道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)重要性及檢測(cè)要點(diǎn)分析

沈朝勇

（新疆西域公路建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，烏魯木齊830000）

1 工程概況

國(guó)道216線喀拉通克鎮(zhèn)到索爾庫(kù)都克段第KS-1標(biāo)段位于富蘊(yùn)縣喀拉通克鎮(zhèn)規(guī)劃火車站南側(cè)，起訖點(diǎn)為K222+950～K248+000，全長(zhǎng)25.05 km，途經(jīng)G216東側(cè)山前沖洪積扇、低山丘陵走廊，主要工程內(nèi)容為路基、路面、橋梁、涵洞、路線交叉、沿線設(shè)施、交通工程等。

項(xiàng)目區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)格爾盆地東北部，無(wú)河流分布，局部夾雜旱谷以及暫時(shí)小型水洼地，區(qū)域氣候?yàn)闇貛?寒帶大陸干旱氣候區(qū)。項(xiàng)目所在區(qū)域夏季短暫炎熱，年均溫在3.0～4.0℃；春旱多風(fēng)少降水，年降雨量在189.6 mm左右，最大風(fēng)速為27 m/s；冬季漫長(zhǎng)寒冷，最大凍土深度可以達(dá)到172 cm。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)路線得出路段不良地質(zhì)現(xiàn)象為地震液化、風(fēng)積雪、強(qiáng)震區(qū)。

2 道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)的重要性

在道路橋梁工程開展過(guò)程中，水泥、鋼筋、骨料等材料必不可少，只有保證上述材料的質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符，才可以保證整體工程的質(zhì)量。而質(zhì)量檢測(cè)是驗(yàn)證水泥、鋼筋、骨料、外加劑質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符與否的主要手段，可以及時(shí)驗(yàn)證混凝土材料質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求之間存在的差距，及時(shí)提供優(yōu)化方案，保證混凝土材料質(zhì)量，減少道路橋梁工程質(zhì)量隱患。比如，作為混凝土的構(gòu)成材料，水泥的質(zhì)量直接決定了混凝土材料性能。通過(guò)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度性性能差、與其他配料相容性不佳的劣質(zhì)水泥，規(guī)避混凝土結(jié)構(gòu)缺陷問(wèn)題。

3 道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)存在的不足

當(dāng)前，部分道路橋梁工程在材料質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題包括：試驗(yàn)操作手法不規(guī)范，環(huán)境條件控制不規(guī)范，檢測(cè)設(shè)備量程精度不夠，原始記錄填寫不規(guī)范，檢測(cè)報(bào)告所用法定計(jì)量單位不規(guī)范，操作者對(duì)材料檢測(cè)方法原理不熟悉，材料檢測(cè)過(guò)程中沒(méi)有設(shè)置通風(fēng)排放以及有害物質(zhì)防護(hù)裝置，等等[1]。上述問(wèn)題的存在，不僅影響了道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，而且對(duì)道路橋梁工程的順利推進(jìn)造成了較大的負(fù)面影響。

4 道路橋梁工程材料質(zhì)量檢測(cè)要點(diǎn)

4.1 路基、路面、中間帶排水

路基排水主要用材料為M10砂漿，砌筑C30混凝土預(yù)制板加固排水溝梯形斷面。為確保M10砂漿與設(shè)計(jì)要求相符，檢測(cè)者可以利用砂漿水分測(cè)定儀、砂漿稠度測(cè)定儀與一級(jí)試驗(yàn)機(jī)，對(duì)拌和完畢的M10砂漿的保水率、稠度、28d抗壓強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，在M10砂漿材料質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)者應(yīng)將根據(jù)設(shè)計(jì)比拌和的砂漿一次性裝滿砂漿試驗(yàn)?zāi)＞?，人工振搗成型后在20.0℃環(huán)境下靜置24 h。進(jìn)而在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室（溫度20.0℃、濕度95%）養(yǎng)護(hù)28 d后，依據(jù)1 500 N/s的速度持續(xù)加荷載至試件破壞，記錄、計(jì)算破壞荷載與抗壓強(qiáng)度。

