試析高速公路原材料及道路路基試驗(yàn)檢測方法

李志芳

【摘要】對高速公路原材料與路基進(jìn)行試驗(yàn)檢測具有重要意義，可以全面控制原材料與路基質(zhì)量，保障高速公路的順利施工，也有利于延長高速公路的使用壽命。在進(jìn)行高速公路路基試驗(yàn)檢測時，需要堅(jiān)持預(yù)防為主、唯一標(biāo)準(zhǔn)的原則。同時，在原材料試驗(yàn)檢測中應(yīng)做好原材料取樣、水泥檢測、碎石與砂石檢測、混凝土檢測等方面的工作，在路基試驗(yàn)檢測中需靈活應(yīng)用灌砂法、地基系數(shù)檢測法等方法，全面掌握原材料與路基質(zhì)量，提升高速公路的施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高速公路;原材料檢測;路基檢測

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.14.053

引言：

高速公路在人們?nèi)粘３鲂信c社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，其原材料質(zhì)量與路基質(zhì)量將影響交通出行的安全性與舒適性。為了降低高速公路建設(shè)出現(xiàn)安全事故的概率，提升高速公路的建設(shè)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)原材料檢測與路基檢測，確保原材料與路基的質(zhì)量都符合要求。

1、高速公路、原材料與路基概述

1.1高速公路概述

高速公路指的是僅供汽車高速行駛的公路。從我國制定的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》來看，高速公路指的是專供汽車分向行駛、分車道行駛，控制出入的多車道公路[1]。高速公路的時速在80km-120km，每日交通量在15000輛小客車以上。相比于其他道路，高速公路的經(jīng)濟(jì)效益較好，資金回收率比較高，且可以擴(kuò)大人們的活動范圍，促進(jìn)不同地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)交流。從整體來看，高速公路的建設(shè)水平能夠展現(xiàn)出國家的綜合實(shí)力，因此需要從設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)維管理等各個方面入手提升高速公路的質(zhì)量。

1.2原材料概述

原材料指的是生產(chǎn)某種產(chǎn)品的基本原料，主要包括兩種類型，分別是自然形態(tài)下的產(chǎn)品與加工產(chǎn)品。若詳細(xì)劃分可將原材料分為原料與材料，原料即自然產(chǎn)品，而材料即加工原料。原材料檢測指的是對原材料進(jìn)行成分分析、測量、環(huán)境模擬測試以及無損傷檢測。原材料檢測主要包括結(jié)構(gòu)材料檢測與功能材料檢測這兩種類型。在進(jìn)行建筑材料檢測時，需要明確檢測試驗(yàn)項(xiàng)目、進(jìn)行取樣試樣、控制環(huán)境溫濕度、控制試驗(yàn)誤差并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。若想控制建筑材料質(zhì)量需要做好材料進(jìn)場前、進(jìn)場時與進(jìn)場后的質(zhì)量控制工作。

1.3路基概述

道路路基即路面基礎(chǔ)，指的是經(jīng)過開挖或填筑而形成的土工構(gòu)筑物，主要是由本體、排水、防護(hù)、路堤、路塹等部分共同構(gòu)成的[2]。進(jìn)行路基施工主要是為路面鋪設(shè)與行車運(yùn)營提供條件，同時在道路當(dāng)中路基需要承受路面荷載與交通荷載，因此需要加強(qiáng)路基檢測，提高路基質(zhì)量。

2、進(jìn)行高速公路原材料試驗(yàn)檢測的意義

2.1有利于控制原材料質(zhì)量

對原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測可以幫助施工人員掌握原材料的性能、特點(diǎn)以及質(zhì)量控制要點(diǎn)，也可以提升高速公路建設(shè)效果。因此，在進(jìn)行原材料檢測時需要優(yōu)化檢測流程，綜合分析檢測數(shù)據(jù)，明確原材料的質(zhì)量情況，判斷原材料是否符合高速公路施工要求。

2.2有利于保障工程順利施工

在高速公路施工過程中，進(jìn)行原材料試驗(yàn)檢測可以明確原材料中的質(zhì)量問題，通過有效措施減少施工損失，為工程順利施工提供保障。高速公路建設(shè)單位以及施工人員需要充分了解原材料試驗(yàn)檢測技術(shù)，客觀分析原材料的質(zhì)量情況，確保高速公路建設(shè)符合要求[3]。

