道路橋梁工程原材料試驗檢測技術探究

李亢

（1.河北交規院瑞志交通技術咨詢有限公司，石家莊 050000；2.河北省道路結構與材料技術創新中心，石家莊 050000）

1 引言

我國道路橋梁工程建設迅猛發展，規劃至2030年將形成覆蓋廣泛、布局合理的國家交通網絡，實現各大城市多路通行。但是，過去20年是道路橋梁建設黃金階段，項目投入與國家資金加大同時，工程事故也頻繁發生，多是原材料因素導致。原材料質量合格與否，不僅會對道路橋梁工程的施工管理造成影響，還會影響工程建設后的保養維護。因此，道路橋梁工程中，應當以質量安全為施工生命線，做好原材料試驗檢測工作，合理利用原材料，提高工程質量。

2 道路橋梁工程原材料試驗檢測程序

道路橋梁工程原材料是指建設施工中所用的各種材料及制品總稱，是建設工程的基礎物質，常用道路橋梁工程原材料有集料、水泥、巖石、鋼筋、混凝土、瀝青等[1]。原材料試驗檢測中，需明確操作流程，方能保證結果準確。具體流程如下。

2.1 抽樣試驗

工程原材料試驗檢測中，抽樣是關鍵環節，抽樣數量、部位、方法不當，均會引發試驗檢測誤差，對結果準確性造成影響。因此，必須采用科學的方法、嚴格的標準進行抽樣，保證抽取樣本具備代表性、完整性與真實性。相同批次原材料需隨機抽取不同部位，不同批次的材料則應根據規定比例抽取[2]。

2.2 控制溫濕度

原材料性能易受到環境溫濕度影響，現場施工需選擇適合養護、貯存材料的環境。試驗檢測人員，也要根據相關規定操作原材料，把控實驗室溫濕度，方能獲得有效結果。

2.3 數據處理與結果統計

為避免材料試驗檢測數據離散性較大，不同材料的數據處理方式不同，應按照規定標準對結果進行取舍，禁止數據簡單處理。若試驗檢測結果差異較大，或相同材料的試驗結果性能指標互相矛盾，需要剔除異常數據，并查明原因，開展重復試驗。

3 道路橋梁工程原材料試驗檢測技術分析

以某道路橋梁工程為例，工程處于黃土地區，坡面較陡，有大量凹陷，坡面不能設置橋墩。工程橋長304.56 m，選用大跨度T結構一次跨越設計，設計T形鋼構橋簡支梁橋結構，全橋位于路線直線段。

3.1 瀝青混凝土試驗檢測

道路工程常用瀝青混凝土路面，需對原材料進行試驗檢測，以瀝青混合料原材料、瀝青混合料這兩部分作為試驗檢測對象[3]。試驗檢測人員應當明確瀝青混凝土路面需承載的車輛荷載，并且路面長時間暴露在自然環境內，對其力學性能、耐久性要求較高。

3.1.1 原材料試驗檢測

在JTG E42—2005《公路工程集料試驗規程》與GB 14684—2022《建設用砂》中，對瀝青混合料細集料、粗集料做出規定[4]。工程中應選用級配合理、吸水率低、質地堅硬、粒形良好的粗集料，包括碎卵石與碎石，細集料選用機制砂與粗河沙，空隙率較小。集料試驗檢測結果見表1。

表1 集料試驗檢測結果

3.1.2 瀝青混合料檢測

根據JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》要求開展瀝青混合料試驗檢測，設備儀器為軟化點儀、針入度儀、電子秤（0.1 mg級精度）、延度儀、烘干箱等，瀝青混合料試驗檢測結果見表2。

表2 瀝青混合料試驗檢測結果

項目實驗室需做好拌和的瀝青混合料檢測，保證混合料指標符合施工要求。

3.2 水泥混凝土試驗檢測

橋梁采取鋼筋混凝土結構，為確保結構施工質量，需做好水泥混凝土的試驗檢測工作，從源頭上把控工程質量，該檢測側重于水泥混凝土原材料與試塊力學性能?；炷林?，水泥為關鍵凝膠材料，其性能可決定混凝土的性能，因此，檢測項目較多，以膠砂強度、凝結時間、標準稠度用水量作為關鍵指標[5]。

3.2.1 坍落度

實驗室通過混凝土坍落度檢測材料的和易性，使用坍落度檢測儀，分批分層將混凝土裝入儀器料筒中，配合振搗工作確?；炷撩軐嵭裕瑢⑻涠韧簿鶆蛱崞?，觀察混凝土自然坍落情況，利用直尺測量高差值，獲得坍落度指標。

3.2.2 凝結時間

混凝土凝結時間利用貫入度試驗測定，其作為間接試驗法，選用貫入阻力儀進行測試，選擇恰當的測試針，在既定時間及標準深度范圍內均勻插入貫入針，記錄相應壓力及貫入時間，繪制貫入時間-貫入力曲線，以此判斷水泥混凝土初凝/終凝時間。