路面排水主要利用S12瀝青砂現(xiàn)場(chǎng)澆筑攔水帶，配合陶瓷制品制作的急流槽排出表面積水。對(duì)于S12瀝青砂，檢測(cè)者需要依據(jù)GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》的相關(guān)要求，利用比色法，對(duì)瀝青砂石粉含量進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)對(duì)瀝青砂表觀密度、堆積密度、吸水率進(jìn)行重復(fù)2次測(cè)試；而對(duì)于陶瓷制品，檢測(cè)者可以根據(jù)《陶瓷制品檢測(cè)及缺陷分析》的相關(guān)要求，進(jìn)行建筑陶瓷表面耐磨性、抗龜裂與沖洗、規(guī)格尺寸的檢測(cè)。

中間帶排水主要是利用AC-5砂礫式瀝青混凝土鋪筑10.0 cm厚砂礫墊層。為判定AC-5砂礫式瀝青混凝土與設(shè)計(jì)要求相符與否，檢測(cè)者應(yīng)依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的相關(guān)要求，利用馬歇爾試驗(yàn)法，在馬歇爾擊實(shí)儀中雙面分別擊打75次表干法處理的試件，計(jì)算AC-5砂礫式瀝青混凝土的瀝青飽和度、穩(wěn)定性、流值、毛體積相對(duì)密度與空隙率、間隙率[2]。

4.2 特殊路基

鹽漬土是該工程案例常見特殊路基，全長(zhǎng)達(dá)到了30 596.6 m，需要利用非鹽漬土換填后鋪設(shè)土工布的方法處理。根據(jù)GB/T 17640—2008《土工合成材料長(zhǎng)絲機(jī)織土工布》的相關(guān)要求，兩布一膜復(fù)合土工布各結(jié)構(gòu)層應(yīng)滿足：布≥150 g/m；膜≥3 mm/m；布≥150 g/m。CBR頂破強(qiáng)度與極限伸長(zhǎng)率、撕破強(qiáng)度分別≥3.0 kN、30.0%、0.42 kN，且厚度超過(guò)0.3 mm。根據(jù)上述要求，檢測(cè)者可以根據(jù)各指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行檢測(cè)。比如，在檢測(cè)土工布抗堿性與酸性溶液性能時(shí)，可以將土工布試件完全浸漬在酸性、堿性溶液中，進(jìn)行浸漬前后拉伸性能、尺寸、單位面積質(zhì)量的測(cè)定與計(jì)算；再如，在土工布CBR頂破強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)者可以利用專門的土工布CBR頂破試驗(yàn)儀，依據(jù)GB/T 14800—2010《土工合成材料靜態(tài)頂破試驗(yàn)（CBR法）》的相關(guān)要求，裁剪試樣，放入夾具內(nèi)擰緊，調(diào)整加壓系統(tǒng)高度并將頂壓速度調(diào)整至60.0 mm/min后記錄頂力變形曲線，至試樣破壞。

4.3 新舊路基銜接處理

新舊路基銜接處理需要利用Ⅳ級(jí)及以上的土工格柵，JTG/T D32—2012《公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》要求道路橋梁工程新舊路基銜接用土工格柵縱向標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度伸長(zhǎng)率應(yīng)在13.0%以下，每延米極限抗拉強(qiáng)度縱橫向應(yīng)超過(guò)100 kN/m，縱橫向2.0%伸長(zhǎng)率拉伸、焊接極限剝離力則應(yīng)分別大于55 kN/m、30 N。依據(jù)上述要求，檢測(cè)者可以利用專業(yè)的延伸率檢驗(yàn)機(jī)、極限拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，若單向塑料土工格柵應(yīng)用于長(zhǎng)時(shí)期受力加筋工程，檢測(cè)者應(yīng)對(duì)其蠕變性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即依據(jù)BS EN ISO 10319∶2015《土工織物 寬條拉伸試驗(yàn)》的相關(guān)方法，在室溫下測(cè)試樣品的拉伸強(qiáng)度。此外，在進(jìn)行蠕變測(cè)試時(shí)，通過(guò)記錄10.0%土工格柵的蠕變強(qiáng)度表征時(shí)間進(jìn)行施加荷載、土工格柵拉伸強(qiáng)度比值的計(jì)算。

