盧愛(ài)民

(江蘇東南交通工程監(jiān)理咨詢有限公司)

0 引 言

相對(duì)于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)而言，傳統(tǒng)的檢測(cè)道路橋梁的方法是在公路橋梁上面隨機(jī)選取一個(gè)位置，然后進(jìn)行鉆孔，獲取樣本，將取得的樣本帶回并進(jìn)行相關(guān)的分析和研究，從而得到各種各樣具有價(jià)值意義的工程參數(shù)。顧名思義，這種方法是具有一定的局限性的:其一，由于在檢測(cè)過(guò)程中采用的是隨機(jī)選點(diǎn)的方法，難免遺漏別的地段，因此不具有代表性而且檢查很不全面;其二，對(duì)橋梁和道路進(jìn)行鉆孔會(huì)導(dǎo)致建筑物一定的損傷，長(zhǎng)年累積，損傷更大，不是很理性。在傳統(tǒng)方面難以精準(zhǔn)檢測(cè)道路橋梁的情況下，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它不僅直觀性強(qiáng)、效率高，而且還能檢測(cè)到交通設(shè)施內(nèi)部的狀態(tài)，很好的填補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的缺點(diǎn)，這是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路橋梁安全檢測(cè)方面得以發(fā)展迅速的重要原因。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的概念及其特點(diǎn)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是指在不損害橋梁和道路結(jié)構(gòu)及其性能的基礎(chǔ)上，檢測(cè)道路和橋梁的物理指標(biāo)，通過(guò)對(duì)指標(biāo)的分析和研究來(lái)對(duì)交通設(shè)施的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷的檢測(cè)方法。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是多門(mén)學(xué)科相互綜合而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)應(yīng)用工程技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在不破壞道路和橋梁性能和使用效果的前提下，充分借助聲音、光、磁和電等的特性，對(duì)道路和橋梁進(jìn)行整體和深入地檢測(cè)，并能夠得出橋梁和道路的具體信息，從而判斷交通設(shè)施是否存在安全隱患和損傷，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)一系列的信息進(jìn)行綜合分析和判斷，能夠得出被檢測(cè)橋梁和道路的具體狀態(tài)，判定它們是否能夠安全通車(chē)，還能夠使用多久等等。

2 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路和橋梁方面的具體運(yùn)用及其存在的問(wèn)題

2.1 超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)的工作原理是使用小鋼球敲打道路和橋梁，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生低頻應(yīng)力波，低頻應(yīng)力波經(jīng)建筑體傳至內(nèi)部后會(huì)被建筑體內(nèi)的縫隙或者損傷處反射回來(lái)，根據(jù)反射波的具體狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分析和判斷。它通過(guò)充分綜合利用了多種波段產(chǎn)生共振來(lái)判斷道路和橋梁是否完好，尋找建筑體斷裂的具體位置。超聲波被廣泛運(yùn)用于道路和橋梁的檢測(cè)和維修工作當(dāng)中，工作人員運(yùn)用超聲波對(duì)建筑體進(jìn)行檢測(cè)，判斷結(jié)構(gòu)是否完整，是否有斷裂面和縫隙，從而及時(shí)對(duì)空隙的路面進(jìn)行維修，保證交通安全運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，超聲波檢測(cè)技術(shù)在具體操作過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生誤差。例如，當(dāng)管道出現(xiàn)交叉和靠近或者管道中存在水、空氣等對(duì)應(yīng)力波的傳播產(chǎn)生影響的物質(zhì)時(shí)，檢測(cè)的結(jié)果會(huì)有偏差。此外，超聲波檢測(cè)技術(shù)雖然很快能找到橋體或者路基的縫隙，然而，在其他檢測(cè)項(xiàng)目方面如:路基的密實(shí)性就不是很有效，還有待進(jìn)一步優(yōu)化和發(fā)展。

