公路橋梁工程建設(shè)集料試驗(yàn)檢測技術(shù)
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【關(guān)鍵詞】集料；試驗(yàn)檢測；檢測指標(biāo)；質(zhì)量控制
1引言
公路橋梁建設(shè)對交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展具有重要作用，是國家重要的基礎(chǔ)工程。集料是公路橋梁建設(shè)過程中最基本的工程材料，使用量占總質(zhì)量的70%以上，由小粒徑的砂到大粒徑的碎石，其形狀和物理、化學(xué)性能影響著結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
2集料試驗(yàn)檢測技術(shù)和概述
集料質(zhì)量對路橋工程的整體質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，粗集料和細(xì)集料分別起骨架作用和填充作用[1]。因此，必須重視混凝土中的集料使用，施工過程中對集料試驗(yàn)檢驗(yàn)工作必須符合有關(guān)規(guī)范要求，選擇粒徑合適、級配好、試驗(yàn)檢測技術(shù)指標(biāo)滿足工程建設(shè)要求的集料，減小水灰比提高混凝土強(qiáng)度，保證整體施工安全。
3集料試驗(yàn)檢測技術(shù)類型
3.1機(jī)械檢測
機(jī)械檢測技術(shù)是一種提高公路橋梁工程安全性的檢測技術(shù)，采用精密儀器檢測集料結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)如下：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控集料質(zhì)量，動態(tài)分析檢測過程，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。集料機(jī)械檢驗(yàn)過程詳細(xì)，集料數(shù)據(jù)變化敏感，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸快，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變更出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并給出處理方法。（2）機(jī)械檢測技術(shù)靈活性、適應(yīng)性高，可對不同集料的檢驗(yàn)方法進(jìn)行調(diào)整，以滿足檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，保證檢驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)范要求。
3.2性能檢測
性能檢測技術(shù)是對建筑材料的物理、化學(xué)、力學(xué)等性能指標(biāo)進(jìn)行測試，確保測試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，提高工程可靠性。砂石、碎石（卵石）、水泥等集料是常用的施工集料，根據(jù)公路橋梁實(shí)際工程的需要，科學(xué)選擇施工集料，保證集料的顆粒級配、吸水率、含泥量等性能指標(biāo)滿足工程建設(shè)要求[2]。
4.1粗集料主要檢測指標(biāo)
1）含泥量。篩洗法是測定粗集料含泥量的常用方法。將稱好的粗集料試樣倒入盛有清水的容器中，粗集料原始質(zhì)量為m0，靜置24h后淘洗，將清洗后的液體倒入1.18mm和0.075mm篩網(wǎng)，對粗集料進(jìn)行多次清洗，去除直徑小于0.075mm的顆粒，直至沖洗后的水清澈。將2個(gè)篩網(wǎng)上的顆粒和清潔后的粗集料烘干，烘干后質(zhì)量為m1，粗集料的含泥量為(m0-m1)/m0。2）密度和吸水率。2次平行試驗(yàn)的結(jié)果偏差控制在0.02范圍內(nèi)。密度=烘干后稱重/（擦拭后稱重-漂洗后稱重）；吸水率=（擦拭后稱重-烘干后稱重）/烘干后稱重。3）針片狀含量。常采用歸準(zhǔn)儀法檢測粗集料針片狀含量，主要用于檢測直徑大于4.75mm顆粒的針片狀含量。4）力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。粗集料力學(xué)性能檢測主要包括壓碎值、磨光值、沖擊值等的檢測。壓力機(jī)經(jīng)過均勻加壓，直至荷載在10min內(nèi)達(dá)400kN，然后保持恒載按壓5s，采用2.36mm篩網(wǎng)篩分出粗集料壓碎后形成的細(xì)集料，壓碎值=壓碎后形成的直徑小于2.36mm的細(xì)集料質(zhì)量/原粗集料的質(zhì)量。磨光值是指磨光集料后，通過擺式摩擦系數(shù)測定儀來計(jì)算磨光值。沖擊值是在一定高度自由下落標(biāo)準(zhǔn)錘，連續(xù)進(jìn)行15次的骨料錘擊，沖擊值=粗集料錘擊后形成的直徑小于2.36mm的細(xì)集料質(zhì)量/原集料質(zhì)量。
4.2細(xì)集料主要檢測指標(biāo)
