道路桥梁工程原材料试验检测技术探究

李亢

（1.河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司，石家庄 050000；
2.河北省道路结构与材料技术创新中心，石家庄 050000）

我国道路桥梁工程建设迅猛发展，规划至2030年将形成覆盖广泛、布局合理的国家交通网络，实现各大城市多路通行。但是，过去20年是道路桥梁建设黄金阶段，项目投入与国家资金加大同时，工程事故也频繁发生，多是原材料因素导致。原材料质量合格与否，不仅会对道路桥梁工程的施工管理造成影响，还会影响工程建设后的保养维护。因此，道路桥梁工程中，应当以质量安全为施工生命线，做好原材料试验检测工作，合理利用原材料，提高工程质量。

道路桥梁工程原材料是指建设施工中所用的各种材料及制品总称，是建设工程的基础物质，常用道路桥梁工程原材料有集料、水泥、岩石、钢筋、混凝土、沥青等[1]。原材料试验检测中，需明确操作流程，方能保证结果准确。具体流程如下。

2.1 抽样试验

工程原材料试验检测中，抽样是关键环节，抽样数量、部位、方法不当，均会引发试验检测误差，对结果准确性造成影响。因此，必须采用科学的方法、严格的标准进行抽样，保证抽取样本具备代表性、完整性与真实性。相同批次原材料需随机抽取不同部位，不同批次的材料则应根据规定比例抽取[2]。

2.2 控制温湿度

原材料性能易受到环境温湿度影响，现场施工需选择适合养护、贮存材料的环境。试验检测人员，也要根据相关规定操作原材料，把控实验室温湿度，方能获得有效结果。

2.3 数据处理与结果统计

为避免材料试验检测数据离散性较大，不同材料的数据处理方式不同，应按照规定标准对结果进行取舍，禁止数据简单处理。若试验检测结果差异较大，或相同材料的试验结果性能指标互相矛盾，需要剔除异常数据，并查明原因，开展重复试验。

以某道路桥梁工程为例，工程处于黄土地区，坡面较陡，有大量凹陷，坡面不能设置桥墩。工程桥长304.56 m，选用大跨度T结构一次跨越设计，设计T形钢构桥简支梁桥结构，全桥位于路线直线段。

3.1 沥青混凝土试验检测

道路工程常用沥青混凝土路面，需对原材料进行试验检测，以沥青混合料原材料、沥青混合料这两部分作为试验检测对象[3]。试验检测人员应当明确沥青混凝土路面需承载的车辆荷载，并且路面长时间暴露在自然环境内，对其力学性能、耐久性要求较高。

3.1.1 原材料试验检测

在JTG E42—2005《公路工程集料试验规程》与GB 14684—2022《建设用砂》中，对沥青混合料细集料、粗集料做出规定[4]。工程中应选用级配合理、吸水率低、质地坚硬、粒形良好的粗集料，包括碎卵石与碎石，细集料选用机制砂与粗河沙，空隙率较小。集料试验检测结果见表1。

表1 集料试验检测结果

3.1.2 沥青混合料检测

根据JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》要求开展沥青混合料试验检测，设备仪器为软化点仪、针入度仪、电子秤（0.1 mg级精度）、延度仪、烘干箱等，沥青混合料试验检测结果见表2。

表2 沥青混合料试验检测结果

项目实验室需做好拌和的沥青混合料检测，保证混合料指标符合施工要求。

3.2 水泥混凝土试验检测

桥梁采取钢筋混凝土结构，为确保结构施工质量，需做好水泥混凝土的试验检测工作，从源头上把控工程质量，该检测侧重于水泥混凝土原材料与试块力学性能。混凝土中，水泥为关键凝胶材料，其性能可决定混凝土的性能，因此，检测项目较多，以胶砂强度、凝结时间、标准稠度用水量作为关键指标[5]。

3.2.1 坍落度

实验室通过混凝土坍落度检测材料的和易性，使用坍落度检测仪，分批分层将混凝土装入仪器料筒中，配合振捣工作确保混凝土密实性，将坍落度筒均匀提起，观察混凝土自然坍落情况，利用直尺测量高差值，获得坍落度指标。

3.2.2 凝结时间

混凝土凝结时间利用贯入度试验测定，其作为间接试验法，选用贯入阻力仪进行测试，选择恰当的测试针，在既定时间及标准深度范围内均匀插入贯入针，记录相应压力及贯入时间，绘制贯入时间-贯入力曲线，以此判断水泥混凝土初凝/终凝时间。

