以互相间的约束产生初始应力，造成骨料与水泥黏结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝，将其称为微裂。但是这种微裂是呈不规则延续的，没有一定固定的状态，所以在不同的荷载作用力下，会对温度与湿度的变化产生变形，在后期的养护没有得到有效保证时，其裂缝开始加大，并且裂缝间也不断加大。在最后，会出现较大的肉眼可见的大裂缝，上下贯穿通缝，形成混凝土有害裂缝，这对于整个公路工程的承载力与结构都会产生危害，对公路工程的防火性能与防漏性能都有影响，在使用过程中容易产生严重的危害。

1.2混凝土试件

在进行混凝土试件采用时，其形状必须是立方体，而且为普通的混凝土。每次检测为三块一组，其试件的标准尺寸为l50×l50×l50mm，在对混凝土的质量检测时必须注意，当采用非標准试件，如：l00×l00×l00mm，200×200×200mm立方体试件，在进行强度的确定时，应该增加试件，将其抗压强度分别乘以系数0.95和1.05，折算成标准试件的抗压强度。采用顶面直径为175mm，底面直径为185mm，高度为150mm的圆台或直径和高度平均为150mm的圆柱体试件，每组6块。试件在移入标准养护之前，应用钢丝刷将顶面的水泥藻膜刷去。

3公路工程施工中混凝土质量检测的具体方法

3.1检测依据

对混凝土质量进行检测的目的主要是确保混凝土结构的设计安全等级、设计基准期、设计目标可靠指标、目标可靠度等，还有不同安全等级的路面材料性能以及结构尺寸等参数符合具体公路工程施工的相关技术要求。而上述性能和参数的变异水平主要分为高、中、低等三个等级，而且相应的变异系数变化范围需要符合表3.1中的相关规定要求。在进行混凝土路标结构设计时，设计的极限状态就是行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂，可以通过可靠度系数与行车荷载疲劳应力与温度梯度疲劳应力之和的乘积来表示，而且要求上述计算出的数值不能高于混凝土弯拉强度标准值。具体的要求通常对于一般的高速公路以及一级公路来说，一般路段的混凝土强度应该在0.7～1.1的范围之内，而对于特殊路段来说则需要保持强度在0.8～1.2的范围之内。而其他等级的公路对于一般路段的混凝土强度要求通常在0.5～1.1的范围之内，特殊路段的混凝土强度要求在0.6～1.1的范围之内。针对混凝土强度的实验以及强度等级的确定实验所需要的试件，不仅需要按照标准方法进行制作，而且要求此试件的边长为15cm，形状为立方体形状，保证率在95%左右，28d的抗压强度，单位为MPa。如果所选用的试件数量少于10组，评定的依据应为Rn≥1.15R，Rmin≥0.95R。而如果数量在10组以及以上，就需要按照Rn-K15n≥0.39R，Rmin≥K2R进行评定。

3.2检测方法

3.2.1超声检测法

混凝土由于属于非均质的弹黏塑性材料因此具有比较明显的超声波吸收、散射以及衰减作用，而且主要的衰减现象出现在混凝土高频成分中。通常对于混凝土质量检测来说需要采用较低频率的超声波来检测。在对介质的力学性能和质量缺陷及逆行评价时可以根据超声波传播时间参数来对传播速度进行测定。如果出现传播速度以及首波幅度的差异和变化，则说明其内部出现质量缺陷问题，这主要是由于在采用超声波检测时，脉冲波遇到这些内部质量缺陷则会出现反射以及折射等现象，这就会降低波幅和频率，从而导致出现传播时间之间的差异。

3.2.2回弹仪测定法

此种方法在实际应用中需要进行待检测区域测强曲线的建立，并且在湿度比较高的环境中需要进行一系列的试验来对修正系数进行获取，还要在检测过程中对碳化现象进行甄别，而且不太适应早龄碳化深度在0.5mm以上的混凝土构件中采用此方法。对于龄期在14～1000d的混凝土，在应用此方法的同时还要在同条件下采用钻取芯样的方法来对检测结果进行修正，还要注意现场混凝土构件回弹强度推定值的问题，通常是比设计强度要低，因此需要针对此问题以及实际情况进行综合判定。

3.2.3钻芯取样检测法

此方法属于无损检测方法的一种，对混凝土本身具有比较小的损害，在实际检测中根据相关规程规定试件的尺寸为高度100mm，直径为150mm。但是在实际的实验中也比较常用直径在75mm以下的小芯样进行抗压实验的情况，但是不建议采取此直径的芯样。但是由于钻取芯样之后其强度与实际结构存在一定的差异，因此此种方法的检测也具有一定的局限性，无法真实反应混凝土的质量，需要使用局部修正量法来对混凝土芯样回弹测定值进行修正。

结语

针对公路工程中直接决定其整体质量的混凝土材料来说，为了对其质量进行控制，就需要采取合适的方法对其质量进行检测，这也是对公路工程质量进行检测的核心之一。除了文中所介绍的混凝土质量检测方法之外，另外还有将超声检测法与回弹检测法综合的方法，还有射钉法等，需要根据技术要求和实际情况来进行检测方法的选择并且对检测结果进行修正来确保真实反应混凝土质量，并且要加强试验管理来避免出现较大偏差的问题，确保检测结果的准确度。

参考文献

[1]孙立娜.公路工程水泥混凝土强度检测与评定[J].黑龙江交通科技，2019（01）：62-63.

[2]周昆.公路工程施工中混凝土的质量检测方法研究[J].交通世界，2018（18）：26-27.

作者简介：高瑞152823198809173125，马海平152629198705013597