2.3有利于延長高速公路的使用壽命

在建筑行業(yè)快速發(fā)展的過程中，人們對高速工程的要求越來越高。例如，近年來人們十分關(guān)注高速公路的建設(shè)質(zhì)量。為了滿足人們的通行需求，高速公路建設(shè)單位應(yīng)合理檢驗(yàn)原材料質(zhì)量，明確原材料的強(qiáng)度、硬度等各方面性能，從而選擇合適的施工材料，延長高速公路的使用壽命。

3、高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測的原則

在進(jìn)行高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測時，建設(shè)單位需要堅(jiān)持預(yù)防為主、唯一標(biāo)準(zhǔn)的原則。

3.1預(yù)防為主

高速公路建設(shè)會受到多種因素的影響，如環(huán)境因素、材料因素，在建設(shè)過程中需要科學(xué)控制各方面因素，從而完善高速公路建設(shè)。原材料質(zhì)量與路基施工工藝將影響高速公路的整體質(zhì)量，在建設(shè)前需要做好施工規(guī)劃工作，預(yù)判施工過程中可能會出現(xiàn)的問題并制定合理的預(yù)防措施[4]。簡單而言，建設(shè)單位應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主的原則，及時進(jìn)行原材料檢測與路基檢測，保障高速公路的建設(shè)質(zhì)量。

3.2唯一標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計是原材料與路基試驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有唯一性與標(biāo)準(zhǔn)性的特點(diǎn)，在進(jìn)行試驗(yàn)檢測時需要堅(jiān)持唯一標(biāo)準(zhǔn)這一原則。在原材料與路基試驗(yàn)檢測過程中，檢測人員應(yīng)對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀分析，從而判斷原材料與路基質(zhì)量，為高速公路建設(shè)決策的制定提供數(shù)據(jù)支持。同時，原材料與路基試驗(yàn)檢測對檢測人員的要求相對較高，檢測人員應(yīng)不斷提升自身素養(yǎng)，靈活應(yīng)用先進(jìn)方法分析原材料與路基的質(zhì)量情況，增強(qiáng)試驗(yàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4、高速公路原材料試驗(yàn)檢測方法

原材料性能對高速公路建設(shè)質(zhì)量有較大的影響，因此在施工前需要全面檢測原材料的性能與質(zhì)量，確保所用材料符合要求。

4.1原材料取樣

高速公路建設(shè)對水泥材料的需求量較大，所以建設(shè)單位需要做好水泥材料的質(zhì)量檢測與控制工作。在進(jìn)行原材料試驗(yàn)檢測時，檢測人員需要先進(jìn)行原材料取樣。即在進(jìn)行水泥材料試驗(yàn)檢測前，檢測人員應(yīng)科學(xué)開展水泥的取樣工作，綜合分析水泥的采購情況。在取樣過程中，檢測人員需隨機(jī)選取若干袋水泥材料并從中選取一定的樣本。例如，檢測人員可以從若干袋水泥材料中選取10kg水泥樣本進(jìn)行檢測。在選取完樣本后，需要直接將樣本運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中。其次，高速公路建設(shè)中也需要應(yīng)用砂石材料，檢測人員可從砂石材料堆的不同位置選取一些樣本。在選取樣本時，檢測人員應(yīng)保障樣本具有較高的代表性，并將樣本混合在一起[5]。此外，為了提升試驗(yàn)檢測質(zhì)量，檢測人員可以適當(dāng)增加樣本數(shù)量與試驗(yàn)次數(shù)。

4.2水泥試驗(yàn)檢測

常見的水泥材料主要是由細(xì)砂、中砂或粗砂等成分構(gòu)成，在高速公路建設(shè)過程中需要確保水泥材料具有較強(qiáng)的抗?jié)B透性能與抗低溫性能。因此，在進(jìn)行水泥試驗(yàn)檢測時需要將重點(diǎn)放在水泥的質(zhì)量檢測上，確保水泥質(zhì)量符合要求，從而提升混凝土的質(zhì)量。在水泥材料進(jìn)入施工現(xiàn)場前，檢測人員需要對材料進(jìn)行嚴(yán)格檢測。在檢測過程中若發(fā)現(xiàn)水泥強(qiáng)度下降的問題需及時分析原因，并做好相應(yīng)的標(biāo)記。存儲不當(dāng)、質(zhì)量問題等因素都可能導(dǎo)致水泥強(qiáng)度下降，需要針對本質(zhì)原因選擇合適的處理方式，避免劣質(zhì)水泥影響混凝土質(zhì)量。

