道路橋梁工程的原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)初探

摘要 為充分發(fā)揮原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)道路橋梁工程原材料質(zhì)量控制，提高工程施工質(zhì)量，文章以山西省太原市某道路橋梁工程為例，詳細(xì)論述水泥混凝土、瀝青混凝土、鋼筋材料的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，該工程原材料質(zhì)量均達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以期為相關(guān)從業(yè)人員提供參考和借鑒，全面提高工程原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)水平，為提高工程質(zhì)量提供保障。

關(guān)鍵詞 路橋工程；試驗(yàn)檢測(cè)；粗集料；細(xì)集料；原材料

中圖分類號(hào) U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）01-0124-03

0 引言

在道路橋梁工程中，各種原材料的試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)于確保道路橋梁工程的質(zhì)量和性能具有重要的作用。對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的試驗(yàn)檢測(cè)，評(píng)估其物理力學(xué)性能、化學(xué)成分、耐久性以及其他相關(guān)指標(biāo)，從而為道路橋梁工程的設(shè)計(jì)、施工提供有效的參考。鑒于此，該文結(jié)合具體工程實(shí)例，探討原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用和意義，研究?jī)?nèi)容對(duì)于提高工程的質(zhì)量、安全和可持續(xù)性，為道路橋梁建設(shè)和發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)具有重要意義。

1 工程概況

山西省太原市某道路橋梁工程總長(zhǎng)度4.26 km，為雙向兩車道設(shè)計(jì)，行駛速度80 km/h，路面結(jié)構(gòu)材料為瀝青混凝土，在沿線范圍內(nèi)有長(zhǎng)度為276.4 m的橋梁，上部結(jié)構(gòu)為大跨度T梁，橋梁的全線位于直線上，其中橋梁的墩頂處標(biāo)高為11.5 m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，在梁端與墩頂之間設(shè)置橫隔墻，主梁結(jié)構(gòu)采用懸臂澆筑施工工藝，以樁基為強(qiáng)化地基處理方案，樁徑800～1 200 mm，

施工工藝為鉆孔灌注樁?？紤]該工程體量較大，同時(shí)施工工序復(fù)雜，施工中所使用的原材料較多，為確保施工質(zhì)量，減少原材料質(zhì)量對(duì)整體工程的影響，在施工前高度重視原材料的試驗(yàn)檢測(cè)工作，具體試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)要點(diǎn)如下。

2 道路橋梁工程的原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.1 水泥混凝土原材料試驗(yàn)檢測(cè)

2.1.1 水泥材料

（1）水泥材料的檢測(cè)指標(biāo)與技術(shù)規(guī)程：該工程水泥混凝土中的水泥原材料是P·O52.5普通硅酸鹽水泥，依照《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2023）、《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3420—2020）為技術(shù)規(guī)程，對(duì)原材料的比表面積、凝結(jié)時(shí)間、含堿量、氯離子含量、安定性、標(biāo)準(zhǔn)稠度、強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)[1]。

（2）水泥材料試驗(yàn)檢測(cè)：1）比表面積：使用勃氏法對(duì)水泥原材料進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)試樣準(zhǔn)備、漏氣檢查、空隙率ε的確定、確定試樣量、試料層制備、透氣試驗(yàn)等試驗(yàn)步驟，由二次透氣試驗(yàn)結(jié)果的平均值確定樣品的表比面積。技術(shù)要求為＜350 m2/g，該工程檢驗(yàn)結(jié)果為324.5 m2/g，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2）凝結(jié)時(shí)間：使用自動(dòng)維卡儀（DL-AWK型）完成凝結(jié)時(shí)間的自動(dòng)測(cè)定，技術(shù)要求為初凝時(shí)間＞45 min，終凝時(shí)間＜600 min，該工程的檢測(cè)初凝時(shí)間、終凝時(shí)間分別是54 min、546 min，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3）含堿量：使用鹽酸—?dú)溲趸c處理法進(jìn)行檢驗(yàn)，技術(shù)要求為水泥含堿量＜0.6%，混凝土含堿量＜3.0 kg/m3，

