混凝土在公路检测中的强度方法

摘要：作为道路建设的主体材料，混凝土的强度对道路的质量及服役年限有重要的影响。为了保证道路的安全与耐久，需要通过一种科学、高效的测试手段来精确地评定混凝土的强度。文章对公路施工中混凝土强度的测试方法进行了研究，分析了各自的优缺点，以及适用范围。

关键词：混凝土；公路检测；强度；方法

引言：在公路建设中，混凝土的强度是一项重要的技术指标。随着科学技术的不断发展，道路建设的不断完善，对混凝土强度的检验也越来越迫切。采用钻孔取样等常规测试手段，其精度较高，但易损坏混凝土，并对整个道路结构产生不良影响。目前，回弹法、超声波回弹法等非破坏性测试技术正逐步占据主导地位[1]。

一、公路混凝土强度检测方法

（一）超声回弹法

超声波回弹仪能将超声检测方法与回弹法检测方法的优点结合起来，克服两者各自的不足。超声波在被测物质中传播时，其传播速度与材料的密度和弹性模量有关，可由超声波在混凝土中传播的时间或速度来间接了解混凝土内部品质。而回弹定律则是建立在混凝土表面硬度测定的基础上用钢锤敲击混凝土表面，然后根据反弹的高度来判定表面的硬度。一般情况下，愈硬的混凝土，回弹愈高，说明混凝土的强度愈高。超声波回弹综合法的优点是综合考虑了混凝土的内部和外部特性，可以对混凝土强度进行更精确的评价。这主要是由于单用超声波或回弹法受集料种类、湿度等多种因素的影响，造成测试结果的可靠性较低。超声回弹方法将这两种方法结合在一起，可以有效地消除这些干扰，提高检测的准确性。另外，超声回弹技术最大的优势就是无损检测，即在检测结构强度时，不会对结构造成损伤。这种方法特别适合于既有建筑物的健康监测与评价，也适用于施工阶段新浇混凝土的质量控制。超声波回弹回弹技术因其高效、可靠的特点，在桥梁、隧道、建筑等领域得到了广泛的应用。然而，要保证测量结果的准确，还需要注意点的选取、仪器的选择和数据的准确处理。超声回弹回弹技术可为混凝土结构的安全、耐久提供有力支撑[2]。

（二）谱分析法

频谱分析法（Rayleigh Wave Method）是一种以波理论为基础的无损检测技术，主要用于检测混凝土等材料的强度及均匀度。瑞雷波是一种沿介质表面传播的波，它的传播速度与介质物性密切相关，是一种新的研究热点。频谱分析法是对路面施加一系列不同幅值的冲击或振动，使路面表面产生纵、横波和面波等多种弹性波。通过采集瑞雷波信号，重点研究其传播特征（如波速、频率等），从而反演出介质内部结构信息。瑞雷波的传播速度与其传播路径上的材料特性（如密度、弹性模量等）直接相关，可通过测量波速间接反演其强度等力学性能指标。该方法最大的优点是无需对被测对象进行采样，避免结构破坏。另外，频谱分析方法精度高、效率高，能在较短的时间内完成大范围的探测。近年来，随着传感技术的进步以及数据处理技术的不断进步，频谱分析方法已从传统的混凝土强度评估扩展到地下管线检测、隧道衬砌质量检测等诸多领域。频谱分析法虽然有诸多优势，但其结果的正确性与场地条件、仪器精度及资料分析人员的技术水平密切相关，在实际应用中，必须综合考虑各种因素，才能保证检测结果的可靠性[3]。

（三）钻芯取样法

钻芯取样方法是在混凝土构件上钻孔取芯，然后在室内测定其强度以评价其抗压强度。该方法能直观地反映混凝土的密实度、均匀性、有无裂缝和缺陷等实际情况，是一种非常精确的检测方法。但是，钻芯取样方法也有其明显的不足之处。一方面，这是一种破坏性试验方法，即在混凝土结构中钻完孔后需要修补，这样不但会增加工作量，还会影响结构的整体工作性能。另一方面，取样及后续试验分析均需专业设备及专业人员，费时费力且费用高昂。此外，芯样位置及数量的选取对分析结果的准确性非常重要，若选取不当，则会使结果不具有代表性。但也有一些情况，如非破坏性测试手段不能给出充分的信息，或在工程纠纷、质量检查和结构安全性评价等方面，必须采用岩心取样方法[4]。