4.3碎石、砂石試驗(yàn)檢測

砂石、碎石等材料的質(zhì)量檢測也是原材料試驗(yàn)檢測的重點(diǎn)。高速公路建設(shè)會應(yīng)用到大量不同性質(zhì)的砂石與碎石材料，在進(jìn)行材料檢測時需要針對砂石與碎石的情況構(gòu)建試驗(yàn)檢測方案，明確試驗(yàn)檢測標(biāo)準(zhǔn)。首先，檢測人員需要檢測砂石與碎石的粒徑是否符合要求。在正常情況下，可以將砂石與碎石的粒徑劃分為三種類型，分別是8mm-14mm、14mm-22.5mm與22.5mm-31.5mm（如圖1所示）[6]。而砂石的粒徑將影響高速公路的建設(shè)質(zhì)量，檢測人員需對所用砂石與碎石的粒徑進(jìn)行全面檢測。其次，需要根據(jù)砂石與碎石的細(xì)度模數(shù)判斷混凝土的配合比是否合理，在重新調(diào)整混凝土配合比后再對混凝土進(jìn)行取樣檢測。此外，在云母試驗(yàn)過程中，檢測人員應(yīng)客觀分析砂石與云母的關(guān)系，若云母含量過高需要及時清除云母。

4.4混凝土檢測

在高速公路建設(shè)過程中，混凝土是至關(guān)重要的原材料，建設(shè)單位需做好混凝土的試驗(yàn)檢測工作，判斷混凝土的配合比、性能是否滿足建設(shè)要求?；炷猎囼?yàn)檢測的重點(diǎn)是質(zhì)量檢測，即需要對混凝土的強(qiáng)度、坍落度等各個方面進(jìn)行檢測。首先，需要檢測混凝土中砂石的細(xì)度。高速公路對混凝土的質(zhì)量有較高的要求，需要檢測混凝土中的用砂含量是否在水泥材料總量的3%以內(nèi)、砂石的細(xì)度是否在2.5以上。其次，高速公路路面應(yīng)具備較強(qiáng)的耐磨性能與抗疲勞性能，所以需要檢測混凝土循環(huán)使用后的質(zhì)量損失率是否在8%以內(nèi)。此外，混凝土的配制會應(yīng)用到碎石、卵石等材料，就需要檢測混凝土中是否含有雜物，否則將會影響高速公路的建設(shè)質(zhì)量。

5、高速公路路基試驗(yàn)檢測的方法

路基是高速公路的關(guān)鍵構(gòu)成部分，主要包括面層施工、基層施工、墊層施工以及土基層施工（如圖2所示）。在進(jìn)行路基施工時，需要控制內(nèi)部土壤的空隙率，從而增強(qiáng)高速公路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行路基試驗(yàn)檢測時，需要分析路基的剛性程度，判斷路基的承載能力是否滿足通車需求，優(yōu)化高速公路的建設(shè)效果。

5.1灌砂法

灌砂法是常用的道路路基檢測方法，其檢測準(zhǔn)確性較高。在應(yīng)用灌砂法時會重點(diǎn)檢測路基的壓實(shí)程度，相比于核子密度儀法以及環(huán)刀法等傳統(tǒng)方法，灌砂法的優(yōu)勢較為明顯。首先，灌砂法的操作方法較為簡單，且基本不會受到外界環(huán)境因素的影響，所測數(shù)值不會出現(xiàn)明顯的波動情況。其次，在應(yīng)用灌砂法時，檢測人員需綜合分析地基土地的濕密度。即檢測人員需進(jìn)行土樣抽測，通過土樣標(biāo)準(zhǔn)算法核算土樣的體積與質(zhì)量，從而分析土地的濕密度。此外，檢測人員需要利用密度測定器、天平等設(shè)備進(jìn)行檢測。雖然灌砂法的操作較為簡單，但在操作過程中如果出現(xiàn)失誤可能會造成較大的誤差，因此檢測人員需提升自身的檢測水平。