3.3 钢筋试验检测

在道路桥梁工程中，钢筋作为关键受力构件承担外荷载，材料各项指标能够决定道路桥梁工程承载力，为控制钢筋性能，需开展弯曲试验、拉伸试验及钢筋接头试验。

3.3.1 拉伸试验

试验检测人员可利用拉伸试验测定钢筋极限抗拉强度、屈服强度、弹性模量、伸长率等指标。人员选用拉伸试验机，拉伸前校正相应钢筋，确保被测钢筋平直，切口垂直于钢筋长度方向，表面平整光滑，定期清理设备卡口，保证表面清洁，完全将被测试件紧固[6]。

3.3.2 钢筋接头试验

该实验类似于拉伸试验，主要通过钢筋拉伸试验机完成。试验完成后，对比完整钢筋与接头钢筋的抗拉强度、拉伸率等指标。评定钢筋接头时，以钢筋非焊接部位破坏断裂为主，钢筋断裂区域处于母材上，焊接影响区与焊接区未产生断裂情况，认定接头强度符合施工与设计要求。

3.3.3 弯曲试验

试验检测人员选用万能试验机，由于该工程常用钢筋为HRB400级，采取普通冷弯试验，其他钢筋选用反向弯曲试验。冷弯试验被检钢筋表面禁止出现划痕，需避开钢筋淬火、切割等区段，试验钢筋如果公称直径＞35 mm，需先加工成公称直径为25 mm的试件，再完成冷弯试验；
公称直径＜35 mm，则无须加工可直接开展冷弯试验，长度根据弯曲试验设备与公称直径进行综合确定[7]。

4.1 建设试验检测队伍

道路桥梁工程是特殊商品，使用年限较长，与人们的生命财产安全具有直接联系，必须以“质量第一”为原则，开展试验检测。而检测人员作为原材料检测执行者，承担试验检测任务，应遵循交通运输部制定的《公路水运工程试验检测机构等级标准》要求，持有试验检测证书≥12人，持有试验检测工程师证书≥6人，持有证书专业工程师配制为桥梁专业≥2人，道路专业≥3人，技术负责人与质量负责人需具备高级职称，8年以上从业经验。为此，在试验检测机构运行中，需构建完善人员管理制度，对人员业务范围、资格证书等进行严格把关，培养高素质试验检测人才。

4.2 开展设备仪器管理

试验室应当引进先进的设备仪器，其准确度更高，有助于开展试验检测工作，需保证所有设备仪器均能完好存放、安全处置和正常使用，制订维护计划，做到专人保管。特别是大型设备仪器，需授权专业人员操作，粘贴明显状态标识，包括设备仪器出厂编号、型号、名称、说明书、自检书等，便于人员统一归档处理。仪器设备明确规范后，需进行强制性检定，按照国家标准及规范要求，定期送去检测机构校准检定，且在设备仪器上粘贴准用、合格、停用标识。

4.3.1 环境控制

道路桥梁原材料试验检测试验室，应当具备控制试验环境的能力，所用设备仪器与检测环境均需满足行业或国家规范标准。企业需把控现场环境，尤其是检测规范对操作环境提出明确要求，或是有迹象表明环境对于结果准确度具有间接或直接影响时，必须加强环境条件控制。而环境因素较多，包括灰尘、环境温湿度、空气电磁干扰、大气压强等，可安装空气加湿器、冷暖空调、大气通风装置灯等方式进行控制。

4.3.3 性能控制

原材料使用性能检测中，由于材料数量较多，多为破坏性试验，无法全数试验，需按照规范要求采取相应方式进行取样。通过文献与规范整理，结合实际情况，才能明确原材料试验检测的取样方法、抽样频率等。例如，袋装水泥需检测其标准稠度用水量、细度、凝结时间、胶砂强度、安定性等，每批次进场均需开展1次检验，检验批代表数量＜200 t；
散装水泥每批次进场均需开展1次检验，检验批代表数量＜500 t。

综上所述，道路桥梁工程建设中，检测原材料质量是确保施工质量的重要环节，为确保数据的准确性，对于原材料需按照规定严格操作，秉持认真严谨、科学合理的态度操作，保证原材料达到建设工程标准。此外，在道路桥梁工程中，应当结合实际情况，通过建设试验检测队伍、开展设备仪器管理、把控试验检测细节、加强工地试验指导的方式，优化原材料试验检测质量，从而提高质量检测的准确度。