材料檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

高 健

（中鐵京誠工程檢測有限公司，北京 102444）

1 材料檢測的重要意義

1.1 全面提高工程的施工質(zhì)量

質(zhì)量一直被視為至關(guān)重要的因素之一。工程質(zhì)量的好壞直接影響著工程的壽命、性能和可維護性。公路工程材料作為工程建設(shè)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響整個工程的質(zhì)量。

因此，材料的試驗檢測技術(shù)成為保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對材料進行各種性質(zhì)的測試，可以檢測材料的強度、耐久性、抗壓能力等關(guān)鍵參數(shù)，從而保障工程中使用的材料質(zhì)量，并能夠提升整個工程建設(shè)的施工質(zhì)量。

1.2 延長工程的使用壽命

如果得以及時對所需的材料進行科學(xué)的測試，就能獲得符合產(chǎn)品質(zhì)量標準要求的原材料，從而能夠提升我們國家公路建設(shè)項目施工質(zhì)量，同時也將促進我國公路工程使用壽命，所需的可規(guī)模化、達標的材料能夠提高公路工程建設(shè)的實用價值，為以后的公路工程建設(shè)及企業(yè)發(fā)展提供幫助。

1.3 推動新材料的推廣和普及

隨著科技的迅猛發(fā)展，公路行業(yè)取得了顯著的繁榮與進步。在這個背景下，越來越多的新工藝和新材料被研發(fā)并應(yīng)用于公路工程。這些新技術(shù)和材料的引入不僅可以保證我國工程質(zhì)量，還可以發(fā)揮出一定程度的優(yōu)勢。全面檢測工程材料可以幫助人們更加準確地評估材料的使用性能，對于推廣應(yīng)用這些材料起到了積極的作用，也能夠為企業(yè)的經(jīng)濟效益奠定良好的基礎(chǔ)[1]。

2 公路工程中材料檢測技術(shù)應(yīng)用流程

2.1 采樣收集

為了使公路工程建設(shè)的材料質(zhì)量能夠達到相關(guān)標準，且材料檢測技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用，應(yīng)該招聘有豐富經(jīng)驗的專業(yè)人員來負責全面采樣和收集材料。在進行樣品篩選的基礎(chǔ)上，根據(jù)相關(guān)的作業(yè)流程和操作規(guī)范，實行科學(xué)的管理，并進行可控的密封處理，將材料放置在指定的檢測容器中存儲。大部分的公路建設(shè)項目都在戶外進行，為了進行材料試驗，通常會在施工現(xiàn)場附近或拌合站設(shè)立試驗室。因此，對于采集后的材料運輸必須進行嚴格監(jiān)督，并及時對樣品進行有效的檢測，以便更好地進行質(zhì)量評估和分析。這樣可以徹底避免使用不符合標準的施工材料，并確保管理工作的規(guī)范性。

2.2 檢驗測試

在進行材料檢驗測試的過程中，應(yīng)對其進行嚴格的監(jiān)督管理，當前高速公路項目多數(shù)已開展試驗室信息化監(jiān)測和采集系統(tǒng)，從而能夠保證按照相關(guān)標準完成材料的試驗檢測頻率及頻次。在此過程中，需對所檢驗測試的數(shù)據(jù)進行嚴格的分析，將施工材料內(nèi)容進行合理科學(xué)的比較，確保材料的測試工程具有客觀性。

2.3 復(fù)試檢查

對于公路的建設(shè)來說，其建設(shè)材料檢測技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)滿足相關(guān)要求，因此在進行材料的檢測之前就應(yīng)先選擇一個公信力較高的優(yōu)質(zhì)團隊，完成公路材料檢測工作后將最終結(jié)果進行研究分析，并能夠?qū)ζ溥M行復(fù)試工作，進一步完成對材料的驗證和審查，使公路工程的建設(shè)需求能夠達到相關(guān)規(guī)范[2]。