4.4 水泥檢測(cè)

GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》對(duì)道路橋梁工程中硅酸鹽水泥強(qiáng)度提出了明確的要求，涵蓋了水泥中鋁酸三鈣含量（＜8.0%）、氯離子含量（＜0.06%）、總堿含量（＜0.6%）多個(gè)方面。依據(jù)上述要求，應(yīng)對(duì)水泥中鋁酸三鈣、氯離子與總堿含量進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于水泥中鋁酸三鈣，可以利用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法，通過(guò)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液與水泥熔融處理后制備的測(cè)試液反應(yīng)測(cè)定三氧化二鐵的含量，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算的滴定度、EDTA含量，確定鋁酸三鈣的含量。而對(duì)于水泥中氯離子含量測(cè)定，需要檢測(cè)者分別利用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定液配合硫酸鐵銨指示劑溶液進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于水泥中總堿含量測(cè)定，由于水泥總堿來(lái)源存在差異，檢測(cè)者可以根據(jù)堿來(lái)源選擇不同的檢測(cè)方法。比如，對(duì)于水泥、混凝土膨脹劑、摻合料引起的堿含量上升，可以利用GB/T 176—2017《水泥化學(xué)分析方法》測(cè)定總堿；而對(duì)于因化學(xué)外加劑加入而帶來(lái)的堿，可以根據(jù)GB/T 8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》，測(cè)定水泥中總堿含量。

4.5 鋼筋檢測(cè)

鋼筋的質(zhì)量對(duì)于道路橋梁整體質(zhì)量乃至運(yùn)行安全均具有較大影響。檢測(cè)者可以依據(jù)JGJ/T 152—2019《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求，利用電磁感應(yīng)法、雷達(dá)法、直接法，進(jìn)行鋼筋間距、公稱直徑、力學(xué)性能、銹蝕形狀的檢測(cè)[3]。需要注意的是，在檢測(cè)之前，檢測(cè)者應(yīng)利用校正介電常數(shù)的試塊對(duì)儀器進(jìn)行校正，特別是雷達(dá)儀器，即根據(jù)雷達(dá)儀器在試件上的掃描結(jié)果進(jìn)行鋼筋軸線的標(biāo)記以及鋼筋平均間距的計(jì)算，確定雷達(dá)儀器檢測(cè)值、實(shí)際量測(cè)值之間的差值與標(biāo)準(zhǔn)要求相符。對(duì)于鋼筋公稱直徑、力學(xué)性能，可以采用直接法檢測(cè)，即取樣稱量檢測(cè)鋼筋公稱直徑、力學(xué)性能；而對(duì)于鋼筋銹蝕形狀，因鋼筋腐蝕后截面面積會(huì)出現(xiàn)損失，需要結(jié)合前期力學(xué)性能檢測(cè)時(shí)確定的實(shí)際受力面積，利用電磁感應(yīng)法鋼筋探測(cè)儀，進(jìn)行檢測(cè)，并判定鋼筋的耐久性[4]。

4.6 骨料檢測(cè)

JTG/T 3650—2020《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)道路橋梁工程中骨料使用的一般技術(shù)要求進(jìn)行了明確，涵蓋了堿骨料潛在活性（不引起堿、集料堿化學(xué)反應(yīng)）、粗骨料含泥量（＜0.7%）、泥塊含量（＜0.25%）、堅(jiān)固性（質(zhì)量損失＜10.0%）以及細(xì)骨料含泥量（＜1.0%）、泥塊含量（＜0.5%）、堅(jiān)固性（質(zhì)量損失＜5.0%）[5]。根據(jù)上述要求，應(yīng)對(duì)骨料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于堿骨料潛在活性，主要以測(cè)定骨料中堿含量為對(duì)象，考慮到骨料中堿含量直接測(cè)定難度較大，檢測(cè)者可以先進(jìn)行骨料中氯離子含量的計(jì)算，進(jìn)而利用氯離子含量檢驗(yàn)方法進(jìn)行骨料中堿含量的折算?；蛘呃肑GJ 63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》提及的堿含量變化計(jì)算公式，通過(guò)試樣在馬弗爐中熔融消解處理后，在原子吸收火焰光度法下對(duì)骨料的浸出液進(jìn)行測(cè)定。