二、混凝土强度质量控制

（一）事前控制

合理的配合比设计是保证混凝土强度的前提。通过对水泥、砂、石、水及掺合料的配合比的精确计算，得到了理想的材料力学性能。根据具体工程要求（如强度等级、工作性能等），结合温、湿度等环境因素，合理设计配合比。另外，为了验证沥青混合料的可行性，还需要通过试配实验加以验证。所用原料必须满足有关标准及规格。如水泥稳定性能好，初终凝时间合适；骨料要求清洁无杂质，粒度分布合理；掺合料应与水泥及其它材料相容。通过对原材料的严格筛选与检查，能够避免由于原材料的问题而引起的质量问题。

（二）事中控制

坍落度是混凝土流动性能和塑性的重要指标，保证混凝土能充分填满模膛的关键。如果塌落度过大或过小，均会影响到混凝土的密实度及均匀性，从而影响到混凝土的最终强度。施工现场应定期对坍落度进行测量，根据施工现场的实际情况，对所用水或其它配料的配比进行适当的调整。在生产过程中，温度监控也是一个重要环节。混凝土浇筑后，尤其是早期养护阶段，温度的变化对混凝土强度的发展影响很大。温度过高会引起混凝土内部水分的快速蒸发，导致混凝土表面产生裂缝；但温度过低会使水泥水化反应延迟或停止，使其强度下降。所以必须采取有效的保温措施，定期进行温度测量，及时发现和解决隐患。

（三）事后控制

综合无损检测和微损伤检测结果，可对混凝土的实际强度进行综合评价。目前常用的无损检测方法有超声波回弹-弹复合法、频谱分析法等，这些方法能对结构进行无损检测，并能反映混凝土内部状况。微损伤探测方法，如钻芯取样法，能提供更直观、更局部的强度数据。不合格区的补强处理是事后控制中的一个重要环节。当混凝土部分出现强度达不到设计要求时，应及时采取补救措施。当混凝土构件存在强度低或有缺陷时，可采用粘贴碳纤维布、加筋网片及注入环氧树脂等方法进行补强。对于具体的处理方法，要根据具体的病害条件以及工程的实际要求来进行。粘贴碳纤维布是一种常用的增强方式，特别适合在对弯曲强度要求较高的地方使用。碳纤维布以其高强、轻质、防腐等特点，与混凝土结合，可大幅提高其承载力。加筋网片是一种常用的加固方法，可以修补裂纹，也可以加强大范围内的整体性。本文提出了一种新的加固方式，即在混凝土中加设钢筋网，从而增强了结构的抗拉强度，以及整体稳定性。可以用于对深层裂缝进行修复或加固，保证建筑物的安全耐用。而注浆环氧树脂主要是用来填补微裂纹、空洞，从而使混凝土的整体强度和密实度得到提高。环氧树脂可以填充裂缝，还能和混凝土很好地粘结在一起，防止裂缝的进一步发展。尤其适用于微小裂纹及局部裂纹的修补。

结语：

在公路工程中，混凝土强度的检测是确保公路质量和使用寿命的重要环节。通过科学、高效的测试手段，能够对混凝土的强度进行精确的评价，为公路的建设与养护提供强有力的保证。在今后的道路建设中，技术水平的不断提高和技术水平的不断提高，对混凝土强度的检测也将向智能化、精密化方向发展。

参考文献：

[1]孟祥俊. 建筑工程混凝土结构损伤检测技术要点分析[J]. 建材发展导向， 2025， 23 （04）： 16-18.

[2]李灿. 高速公路旧水泥混凝土路面共振碎石化施工技术[J]. 山东交通科技， 2021， （06）： 104-106.

[3]芦晓军. 沥青混凝土公路路面破损自动检测与评价软件系统研究[D]. 辽宁科技大学， 2006.

[4]杨成林，时福荣，李从信，蔡柏林. 应用瑞雷波等方法对公路质量进行无损检测[J]. 物探与化探， 1996， （02）： 104-115.