該工程水泥含堿量為0.3%，混凝土含堿量為1.893 kg/m3，

符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4）氯離子含量：利用硫氰酸銨容量法進(jìn)行檢測(cè)，技術(shù)要求為小于水泥質(zhì)量的0.06%，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果為0.02%，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。5）安定性：使用雷氏夾法對(duì)水泥安定性進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢測(cè)過(guò)程中觀察指針相對(duì)位移、標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的水泥膨脹情況，進(jìn)行連續(xù)24 h養(yǎng)護(hù)后，測(cè)定指針位移情況，對(duì)樣本進(jìn)行3 h沸煮處理，測(cè)定游離鈣、氧化鎂等影響安定性的指標(biāo)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為指針尖端位移量＜5 mm，檢測(cè)結(jié)果為3 mm，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

6）標(biāo)準(zhǔn)稠度：選取500 g水泥樣本，根據(jù)水泥的種類、細(xì)度等具體特性對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度的需水量予以確定，加水后拌和，完成拌和后在試模中振搗漿液，使其內(nèi)部空氣盡快排出，并填滿試模。將試桿在凈漿中自由垂直插入，提起后擦凈試桿，其中底板距離6 mm（±1 mm）的水泥凈漿是標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，經(jīng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)稠度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

7）水泥強(qiáng)度：使用水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法測(cè)定，在檢測(cè)前制備膠砂（水225 g、水泥450 g、砂1 350 g），用攪拌機(jī)攪拌后，立即進(jìn)行成型。對(duì)于24 h齡期的，應(yīng)在破型試驗(yàn)前20 min內(nèi)脫模；對(duì)于24 h以上齡期的，應(yīng)在成型后20 h～24 h之間脫模。將做好標(biāo)記的試件立即水平或豎直放在20℃±1℃水中養(yǎng)護(hù)，達(dá)到養(yǎng)護(hù)齡期后，使用抗壓抗折試驗(yàn)機(jī)完成檢測(cè)，技術(shù)要求的水泥抗壓強(qiáng)度為

≥52.5 MPa，該工程經(jīng)檢驗(yàn)為58.6 MPa，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 粗集料材料

（1）粗集料材料的檢測(cè)指標(biāo)與技術(shù)規(guī)程：該工程選用的粗集料原材料是碎石或碎卵石，其質(zhì)地堅(jiān)硬同時(shí)級(jí)配良好。在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中依照《建設(shè)用卵石、碎石》（GB/T 14685—2022）、《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3432—2024）完成，試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)包含：針片狀顆粒含量、壓碎值，檢測(cè)頻率為每2 000 t檢測(cè)1次。

（2）粗集料材料試驗(yàn)檢測(cè)：1）針片狀顆粒含量：使用歸準(zhǔn)儀法完成檢測(cè)粗集料針片狀顆粒含量，

即＞4.75 mm的針片狀顆粒含量。該指標(biāo)的技術(shù)要求為I 類品質(zhì)卵石的針片狀顆粒含量要求為≤5%，碎石的針片狀顆粒含量要求為≤5%；II 類品質(zhì)卵石的針片狀顆粒含量標(biāo)準(zhǔn)為≤10%，碎石的針片狀顆粒含量標(biāo)準(zhǔn)為≤8%。經(jīng)檢測(cè)，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3]。2）壓碎值：使用壓力機(jī)加壓測(cè)定法對(duì)粗集料的壓碎值指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)定負(fù)載參數(shù)為400 kN，連續(xù)持續(xù)10 min的加壓，穩(wěn)壓5 s，用2.36 mm

標(biāo)準(zhǔn)篩篩分經(jīng)壓碎的全部試樣，并稱取通過(guò)2.36 mm篩孔的全部細(xì)料質(zhì)量，在壓碎后稱取試樣質(zhì)量，計(jì)算壓碎值，技術(shù)要求為壓碎值＜28%，檢測(cè)為22.4%，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 細(xì)集料材料

