試論公路工程水泥混凝土強度檢測與評定

史興波

（山東華邦建設集團有限公司， 山東 濰坊 262500）

1 不同條件下水泥混凝土強度差異

在不同條件下，水泥混凝土的強度也存在一定差異。第一，不同的混凝土試件養護條件會導致強度檢測結果存在一定差異。標準條件下的養護需要采用標準的測試條件，而施工條件下的養護的實際性更強，可以保證和施工現場養護條件一致。

第二，評定方式。在標準條件下需要以統計標準差對比法和非統計標準差對比法評定實驗數據。而施工條件下需要保證和施工環境一致檢測和評定試件的實驗數據。

第三，試驗結果目的。標準條件下是希望通過試驗準確地判斷混凝土材料的強度是否達標，可以為公路項目竣工驗收提供數據基礎，而施工條件下的數據需要對應各個施工環節，從而追蹤質量強度[1]。

2 混凝土強度的影響因素

公路水泥混凝土強度受到多方面因素的影響，通過明確各個影響因素能夠更好地開展施工過程控制，采取合理的施工技術方案，將混凝土強度提高。

2.1 混凝土施工對強度的影響

在拌和、運輸、澆筑、養護水泥混凝土階段，工作技術水平都會影響混凝土的強度，為此，需要保證混凝土原材料攪拌均勻、配合比科學合理，加強對離析、泌水等不良問題的控制。在運輸階段需要注意做好運輸路線選擇避免降低混凝土材料的強度。在完成澆筑作業后需要及時開展養護，尤其重視溫濕度方面的控制。

2.2 施工環境對混凝土強度產生影響

公路工程水泥混凝土施工中，結構強度會從很大程度上受到環境條件的影響。比如在冬季施工會受到低溫的影響導致原材料強度降低、混凝土凝結時間延長，如果沒有采取保溫、加熱等方式還可能導致出現溫度裂縫，嚴重影響水泥混凝土結構的強度。夏季高溫時間段施工可能會由于入模溫度過高，水泥混凝土的內外溫差較大，結構表面水分散失過快，出現溫度裂縫或者干縮裂縫[2]。

2.3 模板施工技術

如果沒有牢固地支撐模板工程那么會導致構筑物發生變形等不良問題，甚至對混凝土內部結構質量產生不良影響，最終降低水泥混凝土結構的強度。

2.4 實驗條件影響強度檢測結果

時間、溫濕度、加載方式、受壓米阿尼都會對混凝土試件試驗時的最終強度結果產生影響。壓在同壓力試驗的前提下，試件強度測試結果會隨著試件尺寸的縮小而增加，這主要是因為上部壓力可以對小試件的上下面產生更加明顯的保護作用。為此，應當采用不同的系數修正不同尺寸的抗壓試件。又如，同一批同標號的多組試件，如果受壓面采用立方體試件的磨光面，那么比選擇側面測得的抗壓強度值會偏小，大約相差2～5MPa。水泥混凝土強度檢測結果還會受到加載速率的影響，強度隨著加載速率的加快而升高，這主要是由于試件沒有充足的時間反應較快的加載速率變化，導致發生荷載承受能力更高的假象[3]。

3 水泥混凝土強度常用檢測方法

3.1 鉆芯取樣法

公路工程水泥混凝土路面強度檢測的常用方法之一就是鉆芯取樣法，該方法主要鉆芯取樣的目標主要為已經成型的水泥混凝土構筑物。鉆芯取樣法需要應用專用的鉆機從水泥混凝土結構中鉆取芯樣，并且進行芯樣強度的檢測，明確水泥混凝土結構的強度。如圖1為鉆芯取樣檢測現場圖。鉆芯取樣法有著準確可靠、直觀檢測等優勢，當前已經在很多公路工程中應用，可以用于檢測結構強度、混凝土裂縫、孔洞等。不過此方法會從一定程度上破壞公路水泥混凝土的整體結構，屬于有損檢測方式，相比于無損檢測方式，需要消耗較長的時間和較高的費用，容易受到試件取樣的限制。通常在具體檢測中需要和其他無損檢測方式相配合，主要是驗證其他無損檢測結果的準確性[4]。

圖1 公路工程水泥混凝土鉆芯取樣

3.2 無損檢測

無損檢測不會破壞公路工程水泥混凝土結構，這種檢測方式有著較為便捷的操作方式，具有較高的測量精確度，可以為后續施工提供參考數據。無損檢測主要是檢測水泥混凝土結構的耐久性、受力情況等，明確施工結果是否能夠和規范標準相符合。和傳統的檢測方法相比，無損檢測基本不會影響檢測物質的性能，有著較為精確的檢測數據。當前無損檢測技術經過多年發展已經存在諸多方式。

