浅析公路路面抗压强度检测技术要点

李湘林

（河南省公路工程局集团检测技术有限公司，河南 郑州 450000）

1 公路路面抗压强度检测的重要性

在社会经济高速发展的今天，我国公路建设事业得到了突飞猛进的发展。大量新技术、新材料、新工艺不断涌现，且被广泛应用了公路工程建设当中。路面是公路结构的主要成分，在一些路面工程中，混凝土强度、耐久性是否良好直接影响到工程建设的整体质量。为此，现代混凝土材料应用，更加重视使用性能，一般可在混凝土内掺加适量掺加剂，从而提升混凝土强度等性能。

一般情况下，必须严格按照相关规范规定检测混凝土材料质量，通过标准试件的抗压强度进行混凝土质量检验，但在施工中，不确定因素较多，为此，在混凝土路面抗压强度检测时，必须对其混凝土的具体强度进行准确判定，如选用的检测方法不当，也会对混凝土造成严重影响，进而影响整体结构的强度，为此，必须重视公路路面抗压强度检测，通过合理的检测法进行科学、有效地检测，从而有效提升路面抗压强度，延长路面使用寿命，推进公路工程建设事业更快更好地发展。

2 公路路面抗压强度检测类型及特点

1）钻芯法检测。钻芯法是通过从结构或构件中钻取圆柱试件来检测公路路面中混凝土材料的一种破坏性方法。在有代表性的混凝土结构上用钻芯机钻取芯样，经过加工，两端锯切、磨平或补平后，制作成圆柱体进行强度检测。按照相关规定：钻芯法确定单个构件混凝土抗压强度推定值时，芯样试件的数量应≥3个；钻芯对构件工作性能影响较大的尺寸构件，数量应≥2个。单个构件的混凝土抗压强度推定值不再舍弃，而应按芯样试件抗压强度值中的最小值确定。该规定的缺陷是过于严格，在芯样钻取过程中，由于钻头的高速旋转，会对混凝土结构产生不小的扰动，同样也影响到芯样试件的密实性。芯样的强度也因此常常低于混凝土结构的实际强度。此时，用芯样试件的强度最小值作为混凝土抗压强度的推定值，无疑是过于保守了，建议取平均值作为混凝土抗压强度的推定值。虽然钻芯法是可直接反映构件路面强度的局部损伤检测的常用方法，也可直接观察路面构件的实际状况，但其缺陷也特别明显：劳动强度大且对芯样两端面的平整度要求很高，增加了施工难度。

2）回弹法检测。通过回弹仪可先测定路面混凝土的表面硬度，并对其碳化深度进行测试，进而推测其抗压强度。回弹仪虽然能得到路面表面的硬度，而且材料的硬度与其强度有一定关系，从而建立了回弹值和强度的特殊强度曲线，并最终推断其强度值。材料的硬度是材料抵抗外来机械作用力侵入的能力；材料的强度是材料在外部荷载作用下，抵抗破坏的能力。一种材料的硬度与其自身的强度无关，混凝土强度是砂浆、骨料和水泥石的整体性能的集中表现。影响混凝土碳化深度的主要因素是水灰比，这就决定了混凝土密实度也是水灰比在一定的比例下，湿养护龄期越短，粉煤灰的掺量越大，实体的孔隙率也就越大。不同粉煤灰的掺量实体之间孔隙率的差别随龄期的增长而缩小，而对于混凝土的强度，碳化前后没有太大的差别。没有必要为碳化深度去折减混凝土的强度，碳化层的硬度、厚度大小与混凝土的强度没有关系。

3）超声回弹综合法检测。超声回弹综合法就是采用超声波检测仪和回弹仪，在公路路面同一测区分别测量声速（在路面混凝土中，超声脉冲单位时间内的传播距离）及回弹值，当采用测强曲线时还需测量路面碳化深度，根据路面强度与表面硬度以及超声波在混凝土中的传播速度之间的相互关系推定路面强度等级。超声法检测能够反映路面内部混凝土的密实情况，但对检测人员、设备要求较高，且因人而异显著；回弹法要求相对较低，但不能反映路面内部密实程度，因此二者结合避免了彼此的缺点，使试验精度得到提高；不受路面摊铺龄期及湿度的影响。