（1）細(xì)集料材料的檢測(cè)指標(biāo)與技術(shù)規(guī)程：該工程所選用的細(xì)集料為粗河砂，具有孔隙率和吸水率小，級(jí)配良好的特點(diǎn)，在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中依照《建設(shè)用砂》（GB/T 14684—2022）、《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42—2024）為技術(shù)規(guī)程。檢驗(yàn)指標(biāo)包含：表觀密度、吸水率、砂當(dāng)量等指標(biāo)，檢測(cè)頻率為每1 000 t檢測(cè)1次。

（2）細(xì)集料材料試驗(yàn)檢測(cè)：1）表觀密度：使用容量瓶法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)直徑＞2.36 mm的細(xì)集料密度，該工程的技術(shù)要求為＞2.6 t/m3，經(jīng)檢測(cè)為3.2 t/m3，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2）吸水率：使用烘干法檢測(cè)，用樣本烘干后減少的重量/烘干后樣本的重量進(jìn)行計(jì)算。技術(shù)要求為＜3.0%，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)為1.89%，符合技術(shù)要求。3）砂當(dāng)

量：把相當(dāng)于120 g±1 g干料重的濕樣用漏斗仔細(xì)地倒入豎立的試筒中，將試筒中的氣泡去除后，放置10 min，利用自動(dòng)砂當(dāng)量振動(dòng)器對(duì)試筒進(jìn)行振蕩處理，靜置試筒后測(cè)量絮狀物的高度，計(jì)算砂當(dāng)量，技術(shù)要求為＞30%，經(jīng)檢測(cè)為41.5%，符合技術(shù)要求[4]。

2.1.4 外加劑材料

（1）外加劑材料的檢測(cè)指標(biāo)與技術(shù)規(guī)程：為使混凝土結(jié)構(gòu)具有更好的耐久性和抗裂性，該工程所用的外加劑是聚羥酸系高性能減水劑。依照《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTG 3420—2020）、《混凝土外加劑》（GB 8076—2008）為技術(shù)規(guī)程，以每12 t檢測(cè)1次為檢測(cè)頻率，檢測(cè)指標(biāo)包含：減水率、泌水率比、含氣量、凝結(jié)時(shí)間差。

（2）外加劑材料試驗(yàn)檢測(cè)：1）減水率：選擇基準(zhǔn)混凝土作為對(duì)照，和檢測(cè)混凝土的用水量差值進(jìn)行計(jì)算，從而計(jì)算減水率，該指標(biāo)的技術(shù)要求為：25%～35%，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)為28.6%，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2）泌水率比：在帶蓋的桶內(nèi)裝入混凝土拌和物，對(duì)其進(jìn)行20 s的振動(dòng)，以10 min為間隔將形成的泌水吸出，至完全無(wú)泌水后，計(jì)算泌水率比，該指標(biāo)的技術(shù)要求為＜20%，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為16.3%，符合技術(shù)要求。3）含氣量：使用氣水混合式含氣量測(cè)定儀完成檢測(cè)，該工程技術(shù)要求為2.0%～5.0%，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)為3.75%，符合技術(shù)要求。

4）凝結(jié)時(shí)間差：將基準(zhǔn)混凝土作為對(duì)照，計(jì)算檢測(cè)混凝土和基準(zhǔn)混凝土的初凝、終凝時(shí)間差，該指標(biāo)的技術(shù)要求為±90 min，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為46 min，符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.5 拌和水材料

（1）拌和水的檢測(cè)指標(biāo)與技術(shù)規(guī)程：該工程的拌和用水來(lái)源為市政管網(wǎng)，試驗(yàn)檢測(cè)工作依照《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ 63—2006），檢測(cè)指標(biāo)包含：pH值、不溶物含量、可溶物、堿含量、氯離子。

（2）拌和水材料試驗(yàn)檢測(cè)方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表1所示，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)要求。

