道路桥梁工程材料质量检测重要性及检测要点分析

沈朝勇

（新疆西域公路建设集团有限责任公司，乌鲁木齐830000）

1 工程概况

国道216线喀拉通克镇到索尔库都克段第KS-1标段位于富蕴县喀拉通克镇规划火车站南侧，起讫点为K222+950～K248+000，全长25.05 km，途经G216东侧山前冲洪积扇、低山丘陵走廊，主要工程内容为路基、路面、桥梁、涵洞、路线交叉、沿线设施、交通工程等。

项目区域为准格尔盆地东北部，无河流分布，局部夹杂旱谷以及暂时小型水洼地，区域气候为温带-寒带大陆干旱气候区。项目所在区域夏季短暂炎热，年均温在3.0～4.0℃；春旱多风少降水，年降雨量在189.6 mm左右，最大风速为27 m/s；冬季漫长寒冷，最大冻土深度可以达到172 cm。同时现场路线得出路段不良地质现象为地震液化、风积雪、强震区。

2 道路桥梁工程材料质量检测的重要性

在道路桥梁工程开展过程中，水泥、钢筋、骨料等材料必不可少，只有保证上述材料的质量与设计要求相符，才可以保证整体工程的质量。而质量检测是验证水泥、钢筋、骨料、外加剂质量与设计要求相符与否的主要手段，可以及时验证混凝土材料质量与设计要求之间存在的差距，及时提供优化方案，保证混凝土材料质量，减少道路桥梁工程质量隐患。比如，作为混凝土的构成材料，水泥的质量直接决定了混凝土材料性能。通过进行质量检测，可以及时发现强度性性能差、与其他配料相容性不佳的劣质水泥，规避混凝土结构缺陷问题。

3 道路桥梁工程材料质量检测存在的不足

当前，部分道路桥梁工程在材料质量检测过程中存在的问题包括：试验操作手法不规范，环境条件控制不规范，检测设备量程精度不够，原始记录填写不规范，检测报告所用法定计量单位不规范，操作者对材料检测方法原理不熟悉，材料检测过程中没有设置通风排放以及有害物质防护装置，等等[1]。上述问题的存在，不仅影响了道路桥梁工程材料质量检测结果准确性，而且对道路桥梁工程的顺利推进造成了较大的负面影响。

4 道路桥梁工程材料质量检测要点

4.1 路基、路面、中间带排水

路基排水主要用材料为M10砂浆，砌筑C30混凝土预制板加固排水沟梯形断面。为确保M10砂浆与设计要求相符，检测者可以利用砂浆水分测定仪、砂浆稠度测定仪与一级试验机，对拌和完毕的M10砂浆的保水率、稠度、28d抗压强度进行检测。需要注意的是，在M10砂浆材料质量检测时，检测者应将根据设计比拌和的砂浆一次性装满砂浆试验模具，人工振捣成型后在20.0℃环境下静置24 h。进而在标准养护室（温度20.0℃、湿度95%）养护28 d后，依据1 500 N/s的速度持续加荷载至试件破坏，记录、计算破坏荷载与抗压强度。

路面排水主要利用S12沥青砂现场浇筑拦水带，配合陶瓷制品制作的急流槽排出表面积水。对于S12沥青砂，检测者需要依据GB/T 14684—2011《建设用砂》的相关要求，利用比色法，对沥青砂石粉含量进行检测，同时对沥青砂表观密度、堆积密度、吸水率进行重复2次测试；而对于陶瓷制品，检测者可以根据《陶瓷制品检测及缺陷分析》的相关要求，进行建筑陶瓷表面耐磨性、抗龟裂与冲洗、规格尺寸的检测。

中间带排水主要是利用AC-5砂砾式沥青混凝土铺筑10.0 cm厚砂砾垫层。为判定AC-5砂砾式沥青混凝土与设计要求相符与否，检测者应依据JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的相关要求，利用马歇尔试验法，在马歇尔击实仪中双面分别击打75次表干法处理的试件，计算AC-5砂砾式沥青混凝土的沥青饱和度、稳定性、流值、毛体积相对密度与空隙率、间隙率[2]。