2.2 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用原理是通過(guò)高頻電磁脈沖波或者寬頻帶短脈沖借助發(fā)射天線傳導(dǎo)至地下，在向下傳播的過(guò)程中，如果碰到不同的電性介質(zhì)交界面，部分高頻電磁脈沖波或者寬頻帶短脈沖就會(huì)被反射回來(lái)，被接受天線接收到。探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)具有耗時(shí)少、操作簡(jiǎn)便、對(duì)人力需求少、受環(huán)境影響小以及精確度高等優(yōu)點(diǎn)。這種檢測(cè)技術(shù)不僅能夠檢測(cè)橋梁和道路的密實(shí)性，還能檢測(cè)基層的厚度、含水量以及擋土墻的問(wèn)題，此外，通過(guò)利用雷達(dá)的特性，還可以檢測(cè)道路和橋梁的建筑材質(zhì)、縫隙、濕度以及建筑體的整體結(jié)構(gòu)。不言而喻，探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，而且實(shí)用性強(qiáng)，是一種高效的檢測(cè)技術(shù)，然而，正因?yàn)槠鋺?yīng)用的領(lǐng)域很廣，其對(duì)相應(yīng)技術(shù)人員的要求也很高。探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的分析人員必須具備豐富而長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都了然于心，才能充分發(fā)揮這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。另外，探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)較高的使用成本也是一個(gè)制約其使用和發(fā)展的因素之一。

2.3 光纖傳感檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感檢測(cè)技術(shù)的工作原理是通過(guò)充分利用某些物理量的敏感特性并將外界物理量轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，最終達(dá)到測(cè)量的目的。國(guó)內(nèi)的光纖傳感檢測(cè)技術(shù)經(jīng)過(guò)了30 多年來(lái)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，舉得了突破性的發(fā)展。光纖傳感檢測(cè)技術(shù)可以有效地檢測(cè)道路和橋梁多個(gè)方面的情況包括應(yīng)變特性、鋼索索力、預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土的內(nèi)部應(yīng)力等等。相對(duì)傳統(tǒng)的傳感器而言，光纖應(yīng)變傳感器靈活輕便、樣式齊全，最關(guān)鍵的是它不會(huì)受到外界環(huán)境和被測(cè)對(duì)象情況的影響，而且能夠承受高壓、腐蝕、易燃易爆等特殊境況，實(shí)用性非常強(qiáng)。然而，光纖應(yīng)變傳感器的市場(chǎng)價(jià)格要比一般的傳感器高出很多，這給光纖應(yīng)變傳感器在道路和橋梁檢測(cè)工作中的推廣帶來(lái)了很大的阻力。

2.4 圖像技術(shù)

圖像技術(shù)包括兩大類(lèi)，一類(lèi)是紅外成像技術(shù)，另一類(lèi)是激光全息圖像攝影技術(shù)。紅外成像技術(shù)的工作原理是借助各種材料所具備的不同的導(dǎo)熱性能，道路和橋梁建筑體內(nèi)部的熱傳導(dǎo)和溫度的分布情況可以用高精度的熱敏傳感器進(jìn)行檢測(cè)和接收，并形成相應(yīng)的圖像，清晰地呈現(xiàn)道路和橋梁內(nèi)部的具體情況，分析人員可以通過(guò)圖像中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)對(duì)建筑體進(jìn)行分析和判斷。激光全息技術(shù)是在使用全息攝影得到圖像的基礎(chǔ)上，對(duì)圖像中的數(shù)據(jù)和走勢(shì)進(jìn)行深入分析，從而計(jì)算出相應(yīng)的力學(xué)量。利用圖像技術(shù)對(duì)道路和橋梁進(jìn)行檢測(cè)具有高精度、直觀性強(qiáng)、檢測(cè)全面的優(yōu)勢(shì)。

3 完善道路橋梁無(wú)損檢測(cè)的對(duì)策

3.1 提高道路橋梁無(wú)損檢測(cè)工作人員的綜合能力和素質(zhì)

對(duì)道路和橋梁進(jìn)行檢測(cè)是一項(xiàng)重大而艱巨的任務(wù)，它包括設(shè)備檢測(cè)、實(shí)地檢測(cè)以及事后的分析整體等一系列工作，對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平要求很高。隨著國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，雖然一直很重視道路和橋梁的建造，但是對(duì)其檢測(cè)和加固的重視度不夠高，相對(duì)欠缺，發(fā)展也不如建造方面迅速。因此，要想促進(jìn)道路和橋梁檢測(cè)水平的提高，必須先提高該領(lǐng)域工作人員的技術(shù)水平和整體素質(zhì)，不斷強(qiáng)調(diào)隊(duì)伍建設(shè)和擴(kuò)大，要對(duì)工作人員進(jìn)行定期技術(shù)的培訓(xùn)，推廣新的檢測(cè)技術(shù)，鼓勵(lì)工作人員在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并拿出來(lái)共同探討，使大家共同進(jìn)步。此外，倡導(dǎo)道路和橋梁檢測(cè)技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新，使國(guó)內(nèi)道路和橋梁檢測(cè)水平不斷進(jìn)步。