3 公路工程中材料檢測技術(shù)的具體內(nèi)容

3.1 混凝土原材料試驗

1.水泥。首先，對于水泥的品質(zhì)標準進行仔細檢驗和分析，根據(jù)相應(yīng)要求和規(guī)范，確保水泥評估處理能夠符合相關(guān)要求。其次，綜合評估和檢測分析水泥的凝固性指標，以全面評定處理水泥的效果，并確保相應(yīng)參數(shù)分析的全面性。再次，要集中關(guān)注規(guī)范的用水量，并對水泥的標準用水量參數(shù)進行分析比較，從而能夠確保規(guī)范分析機制的實施。最后，對于涉及水泥細度和膠砂強度等指標，需要進行嚴密的檢查和分析。在進行公路工程施工的實際環(huán)境中，水泥的提供應(yīng)由同一供應(yīng)商負責，并對其編號、生產(chǎn)日期和質(zhì)量進行嚴格的控制，再按照200t 和500t 的批次對其進行分階段的檢驗、檢測和分析。同時，每三個月還需進行綜合檢測和分析，以提高實時檢測評估的有效性。

2.集料。（1）粗集料。集料按最大粒徑不同而分成的各號篩的篩余量，檢測機構(gòu)會按規(guī)定的標準進行試驗和分級。應(yīng)根據(jù)原材料中的篩分度、吸水率、磨光值等來進行相應(yīng)的分析和評估工作，從而能夠制定出一套完善的檢測管理體系，并對整個施工過程進行跟蹤檢測，將精細化的檢測方案落實到位，最終為提升檢測水平奠定良好的基礎(chǔ)。（2）細集料。檢驗人員要對原材料的容重指數(shù)、砂度指數(shù)、含水率指數(shù)、容重指數(shù)等進行檢驗，嚴格執(zhí)行標準化、可控的分析計劃，更好地做好公路工程的優(yōu)質(zhì)材料檢測檢驗工作。

3.2 公路工程中路基填料的CBR 試驗檢測

1.工程概況。結(jié)合當前高速公路實際情況分析，鐵科高速方正至延壽尚志界段工程，施工總里程范圍K195+020～K245+908.213，線路總長度50.888km。主線采用雙向四車道高速公路標準，設(shè)計速度為100km/h，路基頂寬26m。上述路段所在地區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為多變，且多數(shù)區(qū)段路基為黏性土，個別區(qū)段為含黏性土的礫類填料，所以需驗證CBR。

2.CBR 試驗。（1）在試驗開始前，將4 塊載板放在穿過桿的地方，使其呈半圓形排列。在進行貫入試驗之前，先向貫入桿施加45N 的荷載，然后再將貫入量百分表的讀數(shù)歸零，最后將初始讀數(shù)準確記錄下來。（2）打開液壓千斤頂（或路強儀上升鍵），將貫入桿壓入土樣。以每分鐘1.0mm 的速度完成貫入，并將壓力表中的數(shù)值進行實時讀取。在試驗期間，千斤頂需始終處于連續(xù)加載的工作狀態(tài)，并對壓力表上的數(shù)值進行持續(xù)記錄，使表中的數(shù)值差保持在30%以內(nèi)，一旦數(shù)值超過了30%，應(yīng)立即停止試驗工作。（3）完成試驗之后，應(yīng)將荷載進行卸除并移開測定裝置，隨后分別在測試點下取樣，取樣量：粒徑4.75mm 的120g、粒徑19mm 的250g、粒徑31.5mm 的500g。應(yīng)利用灌砂法，對取樣點的位置進行土基壓實度和密度的測定工作。