2.2 瀝青混凝土原材料試驗(yàn)檢測(cè)

該工程道路路面為瀝青混凝土材料，在施工前試驗(yàn)檢測(cè)瀝青混合料中的原材料，試驗(yàn)檢測(cè)的原材料主要為瀝青材料與集料材料（粗集料、細(xì)集料）。由于瀝青路面直接承受著車輛的荷載以及自然雨雪的侵蝕，對(duì)材料的力學(xué)性能等要求較高。

該工程瀝青原材料的試驗(yàn)檢測(cè)以《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）為技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，使用的檢測(cè)儀器設(shè)備包括軟化點(diǎn)儀、針入度儀、精度

0.1 mg電子秤、烘干箱等設(shè)備[5]。該工程所使用的瀝青混凝土材料主要為基質(zhì)瀝青，瀝青材料的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下表2所示，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)該工程瀝青原材料均符合技術(shù)要求。

依照相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，對(duì)瀝青混合料中的粗集料、細(xì)集料指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如下表3所示，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，該工程粗、細(xì)集料性能均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 鋼筋材料試驗(yàn)檢測(cè)

在該工程橋梁結(jié)構(gòu)中，鋼筋材料是重要的受力構(gòu)件之一，在試驗(yàn)檢測(cè)工作中主要對(duì)其進(jìn)行拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、鋼筋焊接接頭試驗(yàn)。

（1）拉伸試驗(yàn)：在試驗(yàn)室制備代表性的鋼筋試樣，根據(jù)試驗(yàn)材料特性，設(shè)定拉伸試驗(yàn)機(jī)的加載速度、加載方式、采樣頻率、試驗(yàn)環(huán)境溫度等試驗(yàn)參數(shù)，通過(guò)拉伸試驗(yàn)檢測(cè)到相關(guān)力學(xué)參數(shù)，如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、最大力總延伸率等參數(shù)，據(jù)此判定鋼筋材料是否符合設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（2）彎曲試驗(yàn)：選用的試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備為萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，該工程鋼筋主要為HRB400級(jí)鋼筋，采取普通冷彎處理。將試樣放于兩支輥上，試樣軸線應(yīng)與彎曲壓頭軸線垂直，彎曲壓頭在兩支座之間的中點(diǎn)處對(duì)試樣連續(xù)施力使其彎曲，直至達(dá)到規(guī)定的彎曲角度。彎曲角度可以通過(guò)測(cè)量彎曲壓頭的位移計(jì)算得出，在試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)緩慢地施加彎曲力，以使材料能夠自由地進(jìn)行塑性變形。彎曲試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行評(píng)定，當(dāng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定時(shí)，若彎曲試樣無(wú)目視可見(jiàn)的裂紋，則評(píng)定彎曲試驗(yàn)結(jié)果合格。

（3）焊接接頭試驗(yàn)：所用設(shè)備為萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)鋼筋焊接接頭的拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)等試驗(yàn)檢驗(yàn)焊接接頭質(zhì)量，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)焊接接頭性能。該工程鋼筋材料經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)后，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

原材料試驗(yàn)檢測(cè)不僅可以準(zhǔn)確評(píng)估原材料的性能和質(zhì)量，還可以有效預(yù)防潛在的工程問(wèn)題，提高施工過(guò)程的效率和質(zhì)量，確保道路橋梁結(jié)構(gòu)安全可靠。山西省太原市某道路橋梁工程依照相關(guān)技術(shù)規(guī)程，對(duì)水泥混凝土、瀝青混凝土、鋼筋等施工原材料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，材料質(zhì)量性能均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為保證工程施工質(zhì)量提供可靠保障。隨著研究的不斷深入，原材料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)將更加智能化和高效化，為道路橋梁工程質(zhì)量和安全提供重要保障。

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收稿日期：2024-05-22

作者簡(jiǎn)介：原建春（1973—），男，本科，工程師，研究方向：公路工程試驗(yàn)檢測(cè)。