3.2 充實(shí)橋梁和道路檢測(cè)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容，加大研究力度

橋梁和道路檢測(cè)涉及的面很廣，內(nèi)容繁雜，包括路基，路面，橋涵和隧道等多種結(jié)構(gòu)。以上的檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)道路和橋梁的檢測(cè)，范圍相對(duì)較小，不能適應(yīng)各種工程的檢測(cè)，因此，要加大檢測(cè)技術(shù)的研究力度，不斷完善現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)研發(fā)出新領(lǐng)域的檢測(cè)技術(shù)，是檢測(cè)更加完善和準(zhǔn)確，保證使用的絕對(duì)安全，以免造成不可估量的損失和危害。目前，國(guó)內(nèi)使用的各種檢測(cè)技術(shù)對(duì)國(guó)外科學(xué)技術(shù)的依賴程度依舊較高，而采用國(guó)外的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備一方面不是依據(jù)國(guó)內(nèi)道路和橋梁的具體情況，另一方面受到國(guó)外的限制和制約，缺乏發(fā)展的動(dòng)力，我國(guó)必須打破這一局面，要充分根據(jù)國(guó)內(nèi)橋梁和道路的具體情況來(lái)進(jìn)行深入研究，不僅要注意從原理上掌握檢測(cè)技術(shù)的精髓，同時(shí)還要注重對(duì)制作工藝的探討，旨在開(kāi)發(fā)出實(shí)用性強(qiáng)，效率高，符合國(guó)內(nèi)道路和橋梁建設(shè)的具體情況，控制價(jià)格成本，最終使現(xiàn)代科學(xué)的檢測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到廣泛推廣和運(yùn)用。

4 道路和橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

道路和橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)只有不斷更新和進(jìn)步才能不斷適應(yīng)日益發(fā)展的道路和橋梁建筑施工技術(shù)。由于道路和橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一個(gè)相對(duì)新的領(lǐng)域，該領(lǐng)域的發(fā)展還有一個(gè)很漫長(zhǎng)的過(guò)程，問(wèn)題也是層出不窮，只有朝向一個(gè)正確的方向，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，才能不斷進(jìn)步，不斷發(fā)展，水平才能不斷提高。就目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)道路和橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)存在的主要問(wèn)題是。(1)利用遠(yuǎn)紅外線成像檢測(cè)道路和橋梁的破壞情況。(2)使用定位系統(tǒng)對(duì)橋梁的變形情況進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用鋼傳感器對(duì)橋梁的超載情況進(jìn)行檢測(cè)。(3)運(yùn)用強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)法對(duì)道路和橋梁的下部分狀況進(jìn)行探測(cè)和評(píng)估，利用振動(dòng)計(jì)對(duì)斜拉索索力進(jìn)行測(cè)量。(4)利用微波技術(shù)來(lái)檢測(cè)道路和橋梁的縫隙，進(jìn)而分析和判斷損傷程度，并采取相應(yīng)措施加以補(bǔ)救。

5 結(jié) 語(yǔ)

道路和橋梁的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是包括物理學(xué)、材料科學(xué)、斷裂力學(xué)、機(jī)械工程、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能等在內(nèi)的多種學(xué)科的綜合體和結(jié)晶，它以先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)為載體，同時(shí)又是科學(xué)技術(shù)的成果。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不斷受到越來(lái)越多人和部門(mén)的關(guān)注和重視。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在監(jiān)控道路橋梁的建筑質(zhì)量，檢測(cè)道路橋梁的當(dāng)前使用狀況，保障道路橋梁的使用安全方面做出了不可替代的貢獻(xiàn)，被社會(huì)廣大技術(shù)人員、企業(yè)和國(guó)家認(rèn)同，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

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