5.2地基系數(shù)檢測

高速公路在運(yùn)行過程中會受到環(huán)境、負(fù)荷等因素的影響，所以路基可能會出現(xiàn)受損、變形的情況。在大多數(shù)情況下，若想增強(qiáng)路基的承載力與剛度，需要科學(xué)設(shè)置地基系數(shù)。為此，檢測人員需要進(jìn)行地基系數(shù)檢測，判斷地基系數(shù)的合理性。在檢測過程中，檢測人員需要使檢測裝置的支架與底板處于水平狀態(tài)中，并利用配重較大的車輛進(jìn)行檢測[7]。同時，可以先提升支撐反力，之后再緩慢加載。為了增強(qiáng)試驗(yàn)荷載的穩(wěn)定性，也需要應(yīng)用千斤頂荷載進(jìn)行輔助檢測，從而降低由地基沉降造成的卸載值。

5.3密實(shí)度檢測

若高速公路路基屬于填方路基，且路基的深度較大、檢測難度也比較大時，需要利用密實(shí)度檢測法進(jìn)行檢測。密實(shí)度檢測的原理為：根據(jù)電磁波對不同厚度介質(zhì)的響應(yīng)情況分析路基的深度。在檢測過程中，若出現(xiàn)波組紊亂的情況，就可以初步判定為路基存在異常。之后，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。

5.4壓實(shí)程度檢測

路基壓實(shí)程度是路基試驗(yàn)檢測的重點(diǎn)。從實(shí)際情況來看，高速公路與一級公路的路床厚度應(yīng)在0cm-80cm這個范圍內(nèi)，且實(shí)際壓實(shí)程度需要超過標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)程度的96%。高速公路路面的路床高度需要在80cm-150cm之內(nèi)，壓實(shí)程度需要超過標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)程度的49%。在進(jìn)行路基壓實(shí)程度檢測時，檢測人員可以通過重型擊實(shí)試驗(yàn)判斷路基的壓實(shí)程度。同時，檢測人員需重復(fù)進(jìn)行多次試驗(yàn)，從而得到試驗(yàn)平均數(shù)值。為了增強(qiáng)最終結(jié)果的精準(zhǔn)性，檢測人員可以對檢測數(shù)值進(jìn)行降低處理，一般降低2%即可。例如，在對某高速公路的路基進(jìn)行檢測時，檢測人員需明確檢測對象與檢測范圍，科學(xué)檢測路基結(jié)構(gòu)的平整度與強(qiáng)度，并檢測路基在被碾壓時是否會出現(xiàn)車轍等情況。

6、高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測問題與對策

6.1檢測問題

高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測中存在諸多問題，嚴(yán)重降低了試驗(yàn)檢測質(zhì)量，無法為高速公路建設(shè)質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。

（1）重視程度不足。很多高速公路建設(shè)單位更注重施工進(jìn)度管理與施工安全管理，忽視了原材料與路基試驗(yàn)檢測工作，沒有按照相關(guān)規(guī)定開展檢測工作。例如，部分施工單位沒有意識到原材料與路基試驗(yàn)檢測工作的重要性，只是對原材料的合格證書等進(jìn)行了檢測，沒有利用專業(yè)儀器設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢測，無法及時發(fā)現(xiàn)原材料中的問題。

（2）缺乏完善的試驗(yàn)檢測制度。制度在原材料與路基試驗(yàn)檢測過程中占據(jù)著重要地位，可以為原材料與路基試驗(yàn)檢測提供制度保障與科學(xué)依據(jù)。但部分建設(shè)單位并沒有意識到試驗(yàn)檢測工作的重要性，所以沒有構(gòu)建完善的原材料與路基試驗(yàn)檢測制度。在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，原材料與路基試驗(yàn)檢測設(shè)備、手段在不斷變化，傳統(tǒng)的試驗(yàn)檢測制度已落后于檢測手段，無法為檢測工作的開展提供保障。但很多建設(shè)單位仍然采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)檢測制度甚至照搬其他企業(yè)的試驗(yàn)檢測制度，導(dǎo)致試驗(yàn)檢測制度完全不符合實(shí)際需求。

（3）缺乏完善的監(jiān)督管理制度。原材料與路基試驗(yàn)檢測工作中可能會出現(xiàn)各種問題，如取樣不合理、以次充好的問題，只有加強(qiáng)監(jiān)督才能保障原材料與路基試驗(yàn)檢測結(jié)果的客觀性與準(zhǔn)確性。而部分建設(shè)單位對原材料與路基試驗(yàn)檢測工作的重視程度不足，沒有加大對檢測工作的監(jiān)督力度，導(dǎo)致試驗(yàn)檢測中亂象頻生。

