试论公路工程水泥混凝土强度检测与评定

史兴波

（山东华邦建设集团有限公司， 山东 潍坊 262500）

1 不同条件下水泥混凝土强度差异

在不同条件下，水泥混凝土的强度也存在一定差异。第一，不同的混凝土试件养护条件会导致强度检测结果存在一定差异。标准条件下的养护需要采用标准的测试条件，而施工条件下的养护的实际性更强，可以保证和施工现场养护条件一致。

第二，评定方式。在标准条件下需要以统计标准差对比法和非统计标准差对比法评定实验数据。而施工条件下需要保证和施工环境一致检测和评定试件的实验数据。

第三，试验结果目的。标准条件下是希望通过试验准确地判断混凝土材料的强度是否达标，可以为公路项目竣工验收提供数据基础，而施工条件下的数据需要对应各个施工环节，从而追踪质量强度[1]。

2 混凝土强度的影响因素

公路水泥混凝土强度受到多方面因素的影响，通过明确各个影响因素能够更好地开展施工过程控制，采取合理的施工技术方案，将混凝土强度提高。

2.1 混凝土施工对强度的影响

在拌和、运输、浇筑、养护水泥混凝土阶段，工作技术水平都会影响混凝土的强度，为此，需要保证混凝土原材料搅拌均匀、配合比科学合理，加强对离析、泌水等不良问题的控制。在运输阶段需要注意做好运输路线选择避免降低混凝土材料的强度。在完成浇筑作业后需要及时开展养护，尤其重视温湿度方面的控制。

2.2 施工环境对混凝土强度产生影响

公路工程水泥混凝土施工中，结构强度会从很大程度上受到环境条件的影响。比如在冬季施工会受到低温的影响导致原材料强度降低、混凝土凝结时间延长，如果没有采取保温、加热等方式还可能导致出现温度裂缝，严重影响水泥混凝土结构的强度。夏季高温时间段施工可能会由于入模温度过高，水泥混凝土的内外温差较大，结构表面水分散失过快，出现温度裂缝或者干缩裂缝[2]。

2.3 模板施工技术

如果没有牢固地支撑模板工程那么会导致构筑物发生变形等不良问题，甚至对混凝土内部结构质量产生不良影响，最终降低水泥混凝土结构的强度。

2.4 实验条件影响强度检测结果

时间、温湿度、加载方式、受压米阿尼都会对混凝土试件试验时的最终强度结果产生影响。压在同压力试验的前提下，试件强度测试结果会随着试件尺寸的缩小而增加，这主要是因为上部压力可以对小试件的上下面产生更加明显的保护作用。为此，应当采用不同的系数修正不同尺寸的抗压试件。又如，同一批同标号的多组试件，如果受压面采用立方体试件的磨光面，那么比选择侧面测得的抗压强度值会偏小，大约相差2～5MPa。水泥混凝土强度检测结果还会受到加载速率的影响，强度随着加载速率的加快而升高，这主要是由于试件没有充足的时间反应较快的加载速率变化，导致发生荷载承受能力更高的假象[3]。

3 水泥混凝土强度常用检测方法

3.1 钻芯取样法

公路工程水泥混凝土路面强度检测的常用方法之一就是钻芯取样法，该方法主要钻芯取样的目标主要为已经成型的水泥混凝土构筑物。钻芯取样法需要应用专用的钻机从水泥混凝土结构中钻取芯样，并且进行芯样强度的检测，明确水泥混凝土结构的强度。如图1为钻芯取样检测现场图。钻芯取样法有着准确可靠、直观检测等优势，当前已经在很多公路工程中应用，可以用于检测结构强度、混凝土裂缝、孔洞等。不过此方法会从一定程度上破坏公路水泥混凝土的整体结构，属于有损检测方式，相比于无损检测方式，需要消耗较长的时间和较高的费用，容易受到试件取样的限制。通常在具体检测中需要和其他无损检测方式相配合，主要是验证其他无损检测结果的准确性[4]。

图1 公路工程水泥混凝土钻芯取样

3.2 无损检测

无损检测不会破坏公路工程水泥混凝土结构，这种检测方式有着较为便捷的操作方式，具有较高的测量精确度，可以为后续施工提供参考数据。无损检测主要是检测水泥混凝土结构的耐久性、受力情况等，明确施工结果是否能够和规范标准相符合。和传统的检测方法相比，无损检测基本不会影响检测物质的性能，有着较为精确的检测数据。当前无损检测技术经过多年发展已经存在诸多方式。