第一，回彈法。公路工程施工現場檢測結構強度通常會采用回彈法，如圖2為回彈法檢測示意圖。在采用回彈法進行測試時，容易受到多方面因素影響。①需要考慮當檢測地區的濕度，如果濕度大會影響檢測結果準確性，可以通過增加實驗測試次數修正該濕度下檢測數據，將檢測結果準確性提高。②混凝土碳化深度對回彈法測定的結果會產生一定的影響，在檢測中需要注意考慮混合料、表面涂層等方面因素的影響，將數據片面性降低。在測試時可以先將碳化層去除再進行檢測，如果碳化深度較大那么需要綜合使用鉆芯法修正檢測數據。

圖2 回彈法

在評定公路工程水泥混凝土結構強度過程中主要指標就是抗壓強度，公路質量的驗收需要通過多次、多點評定明確其整體性能。在評定結構抗壓強度時，可以在近似相同測量條件下進行采樣和測試，按照相關檢驗規定隨機采樣，降低地域性因素影響[5]。

第二，超聲回彈法。在公路工程水泥混凝土強度檢測中，超聲回彈是一種常用的十分簡單的操作方式。在檢測中需要應用兩種工具，分別為回彈儀和超聲儀器，對水泥混凝土結構進行綜合分析，從兩個角度測評混凝土的強度，分別是回彈值和超聲波速。通過結合應用兩種方式能夠將強度檢測結果的精確度提高。在測量中，檢測人員首先需要在待測區域選擇一塊混凝土，分別對該區域的回彈值大小和超聲值進行測量并且核算。通常在水泥混凝土強度檢測中，利用回彈儀就可以測定較為準確的結果，但是并不能精確地估計混凝土內部的承載力，而超聲波能夠向內部發射超聲，利用聲波的傳播速度對混凝土內部情況進行客觀判斷，對水泥混凝土的強度情況有更加準確清晰的了解，可以更加客觀地評定公路工程的強度[6]。

第三，頻譜分析法。該方法中喲啊利用瑞雷面波法，以介質中波的傳播過程為參考檢測水泥混凝土內部波的傳播特性，進而對結構的強度進行判斷。波動理論是頻譜分析的理論基礎，以此為基礎對水泥混凝土結構強度和瑞雷波速的聯系進行計算。

4 公路水泥混凝土結構強度檢測與評定

某公路工程為水泥混凝土路面，采用頻譜分析方法判定混凝土結構的強度。在公路某段區域選用垂直錘擊的方式檢測水泥混凝土結構強度，用檢波器接收垂直方向的信號，然后用采集系統收集相關信號，通過轉換信號測得數據并且存儲在儀器中。在檢測過程中可以首先用小的鐵板鋪設在公路上，用鐵錘錘擊小鐵板將散射曲線獲取并且測定激發頻率。該工程在檢測水泥混凝土強度過程中按照1024 Hz的頻率確定信號采集裝置，并且用低頻式傳感器作為檢波器。對混凝土路面的深度情況進行綜合考慮確保合理設置檢波器位置。通常按照檢波器頻率的 2 倍確定兩者間距。導線是整個測試系統中連接各個儀器的關鍵，所以在檢測過程中盡量不要?導線，將導線之間的距離盡量縮小以免在檢測過程中發生抖動等問題，對檢測結果準確性產生不良影響，盡量將結果準確性提高。如表1為檢測結果。

表1 檢測結果

以檢測結果為基礎展開計算分析，對該路段的水泥混凝土強度是否符合標準進行推測。根據路段制定的標準對道路修筑標準進行評定，確認強度達到規定要求。但是為了將結果的準確性進一步提高，需要在測量前明確這種方式是否會損壞路面。

水泥配比是對水泥混凝土強度影響較大的因素，通常在配比合理的前提下如果水泥強度高那么也就能夠得到較高強度的混凝土結構，可見，在公路水泥混凝土結構施工中起著決定性作用的就是水泥，而且剛性路面檢測方式通常選用瑞雷面波，不會損害已經成型的路面，和鉆芯法相比，此種測量方式只要保證操作規范性就能夠提高水泥混凝土強度檢測結果的準確性，保證順利開展公路工程施工作業[7]。

5 結束語

在公路工程中，水泥混凝土結構是十分常見的施工形式，通過檢測結構強度能夠明確公路工程施工質量情況能夠間接追蹤施工材料是否合格，有助于施工過程的管控，能夠明確公路質量變化情況。為了保證公路工程施工的效果，不但要加強材料控制，還要做好公路工程施工過程檢測、竣工驗收檢測，客觀地評價公路工程的強度情況，判斷公路使用壽命，及時調整管理養護措施，提升公路工程建設的整體效果，保證公路工程更好地服務于國民。