淺析公路路面抗壓強度檢測技術要點

李湘林

（河南省公路工程局集團檢測技術有限公司，河南 鄭州 450000）

1 公路路面抗壓強度檢測的重要性

在社會經濟高速發(fā)展的今天，我國公路建設事業(yè)得到了突飛猛進的發(fā)展。大量新技術、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，且被廣泛應用了公路工程建設當中。路面是公路結構的主要成分，在一些路面工程中，混凝土強度、耐久性是否良好直接影響到工程建設的整體質量。為此，現(xiàn)代混凝土材料應用，更加重視使用性能，一般可在混凝土內摻加適量摻加劑，從而提升混凝土強度等性能。

一般情況下，必須嚴格按照相關規(guī)范規(guī)定檢測混凝土材料質量，通過標準試件的抗壓強度進行混凝土質量檢驗，但在施工中，不確定因素較多，為此，在混凝土路面抗壓強度檢測時，必須對其混凝土的具體強度進行準確判定，如選用的檢測方法不當，也會對混凝土造成嚴重影響，進而影響整體結構的強度，為此，必須重視公路路面抗壓強度檢測，通過合理的檢測法進行科學、有效地檢測，從而有效提升路面抗壓強度，延長路面使用壽命，推進公路工程建設事業(yè)更快更好地發(fā)展。

2 公路路面抗壓強度檢測類型及特點

1）鉆芯法檢測。鉆芯法是通過從結構或構件中鉆取圓柱試件來檢測公路路面中混凝土材料的一種破壞性方法。在有代表性的混凝土結構上用鉆芯機鉆取芯樣，經過加工，兩端鋸切、磨平或補平后，制作成圓柱體進行強度檢測。按照相關規(guī)定：鉆芯法確定單個構件混凝土抗壓強度推定值時，芯樣試件的數(shù)量應≥3個；鉆芯對構件工作性能影響較大的尺寸構件，數(shù)量應≥2個。單個構件的混凝土抗壓強度推定值不再舍棄，而應按芯樣試件抗壓強度值中的最小值確定。該規(guī)定的缺陷是過于嚴格，在芯樣鉆取過程中，由于鉆頭的高速旋轉，會對混凝土結構產生不小的擾動，同樣也影響到芯樣試件的密實性。芯樣的強度也因此常常低于混凝土結構的實際強度。此時，用芯樣試件的強度最小值作為混凝土抗壓強度的推定值，無疑是過于保守了，建議取平均值作為混凝土抗壓強度的推定值。雖然鉆芯法是可直接反映構件路面強度的局部損傷檢測的常用方法，也可直接觀察路面構件的實際狀況，但其缺陷也特別明顯：勞動強度大且對芯樣兩端面的平整度要求很高，增加了施工難度。

2）回彈法檢測。通過回彈儀可先測定路面混凝土的表面硬度，并對其碳化深度進行測試，進而推測其抗壓強度。回彈儀雖然能得到路面表面的硬度，而且材料的硬度與其強度有一定關系，從而建立了回彈值和強度的特殊強度曲線，并最終推斷其強度值。材料的硬度是材料抵抗外來機械作用力侵入的能力；材料的強度是材料在外部荷載作用下，抵抗破壞的能力。一種材料的硬度與其自身的強度無關，混凝土強度是砂漿、骨料和水泥石的整體性能的集中表現(xiàn)。影響混凝土碳化深度的主要因素是水灰比，這就決定了混凝土密實度也是水灰比在一定的比例下，濕養(yǎng)護齡期越短，粉煤灰的摻量越大，實體的孔隙率也就越大。不同粉煤灰的摻量實體之間孔隙率的差別隨齡期的增長而縮小，而對于混凝土的強度，碳化前后沒有太大的差別。沒有必要為碳化深度去折減混凝土的強度，碳化層的硬度、厚度大小與混凝土的強度沒有關系。

3）超聲回彈綜合法檢測。超聲回彈綜合法就是采用超聲波檢測儀和回彈儀，在公路路面同一測區(qū)分別測量聲速（在路面混凝土中，超聲脈沖單位時間內的傳播距離）及回彈值，當采用測強曲線時還需測量路面碳化深度，根據(jù)路面強度與表面硬度以及超聲波在混凝土中的傳播速度之間的相互關系推定路面強度等級。超聲法檢測能夠反映路面內部混凝土的密實情況，但對檢測人員、設備要求較高，且因人而異顯著；回彈法要求相對較低，但不能反映路面內部密實程度，因此二者結合避免了彼此的缺點，使試驗精度得到提高；不受路面攤鋪齡期及濕度的影響。

