道路桥梁工程材料质量检测要点分析

2024-04-24何怡慧

建材发展导向 2024年8期

何怡慧

(四川华腾公路试验检测有限责任公司，四川成都 611700)

在道路桥梁工程建设中，材料的品质是决定工程整体质量的基础和至关重要的要素。工程施工中使用高质量的工程材料有助于保证结构的稳固、长久耐用和承受力，进而延长工程的使用寿命并减少维护所需的成本[1]。所以对道路桥梁工程材料质量进行严格检测有重要意义。希望通过本文研究可以为我国道路桥梁工程材料质量检测水平的提升提供借鉴，以达到保障工程质量和安全的目的。同时希望相关从业人员和管理部门高度重视材料质量检测工作，共同推动道路桥梁工程建设朝着更安全的方向前进。

1 道路桥梁工程材料种类及特点

1.1 混凝土材料

混凝土主要构成包括由水泥、粗细骨料(砂、碎石或碎砾石)，以及与水混合时可能添加的外加剂组成。水泥是混凝土中一种粘结剂，骨料则赋予混凝土稳定的体积和良好的强度，水是水泥水化作用的重要参与者，促进混凝土硬化。

混凝土的可塑性较好，可按照施工需求浇筑成不同性状；混凝土硬化后的抗压强度和耐久性较强，对自然环境的侵蚀、车辆和行人的荷载均具有良好的承载力。而且混凝土还具有良好的防火性能。

1.2 钢材

在道路桥梁工程中，钢材是一种至关重要的建筑材料，通常可分为两大类：结构钢和钢筋。其中，结构钢在桥梁的主梁、横梁以及支撑结构等承重部分应用广泛，其强度和稳定性使其成为支撑桥梁整体结构的关键部分；钢筋通常用作混凝土的配筋材料，通过与混凝土相互作用，提升混凝土构件的抗拉承载能力和延展性能，以增强整体结构的稳定性和耐久性。

钢筋在混凝土中被用作配筋材料，以提升混凝土的抗拉承载力和延展性能。

钢材应具备良好的强度和韧性，以保障其能够抵御来自车辆、行人以及风和地震等自然因素造成的压力和冲击。另外，钢材还应具备较好的焊接性能和抗腐蚀能力，以适应工程施工及长期使用的多样化需求。

1.3 其他辅助材料

1.3.1 防水材料

主要包括沥青防水材料、高分子防水材料等，适用于道路桥梁工程的防水层施工，避免混凝土内部渗入水分后而造成腐蚀和破坏。防水材料的选择和施工至关重要，可以延长结构的使用寿命并提高整体耐久性。

1.3.2 防腐材料：

主要有涂刷防腐涂料、热浸镀锌等。主要对钢材进行防腐处理，旨在延长钢材的使用年限。工程中应综合具体环境和要求合理选择防腐材料，以达到提高其防腐效果及耐久性的目的[2]。

2 道路桥梁工程材料质量检测的重要性

2.1 对工程质量的直接影响

材料质量是保障工程质量的重要条件。如果工程中使用的材料质量不合格，即使采用最先进的工艺，也无法提升整体质量。因此，利用材料质量检测手段，能够及时发现并排除不达标的材料，预防出现工程质量问题。而且，还可通过材料质量检测评估材料的性能，为工程施工提供科学有效的依据，为工程质量的稳定性和可靠性提供保障。

2.2 对工程安全和使用寿命的影响

道路桥梁工程在日常使用中，需承受来自行人、车、的重量压力，并且要抵御自然环境带来的各种侵蚀影响。如果施工中使用质量不合格的材料，可能会带来安全隐患，甚至引起严重的安全问题。材料质量检测可提前了解所使用的材料的强度和耐久性，把握环境因素和各种荷载对工程的影响，提高工程的稳定性和安全性。

2.3 对经济效益和社会效益的影响

采用质量达标的材料能够有效减少施工期间的返工与维修频率，进而减少工程开支，提高经济效益。而且优质的工程材料是确保工程稳固性和持久性的关键，它们能够减少后续维护和修复所需的费用，从而为社会节省成本。另外，作为社会基础设施的重要组成部分，道路桥梁工程的质量对公众的利益和安全有决定性影响，材料质量检测可在保证工程安全性的同时保护公众的生命财产安全，从而带来正面的社会影响[3]。

3 道路桥梁工程材料质量检测的主要方法与技术

3.1 抽样检测原则与方法

抽样检测是材料质量检测的基础，要按照随机性、代表性和可追溯性等原则对样本进行抽样。随机性要求样本的选取不受主观意愿和人为偏见的影响，从总体中任意选择，以体现整体的特性；代表性意味着所选取的样本应具有代表性，能够准确反映总体的真实情况；可追溯性指选取的样本应该能追溯到其来源和选取过程，为获得可靠的检测结果提供保障。