3.試驗影響因素。影響CBR 試驗因素的一般情況較多，其中包括了擊實次數(shù)和黏粒含量。（1）擊實次數(shù)。如果擊實次數(shù)不同，則材料的壓實度也會有所不同，一般情況下的擊實次數(shù)分別為30、50 以及98 次，從這三種擊實次數(shù)來看，根據(jù)其CBR 值所繪制出的圖形接近于直線。根據(jù)98 次試驗結(jié)果來看，與其相對應(yīng)的材料最大密度為100%，并且最終得出的CBR 值所顯示的結(jié)果是沉降不均勻的情況。鑒于此，根據(jù)試驗檢測的結(jié)果可以看出，在進行CBR 試驗時，若其擊實次數(shù)為98，則檢測材料CBR 值所體現(xiàn)出的離散結(jié)果也會相應(yīng)較小，且能夠表現(xiàn)出材料承載力較為均勻，這時在進行荷載壓入時，工程也不會出現(xiàn)較大的變形情況。（2）黏粒含量。對于粉質(zhì)黏土來說，其液限較低，含有少量黏土和粉土，導(dǎo)致CBR 值較高。若土壤的性質(zhì)是中含有黏性顆粒時，土壤的黏聚力主要是根據(jù)剪切強度來決定的。在土壤含水率不變的情況下，黏粒的吸附水會變成自由水，從而使土壤的含水率發(fā)生變化，使得土壤變得較為松軟。根據(jù)此推斷，增加土體中黏土與粉土比例會導(dǎo)致抗剪強度下降，同時土體的CBR值也會減少。相反，如果土體中黏粒含量相對較低時，則黏粒成分主要是在粉粒周圍分散開來的，從而膠結(jié)作用也會相對減弱[3]。

3.3 施工現(xiàn)場質(zhì)量檢測

公路工程在進行實施的過程中，也應(yīng)進行相應(yīng)的檢測分析工作，不管是對項目的管理還是對施工材料、施工效果的質(zhì)量檢測等，都應(yīng)根據(jù)實際情況建立起相應(yīng)的檔案跟蹤調(diào)查，最終能夠?qū)崿F(xiàn)對項目工程的質(zhì)量管理規(guī)范要求。首先，要在工程的設(shè)計階段對項目的預(yù)期進行質(zhì)量監(jiān)測，再根據(jù)中線位等技術(shù)來完成實時性檢測分析，從而對最后的數(shù)據(jù)分析結(jié)果有一定的了解。其次，針對現(xiàn)場密度測試工程進行分析，并利用回單彎沉值來完成此項工作。這樣一來，就能夠很直觀地了解到路面路基的承載力，若回彈彎沉值越大，則公路路面所承載的效果就會越差。因此，應(yīng)根據(jù)實際的工程需求來完成質(zhì)量管理工作，從而能夠提升后續(xù)的公路施工質(zhì)量。

4 公路工程中材料檢測技術(shù)應(yīng)用建議

4.1 對組織機構(gòu)加以健全

為了對測試檢測工作進行有效的管理，確保公路項目的總體品質(zhì)，需要完善有關(guān)的組織結(jié)構(gòu)，在其之上，設(shè)立一個高效的控制系統(tǒng)，并對實驗室的工作人員進行合理的分配，使其能夠在相應(yīng)的崗位完成工作。試驗檢測的相關(guān)工作人員應(yīng)合理控制實驗室內(nèi)的儀表設(shè)備，并根據(jù)有關(guān)的規(guī)定，進行相應(yīng)的檢查，防止因為設(shè)備的錯誤而導(dǎo)致測試的精度下降。另外，要建立設(shè)備的文件，為各個設(shè)備設(shè)立執(zhí)行文件，要對設(shè)備的安裝、驗收、調(diào)試等工作進行詳盡的記載，在進行測試的時候，要做好相關(guān)的記載工作，并進行文件的保存，這樣可以更好地了解設(shè)備的狀況，為設(shè)備的維護工作提供相關(guān)的資料支撐，這樣就可以更好地確保測試工作的品質(zhì)。

4.2 嚴格執(zhí)行取樣標準

施工單位在對材料的選用中，一般會采用大量的材料。所以，在進行物質(zhì)抽樣工作的時候，施工公司要加強工作的規(guī)范化程度，用更加科學(xué)、理性的方法來進行抽樣工作，最終實現(xiàn)期望的抽樣標準和質(zhì)量[4]。其次，各相關(guān)單位要高度關(guān)注采樣工作，并在此基礎(chǔ)上利用各自的功能和監(jiān)管的優(yōu)點，確保采樣工作的專業(yè)化；在采樣過程中，應(yīng)保證采樣工作可以按照樣品的代表程度有重點地進行，并突出不同批次和不同類型樣品的采樣要求。在選取樣品的時候，也要將實際的品質(zhì)作為選取的重要標準，防止采樣樣品無法體現(xiàn)物質(zhì)的實際狀況，從而極大地提升公路項目建設(shè)的品質(zhì)和安全。