4）后装拔出法检测。拔出法属于局部破损检测方法，分为预埋拔出法和后装拔出法。一般混凝土公路检测大多采用后装拔出法，该法是在已硬化的混凝土上钻孔磨槽嵌入锚固件后做拔出试验，测定极限拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推定混凝土的强度。后装拔出法的优点是检测精度高、破损程度相对较小，测量范围比较广。但拔出法本质上是采用混凝土路面的抗拉强度来推定混凝土的抗压强度，属于间接法，而混凝土的抗拉强度和抗压强度的关系因为混凝土材料的非均质性，会使其检测结果存在较大的离散性。同时，该检测法程序复杂，试验成本也较大，检测时间长且效率不高，需专门试验建立测强曲线并由工程质量主管部门审定，这些都影响了后装拔出法在实际工程中的应用。

3 工程概况

在国民经济迅速发展的今天，环保、节能问题也得到了人们的高速重视。再生混凝土材料在公路路面工程中的应用，可实现废弃材料循环利用，是当前绿色混凝土发展的重要举措。近年来，针对再生混凝土性能检测国内外做出了大量研究，据研究表明，再生骨料取代率的持续增加，将大大降低再生混合料的回弹值，随之其抗压强度也会减小，再生混凝土回弹值和抗压强度之间存有良好相关性，为此，做好再生混凝土抗压强度检测意义重大。在混凝土强度无损检测中，回弹法是主要方法之一，该检测法的特点为仪器操作简单、检测速度快、成本低及一定条件下其测试值和混凝土强度相关性良好等。为此，笔者决定选用回弹法进行再生混凝土抗压强度检测，具体如下：

1）试验设计与试验方法。（1）试验原材料。本检测，可选用32.5R普通硅酸盐水泥材料，选择天然黄砂作为砂料，以无污染、无杂质的自来水作为拌和水，同时以连续级配碎石作为天然粗骨料，而再生粗骨料可选用废弃混凝土制成，其各项性能需满足设计要求。（2）试验设备与方法。在全部粗骨料再生粗骨料取代率（r）可定义为，再生粗骨料所占重量百分率。基于抗压强度试验，再生粗骨料取代率可选用五类，具体为0%、30%、50%、70%、100%。当再生粗骨料取代率为0%时，则认定为普通混凝土，在本试验检测中，将其确定为基准混凝土，从而合理确定材料配合比。

根据实际情况，可选用ZC3-A型回弹仪作为检测仪器，按照现行技术规程要求进行回弹法试验。试验中，在压力试验机上下两个承压板中间部位放置立方体试坑的两个侧面，要求面朝外放置，随后进行初压施加，一般为30～50kN，并保持稳定。试块所有侧面分别进行8个测点布设，共16个，以此做水平回弹。并根据试验方法标准规定，进行加荷，直至破坏，此时需对压力值等数据进行详细记录，并进行强度值换算。在16个回弹值内，将最大、最小各3个值去除，按照下式计算剩余10个值。

其中，试块平均回弹值可由Rm表示；第i个测点回弹值可由Ri表示。

2）试验结果分析。（1）相比普通混凝土，水灰比相同的条件下，再生混凝土回弹值较低，基本为普通混凝土的65%左右。伴随龄期的不断增长，再生混凝土的回弹值将随之进一步增加，相比28d回弹值，14d龄期回弹值基本可达到85%以上。（2）再生混凝土抗压强度检测，可选用回弹法，在选取专用测强曲线的情况下，可满足回弹规程对测强精度的规定，具有可行性。（3）相比普通混凝土，强度等级相同的条件下，再生混凝土表面硬度较小，但随着抗压强度的不断增加，其增加速度将快于普通混凝土。

4 结束语

综上所述，随着城镇化建设步伐的不断加快，公路建设成为各个地区的基础工程，在施工工艺上有着越来越高的要求，但施工过程中仍然存在很多问题，需要通过有效措施给予解决。混凝土作为主要材料，在公路工程中发挥着至关重要的作用，加强混凝土路面抗压强度检测意义重大。公路质量检测部门要引进先进的检验方法和设备工具，切实增强检测工作的实效性，提高检测结果的准确性，减少公路整体质量受到的负面影响，保障公路正常运营。