第一，回弹法。公路工程施工现场检测结构强度通常会采用回弹法，如图2为回弹法检测示意图。在采用回弹法进行测试时，容易受到多方面因素影响。①需要考虑当检测地区的湿度，如果湿度大会影响检测结果准确性，可以通过增加实验测试次数修正该湿度下检测数据，将检测结果准确性提高。②混凝土碳化深度对回弹法测定的结果会产生一定的影响，在检测中需要注意考虑混合料、表面涂层等方面因素的影响，将数据片面性降低。在测试时可以先将碳化层去除再进行检测，如果碳化深度较大那么需要综合使用钻芯法修正检测数据。

图2 回弹法

在评定公路工程水泥混凝土结构强度过程中主要指标就是抗压强度，公路质量的验收需要通过多次、多点评定明确其整体性能。在评定结构抗压强度时，可以在近似相同测量条件下进行采样和测试，按照相关检验规定随机采样，降低地域性因素影响[5]。

第二，超声回弹法。在公路工程水泥混凝土强度检测中，超声回弹是一种常用的十分简单的操作方式。在检测中需要应用两种工具，分别为回弹仪和超声仪器，对水泥混凝土结构进行综合分析，从两个角度测评混凝土的强度，分别是回弹值和超声波速。通过结合应用两种方式能够将强度检测结果的精确度提高。在测量中，检测人员首先需要在待测区域选择一块混凝土，分别对该区域的回弹值大小和超声值进行测量并且核算。通常在水泥混凝土强度检测中，利用回弹仪就可以测定较为准确的结果，但是并不能精确地估计混凝土内部的承载力，而超声波能够向内部发射超声，利用声波的传播速度对混凝土内部情况进行客观判断，对水泥混凝土的强度情况有更加准确清晰的了解，可以更加客观地评定公路工程的强度[6]。

第三，频谱分析法。该方法中哟啊利用瑞雷面波法，以介质中波的传播过程为参考检测水泥混凝土内部波的传播特性，进而对结构的强度进行判断。波动理论是频谱分析的理论基础，以此为基础对水泥混凝土结构强度和瑞雷波速的联系进行计算。

4 公路水泥混凝土结构强度检测与评定

某公路工程为水泥混凝土路面，采用频谱分析方法判定混凝土结构的强度。在公路某段区域选用垂直锤击的方式检测水泥混凝土结构强度，用检波器接收垂直方向的信号，然后用采集系统收集相关信号，通过转换信号测得数据并且存储在仪器中。在检测过程中可以首先用小的铁板铺设在公路上，用铁锤锤击小铁板将散射曲线获取并且测定激发频率。该工程在检测水泥混凝土强度过程中按照1024 Hz的频率确定信号采集装置，并且用低频式传感器作为检波器。对混凝土路面的深度情况进行综合考虑确保合理设置检波器位置。通常按照检波器频率的 2 倍确定两者间距。导线是整个测试系统中连接各个仪器的关键，所以在检测过程中尽量不要㛚导线，将导线之间的距离尽量缩小以免在检测过程中发生抖动等问题，对检测结果准确性产生不良影响，尽量将结果准确性提高。如表1为检测结果。

表1 检测结果

以检测结果为基础展开计算分析，对该路段的水泥混凝土强度是否符合标准进行推测。根据路段制定的标准对道路修筑标准进行评定，确认强度达到规定要求。但是为了将结果的准确性进一步提高，需要在测量前明确这种方式是否会损坏路面。

水泥配比是对水泥混凝土强度影响较大的因素，通常在配比合理的前提下如果水泥强度高那么也就能够得到较高强度的混凝土结构，可见，在公路水泥混凝土结构施工中起着决定性作用的就是水泥，而且刚性路面检测方式通常选用瑞雷面波，不会损害已经成型的路面，和钻芯法相比，此种测量方式只要保证操作规范性就能够提高水泥混凝土强度检测结果的准确性，保证顺利开展公路工程施工作业[7]。

5 结束语

在公路工程中，水泥混凝土结构是十分常见的施工形式，通过检测结构强度能够明确公路工程施工质量情况能够间接追踪施工材料是否合格，有助于施工过程的管控，能够明确公路质量变化情况。为了保证公路工程施工的效果，不但要加强材料控制，还要做好公路工程施工过程检测、竣工验收检测，客观地评价公路工程的强度情况，判断公路使用寿命，及时调整管理养护措施，提升公路工程建设的整体效果，保证公路工程更好地服务于国民。