（4）缺乏專業(yè)的檢測人員。高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測工作具有較強(qiáng)的專業(yè)性與復(fù)雜性，包括諸多環(huán)節(jié)，如取樣、檢測、數(shù)據(jù)分析等，所以對檢測人員的專業(yè)能力有較高的要求。但多數(shù)建設(shè)單位都缺乏專業(yè)的檢測人員以及完善的檢測設(shè)備，降低了試驗(yàn)檢測工作的效率與質(zhì)量。

6.2檢測對策

（1）樹立原材料與路基試驗(yàn)檢測意識。意識對行為有指導(dǎo)作用，若想提升高速公路原材料與路基試驗(yàn)檢測質(zhì)量就需要樹立原材料與路基試驗(yàn)檢測意識。高速公路建設(shè)單位應(yīng)綜合分析原材料與路基試驗(yàn)檢測的意義與必要性，明確原材料與路基試驗(yàn)檢測的對象、范圍、方法、設(shè)備，為試驗(yàn)檢測工作奠定基礎(chǔ)。同時，建設(shè)單位也需要做好宣傳工作，讓采購部門、施工部門、管理部門、項(xiàng)目部門等各個部門積極配合試驗(yàn)檢測工作，從采購、進(jìn)場、存儲、施工等各個方面入手全面開展試驗(yàn)檢測工作。

（2）健全原材料與路基試驗(yàn)檢測制度。在試驗(yàn)檢測工作中，建設(shè)單位應(yīng)制定完善的檢測制度，確保制度當(dāng)中包括檢測流程、檢測項(xiàng)目、檢測標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，加大對試驗(yàn)檢測工作的指導(dǎo)力度。例如，原材料試驗(yàn)檢測主要包括水泥檢測、細(xì)骨料檢測、粗骨料檢測等，而水泥檢測項(xiàng)目有細(xì)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時間、安定性等;細(xì)骨料檢測項(xiàng)目有細(xì)度模數(shù)、含泥量、堅(jiān)固性、云母含量、表觀密度、有機(jī)質(zhì)含量、吸水率等。粗骨料檢測項(xiàng)目有含泥量、堅(jiān)固性、壓碎指標(biāo)值、容量等[8]。而路基檢測指標(biāo)有平整度、壓實(shí)質(zhì)量、幾何尺寸等。

（3）加大監(jiān)督力度。監(jiān)督工作是保障試驗(yàn)檢測工作質(zhì)量的關(guān)鍵手段，建設(shè)單位可以安排管理人員或監(jiān)督人員開展試驗(yàn)檢測的監(jiān)督與抽檢工作，及時發(fā)現(xiàn)并處理檢測中的問題。

（4）構(gòu)建一支專業(yè)的檢測隊(duì)伍。檢測人員是開展原材料與路基檢測工作的主體，只有不斷提高檢測人員的專業(yè)能力才能夠增強(qiáng)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。高速公路建設(shè)單位應(yīng)通過有效措施提升檢測隊(duì)伍的專業(yè)水平，繼而提高檢測工作的效率與質(zhì)量。首先，建設(shè)單位應(yīng)高度重視原材料與路基試驗(yàn)檢測工作，提高檢測人員的聘用門檻。建設(shè)單位可以通過提高薪資待遇等方式吸引高素質(zhì)的檢測人員，提升檢測隊(duì)伍的整體水平，降低人員流動性。其次，建設(shè)單位需積極開展檢測人員培訓(xùn)工作。現(xiàn)有的檢測人員具有一定的檢測經(jīng)驗(yàn)，了解具體的檢測流程，但檢測理念與所采用的檢測方法較為落后。建設(shè)單位便需要針對這些問題開展培訓(xùn)工作，讓檢測人員掌握更全面的檢測標(biāo)準(zhǔn)、更先進(jìn)的檢測手段。此外，建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)檢測人員考核，定期對檢測人員進(jìn)行測試，并通過完善的獎懲制度調(diào)動檢測人員的積極性與主動性。

結(jié)語：

在高速公路建設(shè)過程中，原材料與路基檢測是重要的環(huán)節(jié)。為了規(guī)范高速公路施工行為，延長高速公路的使用壽命，建設(shè)單位應(yīng)通過原材料取樣、水泥試驗(yàn)檢測、碎石與砂石檢測等方式進(jìn)行原材料檢測，并通過灌砂法、地基系數(shù)檢測、密實(shí)度檢測等方法進(jìn)行路基檢測，從而增強(qiáng)高速公路的安全性與穩(wěn)定性，提升后續(xù)交通出行的安全性。

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