對(duì)于骨料的含泥量、泥塊含量檢測(cè)，可以利用烘干法，配合浸泡、烘干、淘洗工序，測(cè)定骨料石（即粗骨料）的含泥量。或者利用飽和水法，配合浸泡、淘洗工序，測(cè)定骨料砂（即細(xì)骨料）的含泥量。

對(duì)于骨料堅(jiān)固性，檢測(cè)者可以利用專門堅(jiān)固性測(cè)試用恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備，結(jié)合SL/T 352—2020《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，配置硫酸鈉溶液并倒入試驗(yàn)設(shè)備中。進(jìn)而將篩分完畢的粗細(xì)骨料浸沒(méi)到設(shè)備內(nèi)，硫酸鈉溶液與粗細(xì)骨料的體積比應(yīng)大于5/1。同時(shí)調(diào)整溶液溫度在22.5℃±2.5℃之間，完成后記錄粗細(xì)骨料質(zhì)量損失并計(jì)算粗細(xì)骨料質(zhì)量損失百分率，以此判斷粗細(xì)骨料堅(jiān)固性。

4.7 外加劑檢測(cè)

減水劑、膨脹劑、混凝劑、引氣劑等外加劑是降低混凝土澆筑與成型階段水化放熱的主要材料，可以在控制溫度裂縫形成。但是不同外加劑化學(xué)成分之間極易存在沖突。因此，在混合使用多種外加劑時(shí)，應(yīng)對(duì)外加劑進(jìn)行兼容性測(cè)試。在測(cè)試時(shí)，檢測(cè)者應(yīng)利用實(shí)際生產(chǎn)配合比進(jìn)行水膠比計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算實(shí)驗(yàn)水膠比。在這個(gè)基礎(chǔ)上，利用實(shí)際配比利用的原材料，先加入砂、膠凝材料攪拌10.0 s左右，再加入水、外加劑攪拌后，進(jìn)行擴(kuò)展度試驗(yàn)。擴(kuò)展時(shí)分2層，每一層插入振搗15次，進(jìn)行測(cè)展度測(cè)量，萘系外加劑、羧酸外加劑擴(kuò)展度應(yīng)分別在270 mm±20 mm、350 mm±20 mm左右，若與上述要求不符，則需要增加（或減少）外加劑摻和量至擴(kuò)展度合格。

一旦外加劑中氯離子檢測(cè)與要求不符，混凝土耐久性將下降，因此，應(yīng)依據(jù)GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》，進(jìn)行外加劑中氯離子含量的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)可以利用自動(dòng)電位滴定儀，配合銀電極、甘汞電極，利用硝酸銀溶液進(jìn)行外加劑滴定，通過(guò)求解硝酸銀溶液濃度，可以得出試樣中氯離子含量。需要注意的是，在滴定過(guò)程中，使用銀電極前，檢測(cè)者應(yīng)利用細(xì)砂紙將電極擦亮方可緩慢浸入稀硝酸溶液內(nèi)直至出現(xiàn)氣體，進(jìn)而將電極沖洗干凈代用；對(duì)于甘汞電極，則需要拔出電極上端橡皮塞，保證滴定過(guò)程順利進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為交通建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，道路橋梁工程在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)其長(zhǎng)期使用過(guò)程中安全性也具有較高的要求。為了從源頭保障道路橋梁的質(zhì)量安全，檢測(cè)人員應(yīng)根據(jù)特殊路基要求，及時(shí)進(jìn)行水泥、外加劑、骨料、鋼筋等材料檢測(cè)，避免劣質(zhì)材料應(yīng)用到道路橋梁工程中，保證道路橋梁的總體質(zhì)量。