4.2 特殊路基

盐渍土是该工程案例常见特殊路基，全长达到了30 596.6 m，需要利用非盐渍土换填后铺设土工布的方法处理。根据GB/T 17640—2008《土工合成材料长丝机织土工布》的相关要求，两布一膜复合土工布各结构层应满足：布≥150 g/m；膜≥3 mm/m；布≥150 g/m。CBR顶破强度与极限伸长率、撕破强度分别≥3.0 kN、30.0%、0.42 kN，且厚度超过0.3 mm。根据上述要求，检测者可以根据各指标之间的关联性进行检测。比如，在检测土工布抗碱性与酸性溶液性能时，可以将土工布试件完全浸渍在酸性、碱性溶液中，进行浸渍前后拉伸性能、尺寸、单位面积质量的测定与计算；再如，在土工布CBR顶破强度检测时，检测者可以利用专门的土工布CBR顶破试验仪，依据GB/T 14800—2010《土工合成材料静态顶破试验（CBR法）》的相关要求，裁剪试样，放入夹具内拧紧，调整加压系统高度并将顶压速度调整至60.0 mm/min后记录顶力变形曲线，至试样破坏。

4.3 新旧路基衔接处理

新旧路基衔接处理需要利用Ⅳ级及以上的土工格栅，JTG/T D32—2012《公路土工合成材料应用技术规范》要求道路桥梁工程新旧路基衔接用土工格栅纵向标称抗拉强度伸长率应在13.0%以下，每延米极限抗拉强度纵横向应超过100 kN/m，纵横向2.0%伸长率拉伸、焊接极限剥离力则应分别大于55 kN/m、30 N。依据上述要求，检测者可以利用专业的延伸率检验机、极限拉力试验机进行检测。需要注意的是，若单向塑料土工格栅应用于长时期受力加筋工程，检测者应对其蠕变性能进行实验，即依据BS EN ISO 10319∶2015《土工织物 宽条拉伸试验》的相关方法，在室温下测试样品的拉伸强度。此外，在进行蠕变测试时，通过记录10.0%土工格栅的蠕变强度表征时间进行施加荷载、土工格栅拉伸强度比值的计算。

4.4 水泥检测

GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》对道路桥梁工程中硅酸盐水泥强度提出了明确的要求，涵盖了水泥中铝酸三钙含量（＜8.0%）、氯离子含量（＜0.06%）、总碱含量（＜0.6%）多个方面。依据上述要求，应对水泥中铝酸三钙、氯离子与总碱含量进行检测。对于水泥中铝酸三钙，可以利用EDTA标准溶液滴定法，通过EDTA标准溶液与水泥熔融处理后制备的测试液反应测定三氧化二铁的含量，进而根据计算的滴定度、EDTA含量，确定铝酸三钙的含量。而对于水泥中氯离子含量测定，需要检测者分别利用硫氰酸铵标准滴定液配合硫酸铁铵指示剂溶液进行测定。对于水泥中总碱含量测定，由于水泥总碱来源存在差异，检测者可以根据碱来源选择不同的检测方法。比如，对于水泥、混凝土膨胀剂、掺合料引起的碱含量上升，可以利用GB/T 176—2017《水泥化学分析方法》测定总碱；而对于因化学外加剂加入而带来的碱，可以根据GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》，测定水泥中总碱含量。

4.5 钢筋检测

钢筋的质量对于道路桥梁整体质量乃至运行安全均具有较大影响。检测者可以依据JGJ/T 152—2019《混凝土中钢筋检测技术标准》的相关要求，利用电磁感应法、雷达法、直接法，进行钢筋间距、公称直径、力学性能、锈蚀形状的检测[3]。需要注意的是，在检测之前，检测者应利用校正介电常数的试块对仪器进行校正，特别是雷达仪器，即根据雷达仪器在试件上的扫描结果进行钢筋轴线的标记以及钢筋平均间距的计算，确定雷达仪器检测值、实际量测值之间的差值与标准要求相符。对于钢筋公称直径、力学性能，可以采用直接法检测，即取样称量检测钢筋公称直径、力学性能；而对于钢筋锈蚀形状，因钢筋腐蚀后截面面积会出现损失，需要结合前期力学性能检测时确定的实际受力面积，利用电磁感应法钢筋探测仪，进行检测，并判定钢筋的耐久性[4]。