3.3 鋼筋試驗檢測

在道路橋梁工程中，鋼筋作為關鍵受力構件承擔外荷載，材料各項指標能夠決定道路橋梁工程承載力，為控制鋼筋性能，需開展彎曲試驗、拉伸試驗及鋼筋接頭試驗。

3.3.1 拉伸試驗

試驗檢測人員可利用拉伸試驗測定鋼筋極限抗拉強度、屈服強度、彈性模量、伸長率等指標。人員選用拉伸試驗機，拉伸前校正相應鋼筋，確保被測鋼筋平直，切口垂直于鋼筋長度方向，表面平整光滑，定期清理設備卡口，保證表面清潔，完全將被測試件緊固[6]。

3.3.2 鋼筋接頭試驗

該實驗類似于拉伸試驗，主要通過鋼筋拉伸試驗機完成。試驗完成后，對比完整鋼筋與接頭鋼筋的抗拉強度、拉伸率等指標。評定鋼筋接頭時，以鋼筋非焊接部位破壞斷裂為主，鋼筋斷裂區域處于母材上，焊接影響區與焊接區未產生斷裂情況，認定接頭強度符合施工與設計要求。

3.3.3 彎曲試驗

試驗檢測人員選用萬能試驗機，由于該工程常用鋼筋為HRB400級，采取普通冷彎試驗，其他鋼筋選用反向彎曲試驗。冷彎試驗被檢鋼筋表面禁止出現劃痕，需避開鋼筋淬火、切割等區段，試驗鋼筋如果公稱直徑＞35 mm，需先加工成公稱直徑為25 mm的試件，再完成冷彎試驗；公稱直徑＜35 mm，則無須加工可直接開展冷彎試驗，長度根據彎曲試驗設備與公稱直徑進行綜合確定[7]。

4 道路橋梁工程原材料試驗檢測技術優化建議

4.1 建設試驗檢測隊伍

道路橋梁工程是特殊商品，使用年限較長，與人們的生命財產安全具有直接聯系，必須以“質量第一”為原則，開展試驗檢測。而檢測人員作為原材料檢測執行者，承擔試驗檢測任務，應遵循交通運輸部制定的《公路水運工程試驗檢測機構等級標準》要求，持有試驗檢測證書≥12人，持有試驗檢測工程師證書≥6人，持有證書專業工程師配制為橋梁專業≥2人，道路專業≥3人，技術負責人與質量負責人需具備高級職稱，8年以上從業經驗。為此，在試驗檢測機構運行中，需構建完善人員管理制度，對人員業務范圍、資格證書等進行嚴格把關，培養高素質試驗檢測人才。

4.2 開展設備儀器管理

試驗室應當引進先進的設備儀器，其準確度更高，有助于開展試驗檢測工作，需保證所有設備儀器均能完好存放、安全處置和正常使用，制訂維護計劃，做到專人保管。特別是大型設備儀器，需授權專業人員操作，粘貼明顯狀態標識，包括設備儀器出廠編號、型號、名稱、說明書、自檢書等，便于人員統一歸檔處理。儀器設備明確規范后，需進行強制性檢定，按照國家標準及規范要求，定期送去檢測機構校準檢定，且在設備儀器上粘貼準用、合格、停用標識。

4.3.1 環境控制

道路橋梁原材料試驗檢測試驗室，應當具備控制試驗環境的能力，所用設備儀器與檢測環境均需滿足行業或國家規范標準。企業需把控現場環境，尤其是檢測規范對操作環境提出明確要求，或是有跡象表明環境對于結果準確度具有間接或直接影響時，必須加強環境條件控制。而環境因素較多，包括灰塵、環境溫濕度、空氣電磁干擾、大氣壓強等，可安裝空氣加濕器、冷暖空調、大氣通風裝置燈等方式進行控制。

4.3.3 性能控制

原材料使用性能檢測中，由于材料數量較多，多為破壞性試驗，無法全數試驗，需按照規范要求采取相應方式進行取樣。通過文獻與規范整理，結合實際情況，才能明確原材料試驗檢測的取樣方法、抽樣頻率等。例如，袋裝水泥需檢測其標準稠度用水量、細度、凝結時間、膠砂強度、安定性等，每批次進場均需開展1次檢驗，檢驗批代表數量＜200 t；散裝水泥每批次進場均需開展1次檢驗，檢驗批代表數量＜500 t。

5 結語

綜上所述，道路橋梁工程建設中，檢測原材料質量是確保施工質量的重要環節，為確保數據的準確性，對于原材料需按照規定嚴格操作，秉持認真嚴謹、科學合理的態度操作，保證原材料達到建設工程標準。此外，在道路橋梁工程中，應當結合實際情況，通過建設試驗檢測隊伍、開展設備儀器管理、把控試驗檢測細節、加強工地試驗指導的方式，優化原材料試驗檢測質量，從而提高質量檢測的準確度。