公路工程水泥混凝土强度影响分析

袁玮

（浙江交工交通科技发展有限公司，杭州 311112）

1 引言

水泥混凝土在我国公路工程建设中被广泛应用。在施工过程中，需要试验检测人员更多地关注其强度，有效评定和管控水泥混凝土的施工质量。因此，相关人员要正确掌握水泥混凝土强度的检测方法，明确其影响因素，并制定相适应的管控措施，提高水泥混凝土的强度，使其满足并符合公路工程的建设要求。此外，在公路工程水泥混凝土路面施工结束并开通运营后，还要对车辆荷载情况进行严格的检查，减少因为车辆超载对水泥混凝土路面带来的破坏等。

2 公路工程水泥混凝土强度的检测方法

2.1 回弹法

该检测技术是水泥混凝土强度检测常用的方法之一，主要借助回弹仪撞击水泥混凝土构件，之后根据测区的平均回弹值和碳化深度值，通过测强曲线或测区强度换算表得到测区现龄期混凝土强度值。在实际应用中操作简单，但是在回弹检测中常与钢筋发生碰撞，在一定程度上增大了回弹仪的度数。另外，应用该方法时，容易受到人为因素和环境温度的影响，使检测结果误差较大，因此，需要针对水泥混凝土构件设置多个检测点进行回弹检测，删除不合理的检测值，计算平均值，判断其是否符合设计标准。另外，采用回弹法检测水泥混凝土强度的过程中，只能大致推断水泥混凝土结构的强度。

2.2 钻芯检测法

工程质量检测过程中，当应用回弹法无法准确检测水泥混凝土结构的强度时，可以应用钻芯检测法进一步明确水泥混凝土结构的强度。该检测技术在实际应用中对建筑结构具有一定程度的破坏性，需要选择合适的钻芯位置，如水泥混凝土构件受力小且具有代表性的部位，同时需要规避主筋和预埋件和管线，然后钻芯机取样，在实验室内开展芯样的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度检测，获得精准的芯样强度值。通常情况下，为了有效提高该检测方法的精准度，要求相同水泥混凝土构件的钻芯数量符合规范规定的数量，保证检测结果的代表性[1]。

2.3 超声波脉冲检测法

公路工程水泥混凝土质量检测过程中，合理应用超声波脉冲检测法可以更加准确地检测出水泥混凝土的强度值，其主要是借助超声波在多种介质内的传播速度不同对不同强度的水泥混凝土结构进行检测。为了进一步提高检测结果的准确性，在实际检测过程中需要控制超声波的传播频率大于20 kHz，同时，各个检测平面应保持整洁、干燥。

2.4 超声波回弹综合法

超声波回弹综合法主要借助现代化先进的检测仪器和设备，先由传感器发射超声波，之后设备感知超声波的实际回应状况，测定水泥混凝土强度。该检测方法优化了检测工作流程，在实际运用过程中综合考虑了水泥混凝土强度检测的各项影响因素，可迅速检测水泥混凝土结构的强度。

3 公路工程水泥混凝土强度的影响因素

3.1 材料及配合比

水泥混凝土的性能如何，对于公路工程来说至关重要，尤其是强度，对其他性能的发挥也有一定的影响，因此，水泥混凝土的配合比在一定程度上决定了工程施工的质量。而原材料是影响水泥混凝土强度的关键因素之一，当材料质量不符合公路工程建设要求时，难以保证水泥混凝土的强度，无法提高工程建设质量。公路工程建设中对材料质量有较高的要求，尤其是水泥混凝土材料，对其进行配比的过程中，需要最大限度地降低多种因素对配比结果的影响[2]。

3.2 施工及管理因素

水泥混凝土施工过程中，混凝土施工工艺包括多个环节，如水泥混凝土浇筑、振捣等。如果出现工艺应用不到位、技术管理不当等问题，都会影响水泥混凝土的强度。例如，振捣过程中，由于施工人员专业能力水平有限，在施工操作中出现振捣不足、漏振等现象，造成混凝土不密实，存在蜂窝、麻面甚至有孔洞，出现较多的质量缺陷，直接影响混凝土的强度。另外，水泥混凝土强度还受到温度因素的影响，若施工管理不到位，未合理管控温度，容易造成水泥混凝土强度不符合公路工程建设要求[3]。例如，夏季气候炎热，外部温度较高，在混凝土养护不当时，其内部温度持续升高，就会加快混凝结构表面水分的蒸发速度，导致混凝土结构出现较大的收缩变形，从而出现裂缝，降低了混凝土结构的强度。