4.6 骨料检测

JTG/T 3650—2020《公路桥涵施工技术规范》对道路桥梁工程中骨料使用的一般技术要求进行了明确，涵盖了碱骨料潜在活性（不引起碱、集料碱化学反应）、粗骨料含泥量（＜0.7%）、泥块含量（＜0.25%）、坚固性（质量损失＜10.0%）以及细骨料含泥量（＜1.0%）、泥块含量（＜0.5%）、坚固性（质量损失＜5.0%）[5]。根据上述要求，应对骨料的质量进行检测。对于碱骨料潜在活性，主要以测定骨料中碱含量为对象，考虑到骨料中碱含量直接测定难度较大，检测者可以先进行骨料中氯离子含量的计算，进而利用氯离子含量检验方法进行骨料中碱含量的折算。或者利用JGJ 63—2006《混凝土用水标准》提及的碱含量变化计算公式，通过试样在马弗炉中熔融消解处理后，在原子吸收火焰光度法下对骨料的浸出液进行测定。

对于骨料的含泥量、泥块含量检测，可以利用烘干法，配合浸泡、烘干、淘洗工序，测定骨料石（即粗骨料）的含泥量。或者利用饱和水法，配合浸泡、淘洗工序，测定骨料砂（即细骨料）的含泥量。

对于骨料坚固性，检测者可以利用专门坚固性测试用恒温养护设备，结合SL/T 352—2020《水工混凝土试验规程》的相关规定，配置硫酸钠溶液并倒入试验设备中。进而将筛分完毕的粗细骨料浸没到设备内，硫酸钠溶液与粗细骨料的体积比应大于5/1。同时调整溶液温度在22.5℃±2.5℃之间，完成后记录粗细骨料质量损失并计算粗细骨料质量损失百分率，以此判断粗细骨料坚固性。

4.7 外加剂检测

减水剂、膨胀剂、混凝剂、引气剂等外加剂是降低混凝土浇筑与成型阶段水化放热的主要材料，可以在控制温度裂缝形成。但是不同外加剂化学成分之间极易存在冲突。因此，在混合使用多种外加剂时，应对外加剂进行兼容性测试。在测试时，检测者应利用实际生产配合比进行水胶比计算，进而计算实验水胶比。在这个基础上，利用实际配比利用的原材料，先加入砂、胶凝材料搅拌10.0 s左右，再加入水、外加剂搅拌后，进行扩展度试验。扩展时分2层，每一层插入振捣15次，进行测展度测量，萘系外加剂、羧酸外加剂扩展度应分别在270 mm±20 mm、350 mm±20 mm左右，若与上述要求不符，则需要增加（或减少）外加剂掺和量至扩展度合格。

一旦外加剂中氯离子检测与要求不符，混凝土耐久性将下降，因此，应依据GB 50119—2013《混凝土外加剂应用技术规范》，进行外加剂中氯离子含量的检测。检测时可以利用自动电位滴定仪，配合银电极、甘汞电极，利用硝酸银溶液进行外加剂滴定，通过求解硝酸银溶液浓度，可以得出试样中氯离子含量。需要注意的是，在滴定过程中，使用银电极前，检测者应利用细砂纸将电极擦亮方可缓慢浸入稀硝酸溶液内直至出现气体，进而将电极冲洗干净代用；对于甘汞电极，则需要拔出电极上端橡皮塞，保证滴定过程顺利进行。

5 结语

综上所述，作为交通建设的重要基础设施，道路桥梁工程在现代社会发展进程中发挥着至关重要的作用，对其长期使用过程中安全性也具有较高的要求。为了从源头保障道路桥梁的质量安全，检测人员应根据特殊路基要求，及时进行水泥、外加剂、骨料、钢筋等材料检测，避免劣质材料应用到道路桥梁工程中，保证道路桥梁的总体质量。