1）密度。容量瓶法常被用于檢測含有直徑大于2.36mm細(xì)集料的密度，將質(zhì)量為m2的細(xì)集料倒入裝有清水的容器中，靜置24h后稱量，m3為（容器+水）的質(zhì)量，m4為（容器+水+集料）的質(zhì)量，細(xì)集料的密度=m2/(m2+m3-m4)。2）含泥量。細(xì)集料的含泥量與粗集料含泥量計(jì)算方式一樣，此處不贅述。3）云母含量。稱取50g試樣，烘干至恒重后篩去超過5mm及小于0.315mm的顆粒，使用鋼針挑出砂中的云母，云母含量=挑出云母質(zhì)量/烘干試樣質(zhì)量×100%。4）砂當(dāng)量。砂當(dāng)量試驗(yàn)用于檢測集料中的雜質(zhì)含量。向試筒內(nèi)加入10mm沖洗液，倒入相當(dāng)于120g干重的細(xì)集料，除去試筒中的氣泡，靜置10min，采用自動砂當(dāng)量振蕩器90次，試筒中插入沖洗管，清洗試筒，使雜質(zhì)浮起，直至試筒液面到達(dá)380mm，靜置20min，測量試筒底至絮狀物的高度h1，將活塞插入試筒至沉淀物頂，擰緊套筒螺釘，套筒頂面與活塞底高度為h2，砂當(dāng)量=h2/h1×100%。
5集料質(zhì)量控制措施
某公路橋梁采用瀝青路面，上、下面層分別為玄武巖和石灰?guī)r集料，采用性能檢測技術(shù)檢測集料的各項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)，檢測結(jié)果如表1所示。
5.1集料級配
因試驗(yàn)條件或誤差等原因，多次試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)可能存在不同，集料的級配指標(biāo)檢測誤差將影響瀝青混合料級配，從而影響路面質(zhì)量。本工程集料級配指標(biāo)檢測值的主要影響因素如下：（1）破碎機(jī)篩孔及篩網(wǎng)。本工程集料加工過程中，破碎機(jī)篩孔間距設(shè)置較大，可將振動篩規(guī)格設(shè)置為3mm、6mm、12mm、16mm，避免集料篩選出現(xiàn)誤差。集料加工過程將造成篩網(wǎng)的篩孔變大或破損，因此，必須選擇耐磨性能高的篩網(wǎng)進(jìn)行集料的篩選加工，減小篩孔對集料級配指標(biāo)的影響。（2）料源位置。本工程的集料主要來源于開采的塊石，經(jīng)壓碎加工后作為工程使用的集料，因此，集料的來源地對集料級配和質(zhì)量產(chǎn)生影響，固定集料來源可穩(wěn)定集料指標(biāo)檢測值。（3）集料產(chǎn)量。本工程出現(xiàn)破碎機(jī)超負(fù)荷工作，產(chǎn)量過高，導(dǎo)致加工后的集料形狀尺寸出現(xiàn)偏差，很難分辨集料檔次，篩選效率低，集料級配不穩(wěn)定。因此，施工現(xiàn)場應(yīng)控制破碎機(jī)的使用程度，注重產(chǎn)量的同時(shí)必須保證集料的篩選質(zhì)量，保證級配穩(wěn)定。
5.2含泥量
集料表面的泥漿及粉塵等雜質(zhì)將影響瀝青與粗集料間的直接接觸，在兩者表面形成隔離層，導(dǎo)致黏附性降低，當(dāng)出現(xiàn)動水壓力時(shí)極易出現(xiàn)瀝青剝離現(xiàn)象，導(dǎo)致瀝青路面的損壞。本工程采用玄武巖和石灰?guī)r集料，表面較易附著亞黏土、粉質(zhì)土等，附著土的種類不同對瀝青與集料黏附性影響程度不同。泥土的塑性指數(shù)越大，對兩者的黏附性影響程度越高，亞黏土與粉質(zhì)土的塑性指數(shù)分別為18.5和5.5，因此，必須將集料表面的泥土清除干凈，避免對兩者黏附性產(chǎn)生影響。本工程還可采取以下措施降低含泥量對黏附性的影響：（1）開采塊石前應(yīng)清除覆蓋層，開采中及時(shí)清除表面泥土，禁止雨天作業(yè)；（2）保持集料堆放處清潔，對料場內(nèi)的集料進(jìn)行覆蓋，避免雨淋及粉塵污染；（3）道路硬化，禁止泥土或泥塊與集料同時(shí)裝車；（4）加工集料的破碎機(jī)必須保持清潔，配置去塵設(shè)置，污染的集料采用水沖洗，清除表面泥土雜質(zhì)。
5.3針片狀顆粒含量
優(yōu)質(zhì)的集料針片狀含量較小，表面有棱角，形狀類似立方體。本工程直接開采的集料針片狀含量較高，經(jīng)后期加工生產(chǎn)后，集料針片狀顆粒含量有所降低，主要影響因素如下：（1）料源延性。本工程采用部分形狀為片狀的塊石或裂隙發(fā)育較好的巖石作為原料，經(jīng)過加工產(chǎn)生的針片狀顆粒含量較高，因此，可以采用巖石膠結(jié)強(qiáng)度高，壓碎值較小的原料，形成的針狀顆粒含量較小。（2）加工方式。本工程先采用粗碎機(jī)對塊石進(jìn)行初步破碎，之后通過顎式破碎機(jī)再次破碎，通過篩網(wǎng)篩分出集料，不符合要求的返回重新破碎。顎式破碎機(jī)再次破碎加工的集料，針片狀顆粒含量很難滿足要求，可將其更換為反擊式破碎機(jī)，有利于針片狀顆粒含量的降低。
6結(jié)語
集料是保證路橋工程質(zhì)量的重要影響因素。集料試驗(yàn)檢測技術(shù)在公路橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用，有利于保證施工現(xiàn)場建筑材料符合標(biāo)準(zhǔn)要求，為公路橋梁設(shè)計(jì)和施工程序的制定提供了重要的數(shù)據(jù)支持，減少后期使用過程的反復(fù)修護(hù)，降低造價(jià)，保證公路橋梁的安全性和耐久性。
【參考文獻(xiàn)】
【1】李淑萍.材料試驗(yàn)檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用淺述[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2017(31):161-162.
【2】王艷美.公路橋梁工程集料試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用研究[J].交通世界,2020(9):14-15
作者：張如艷 單位：中交二公局東萌工程有限公司