4.3 對試驗檢測工作的時效性進行增強并做好監(jiān)督控制工作

在項目的質(zhì)量控制工作中，試驗檢測工作是一個很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其試驗檢測技術(shù)有著十分關(guān)鍵的意義，要想提高試驗檢測工作的效果，就必須要與時俱進，并根據(jù)項目的具體情況，對試驗檢測的標準進行完善，將新的資料技術(shù)納入規(guī)定的內(nèi)容之中，從而促進技術(shù)的進步，有效地降低事故的發(fā)生概率，同時，有關(guān)部門要對建設(shè)單位和試驗檢測工作進行監(jiān)管。通過自我約束自檢和互相監(jiān)督檢查，提高試驗檢測人員的監(jiān)督意識，切實貫徹監(jiān)管職責，保證取樣檢查工作的質(zhì)量，從而推進工程試驗檢測工作的發(fā)展。

4.4 強化人才培養(yǎng)力度

公路項目的測試人員是決定測試工作品質(zhì)的重要因素，相關(guān)的項目建設(shè)公司必須提高自己的測試技術(shù)和測試人員的職業(yè)素養(yǎng)。首先，建設(shè)單位要在培養(yǎng)方面增加經(jīng)費，保證檢驗員工可以接受公司內(nèi)部的專業(yè)訓(xùn)練，使第一線檢驗員工的整體素養(yǎng)和業(yè)務(wù)技能大幅度提升。其次，在訓(xùn)練的過程中，建設(shè)單位要有彈性，不能照搬以往的訓(xùn)練方法，而要在訓(xùn)練過程中融入目前國家的測試標準和要求，并且要讓測試員們熟悉各種測試技術(shù)，使他們的職業(yè)素質(zhì)得到極大的提升。同時，還要加強對測試人員的裝備運用技能，讓他們對各種特殊裝備、工具的運用有一定的認識，從而極大地提升測試工作的科學(xué)水平。

4.5 投資與更新設(shè)備

在節(jié)能材料的檢測與研究中，考慮到技術(shù)的快速發(fā)展和新型材料特性的多樣性，現(xiàn)代化的設(shè)備往往擁有更高的靈敏度、更廣的測試范圍和更強的數(shù)據(jù)處理能力，為研究人員提供更為精確的物理參數(shù)，如導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)等，更為細致地探究材料的微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，先進設(shè)備通常具備自動化和智能化功能，以此來提升試驗效率，并能夠降低人為造成的誤差情況，并且與現(xiàn)代數(shù)據(jù)管理和分析系統(tǒng)的集成更為緊密。然而，僅僅擁有先進設(shè)備并不意味著可以長久地保證檢測的準確性，定期的維護和校準同樣是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所有的設(shè)備無論其技術(shù)水平如何，都會隨時間和使用而出現(xiàn)磨損和偏差，定期對設(shè)備進行維護，如清潔、部件更換等，可以確保其持續(xù)運行在最佳狀態(tài)，設(shè)備的定期校準即將其與已知的標準或基準進行比對，是確保其測量結(jié)果的準確性和一致性的關(guān)鍵手段[5]。

5 結(jié)語

對于公路工程的建設(shè)來說，材料檢測工作是非常重要的一個環(huán)節(jié)，也為后續(xù)的施工質(zhì)量提供良好的基礎(chǔ)工作。因此，項目的相關(guān)管理工作人員應(yīng)對公路的材料檢測工作引起重視，只有檢測合格的材料才能被使用到工程的施工中，并能夠在公路工程的建設(shè)中安全地進行，提升其建設(shè)質(zhì)量，最終促進公路項目的良好發(fā)展。