4 提升公路工程水泥混凝土强度的措施

4.1 合理选材

1）水泥是水泥混凝土中的关键材料，对浇筑质量有较大影响，主要包含普通、专项和特种水泥，需要结合工程状况选用适宜的水泥材料，明确材料规格和使用方法。

2）骨料是水泥混凝土配制中常见的砂石材料，通常选用质量较佳的河砂，以提高混凝土结构的强度。

3）掺合料是水泥混凝土配制中的必备材料，合理使用掺合料有助于优化水泥混凝土的各项性能，防止由水化热引发的凝固速度缓慢问题[4]。例如，石灰激发剂，能够提高混凝土的强度在混凝土加入的硅灰、矿渣、钢渣等中二氧化硅含量较高；选择钾、钠等碱金属盐颗粒，对混凝土具有良好的减水效果，同时具有较强的早强功能，实现硅氧化物结构的分解，形成胶结能力强的硅化合物，提高混凝土结构的强度。但是需要控制其总量不大于25%，预应力水泥混凝土施工中对于其用量具有详细要求。

4.2 优化配比

4.2.1 优化配合比设计

水泥混凝土配合比设计的目的主要在于使混凝土结构的强度、耐久性和经济性等方面满足工程要求，而强度是必须达到的关键指标。优化配合比设计的过程中，需要工作人员注意以下几点。

1）用水量控制。水灰比对混凝土强度有决定性影响，在实验室进行混凝土试配时，需要结合实际变化情况，针对性调整用水量。

2）配料误差控制。混凝土配合比控制过程中，应确保原材料使用量误差在允许范围内，例如，水泥与外掺混合料的用量误差在±2%；水与外加剂的用量误差在±2%；粗细骨料的用量误差在±2%～±3%。

4.2.2 施工配合比优化

施工配合比对水泥混凝土强度具有更加显著的影响，主要由于设计配合比在实验室内获取的结果，而公路工程施工现场应用的砂石材料具有不同程度的水分，并且其含量随着环境因素的影响不断变化，造成设计和施工配比存在一定差异。因此，在施工现场配制水泥混凝土的过程中，需要按照场地检测的砂石含水率适当调整材料具体用量，合理换算为施工配合比。施工人员在实际操作中不断优化施工配合比，严格按照其要求拌和混凝土，同时在施工前做好操作技术人员的技术交底工作，才能进一步保证水泥混凝土强度符合公路工程建设要求，保证水泥混凝土的施工质量[5]。

4.3 加强管理

4.3.1 浇筑管理

高强度水泥混凝土浇筑操作中，需要事先清理施工现场，防止降低水泥混凝土和基底层的结合效果，在实际浇筑中合理运用分层浇筑方式，合理管控分层厚度指标，并合理选用振荡器，确保压实效果。浇筑完成之后，立即撤离混凝土车，将单次浇筑长度管控在4 m 左右，加强浇筑管理，保证施工质量。

4.3.2 养护管理

水泥混凝土浇筑完成后立即进行养护工作，防止出现裂缝现象，同时在完成浇筑12 h 之后，适当洒水，使混凝土表面处于湿润状态，管控水泥硬化过程的温差，同时在养护过程中覆盖土工布，规避各种裂缝问题的发生[6]。

4.3.3 温控管理

基于混凝土的入模温度，控制混凝土结构的温升值小于50 ℃，内外部温差小于25 ℃，降温速率保持2 ℃/d，混凝土表面和大气温差小于20 ℃。测温过程中，若混凝土内外温差超过预警值，需要合理调整覆盖层厚度，控制表面温度，并提高观察温差频率。如果气温骤然下降，工作人员可以选择彩条布覆盖混凝土结构，在环境温度正常时撤掉彩条布，提高温控管理效果，避免出现裂缝，保证混凝土结构的强度。

5 结语

受到高强度的出行压力的影响，公路工程项目数量持续增加，同时对施工工艺的要求也越来越高，而水泥混凝土具有较强的安全稳定性、耐久性，逐渐在公路工程中被广泛应用，但是公路水泥混凝土路施工也是一个复杂、系统的过程，使用的材料种类多样、施工工序复杂繁多、施工质量管理难度较大，因此，需要管理人员严格把关水泥混凝土强度指标，为公路工程施工质量提供保障。