4）后裝拔出法檢測。拔出法屬于局部破損檢測方法，分為預埋拔出法和后裝拔出法。一般混凝土公路檢測大多采用后裝拔出法，該法是在已硬化的混凝土上鉆孔磨槽嵌入錨固件后做拔出試驗，測定極限拔出力，根據(jù)預先建立的拔出力與混凝土強度之間的相關關系推定混凝土的強度。后裝拔出法的優(yōu)點是檢測精度高、破損程度相對較小，測量范圍比較廣。但拔出法本質上是采用混凝土路面的抗拉強度來推定混凝土的抗壓強度，屬于間接法，而混凝土的抗拉強度和抗壓強度的關系因為混凝土材料的非均質性，會使其檢測結果存在較大的離散性。同時，該檢測法程序復雜，試驗成本也較大，檢測時間長且效率不高，需專門試驗建立測強曲線并由工程質量主管部門審定，這些都影響了后裝拔出法在實際工程中的應用。

3 工程概況

在國民經濟迅速發(fā)展的今天，環(huán)保、節(jié)能問題也得到了人們的高速重視。再生混凝土材料在公路路面工程中的應用，可實現(xiàn)廢棄材料循環(huán)利用，是當前綠色混凝土發(fā)展的重要舉措。近年來，針對再生混凝土性能檢測國內外做出了大量研究，據(jù)研究表明，再生骨料取代率的持續(xù)增加，將大大降低再生混合料的回彈值，隨之其抗壓強度也會減小，再生混凝土回彈值和抗壓強度之間存有良好相關性，為此，做好再生混凝土抗壓強度檢測意義重大。在混凝土強度無損檢測中，回彈法是主要方法之一，該檢測法的特點為儀器操作簡單、檢測速度快、成本低及一定條件下其測試值和混凝土強度相關性良好等。為此，筆者決定選用回彈法進行再生混凝土抗壓強度檢測，具體如下：

1）試驗設計與試驗方法。（1）試驗原材料。本檢測，可選用32.5R普通硅酸鹽水泥材料，選擇天然黃砂作為砂料，以無污染、無雜質的自來水作為拌和水，同時以連續(xù)級配碎石作為天然粗骨料，而再生粗骨料可選用廢棄混凝土制成，其各項性能需滿足設計要求。（2）試驗設備與方法。在全部粗骨料再生粗骨料取代率（r）可定義為，再生粗骨料所占重量百分率。基于抗壓強度試驗，再生粗骨料取代率可選用五類，具體為0%、30%、50%、70%、100%。當再生粗骨料取代率為0%時，則認定為普通混凝土，在本試驗檢測中，將其確定為基準混凝土，從而合理確定材料配合比。

根據(jù)實際情況，可選用ZC3-A型回彈儀作為檢測儀器，按照現(xiàn)行技術規(guī)程要求進行回彈法試驗。試驗中，在壓力試驗機上下兩個承壓板中間部位放置立方體試坑的兩個側面，要求面朝外放置，隨后進行初壓施加，一般為30～50kN，并保持穩(wěn)定。試塊所有側面分別進行8個測點布設，共16個，以此做水平回彈。并根據(jù)試驗方法標準規(guī)定，進行加荷，直至破壞，此時需對壓力值等數(shù)據(jù)進行詳細記錄，并進行強度值換算。在16個回彈值內，將最大、最小各3個值去除，按照下式計算剩余10個值。

其中，試塊平均回彈值可由Rm表示；第i個測點回彈值可由Ri表示。

2）試驗結果分析。（1）相比普通混凝土，水灰比相同的條件下，再生混凝土回彈值較低，基本為普通混凝土的65%左右。伴隨齡期的不斷增長，再生混凝土的回彈值將隨之進一步增加，相比28d回彈值，14d齡期回彈值基本可達到85%以上。（2）再生混凝土抗壓強度檢測，可選用回彈法，在選取專用測強曲線的情況下，可滿足回彈規(guī)程對測強精度的規(guī)定，具有可行性。（3）相比普通混凝土，強度等級相同的條件下，再生混凝土表面硬度較小，但隨著抗壓強度的不斷增加，其增加速度將快于普通混凝土。

4 結束語

綜上所述，隨著城鎮(zhèn)化建設步伐的不斷加快，公路建設成為各個地區(qū)的基礎工程，在施工工藝上有著越來越高的要求，但施工過程中仍然存在很多問題，需要通過有效措施給予解決。混凝土作為主要材料，在公路工程中發(fā)揮著至關重要的作用，加強混凝土路面抗壓強度檢測意義重大。公路質量檢測部門要引進先進的檢驗方法和設備工具，切實增強檢測工作的實效性，提高檢測結果的準確性，減少公路整體質量受到的負面影響，保障公路正常運營。