常用的抽样方法包括简单随机抽样、系统抽样和分层抽样等。在实际操作中，应根据具体情况灵活选择适当的抽样方法，道路桥梁路面的检测项目及方法具体参见表1。

表1 道路桥梁中路面主要检测方法及频率

3.2 非破坏性检测技术

非破坏性检测技术是在不损害材料完整性的基础上，对其性能和质量进行评估的技术手段。常用的非破坏性检测技术包括[3]：

超声检测：通过超声波在材料中的传播特性来对材料内部的厚度和缺陷等进行检测。该方法的穿透力较强、灵敏度较高；射线检测：采用X射线或γ射线进行透视检查，以观察和确定材料内部的结构和缺陷，该方法对金属材料的焊缝、铸件比较适用；磁粉检测：基于磁性材料在磁场中的磁化反应，通过缺陷处磁粉的聚集来确定缺陷的位置和形状；涡流检测：利用电磁场同金属间电磁感应进行检测的方法，根据交变磁场在导体中产生涡流的原理，通过对涡流的变化的检测来确定材料的导电性能和缺陷。

3.3 破坏性检测技术

破坏性检测技术指的是通过对材料进行破坏或取样来检测材料的性能和质量的技术。常用的破坏性检测技术有[4]：

拉伸试验：根据一定的标准把材料制成相关试样，然后放置在拉伸试验机上进行拉伸，以测定材料的力学性能指标，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。这是一种有效的衡量材料力学性能的手段；压缩试验：根据标准把材料制成相关试样，然后放置在压缩试验机上进行压缩，以测定材料的相关指标(如抗压强度、压缩模量等)，这种方法主要用来衡量混凝土等材料的抗压性能；弯曲试验：根据一定的标准把材料制成相关试样，然后放置在弯曲试验机上进行弯曲，以测定材料的弯曲性能(如抗弯强度、弯曲模量等)，工程在评价金属材料和塑料等材料的弯曲性能时常用到该方法；冲击试验：利用冲击试验机对材料进行冲击加载，以测定材料的冲击性能指标(如冲击韧性和脆性转变温度等)，这种方法常用来衡量在冲击荷作用下材料的性能表现。

4 道路桥梁工程材料质量检测要点

4.1 合理制定抽样方案

道路桥梁工程中材料质量检测的抽样环节非常重要，需严格按照随机性、代表性和可追溯性的原则，综合考虑材料的用途、特征及其生产规模及质量控制标准合理确定抽样数量和抽样频率，而且要选择如边缘、接头等可能存在质量差异或易受损的部位抽样，保证样本可以全面反映材料的整体质量情况。

4.2 确定检测项目

在确定道路桥梁工程材料的检测项目时，需充分考虑工程设计、施工规范及合同要求等因素，根据混凝土的抗压强度、钢材的屈服强度和延伸率等不同材料的关键性能指标重点进行检测，保证所检测的项目可以准确反映材料的质量，使其符合工程要求。

4.3 进行规范化检测

在进行道路桥梁工程材料质量检测过程中，需保证检测过程的规范性，具体表现为：操作人员应熟练掌握相关专业知识和操作技能，并通过培训和考核持有效的资质证书上岗，提高检测的准确性；同时，严格控制检测环境，确保各项环境参数符合相关标准和规范的要求，并定期进行环境监测和记录。

4.4 检测结果的分析与评价

在进行检测结果的分析与评价时，需要进行科学的数据处理和解读，可采用计算平均值、标准差等统计量，以及绘制图表等方法，以更直观详细地了解材料的质量状况；同时要将检测结果与相关标准和规范进行比较，判断材料质量是否与相关要求相符合，若发现不符合要求的情况，需要进一步分析原因并采取相应的处理措施，针对材料不合格情况，需及时通知相关单位进行退货或降级使用等处理，同时，应针对不合格品，建立处理记录档案，详细记录处理过程和结果，以便及时追溯和查询[5]。

5 典型案例

5.1 工程案例

为缓解严重的交通压力，某城市决定在城市核心区域建设一座大型立交桥。立交桥的设计采用强度较高和耐久性较好的预应力混凝土箱梁结构。立交桥的总长度为500m，宽度为20m，设计多车道通行，以满足繁忙的交通需求。同时考虑到行人和非机动车的通行需求，桥面还设置足够宽的人行道和非机动车道。

5.2 材料要求

由于立交桥承担着重要的交通任务，因此对材料的质量要求较高，要求钢筋、混凝土等主体材料必须与国家相关标准和规范相符合，以延长桥梁的使用寿命。另外，还应考虑防水材料、防腐材料等辅助材料的质量。

5.3 材料质量检测的实施情况

在材料进场前，施工单位通过制定详细的抽样检测方案，并对每批材料进行严格的抽样检测。抽样采用随机性、代表性和可追溯性原则，保证抽样结果的准确性。检测内容有混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、延伸率等关键性能指标，并对辅助材料的性能进行检测。施工单位将材料质量检测任务委托给具备相应专业资质的第三方检测机构检测，并保证操作人员具有较高的专业知识和操作技能，且检测设备均经过校准和维护，确保检测环境与相关标准和规范的要求相符合。施工单位对于检测到的不合格材料，及时通知供应商并要求退、换货。同时，建立详细的不合格品处理档案，并记录处理过程和结果；针对检测合格的材料严格按照相关规范使用和保管[6]。