臧寶童

（青海政海工程檢測咨詢有限公司，青海 西寧 810000）

無損檢測技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用探析

臧寶童

（青海政海工程檢測咨詢有限公司，青海 西寧 810000）

市政道路建設(shè)的質(zhì)量直接影響到通行車輛、行人的通行安全和通行效率，進而影響到當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。文章就無損檢測技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用進行了簡要分析，要求技術(shù)人員需要在工程施工中做好無損檢測技術(shù)，相關(guān)經(jīng)驗可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

工程；無損檢測；道路；應(yīng)用

無損檢測技術(shù)即為在不破壞的前提下檢查宏觀缺陷或測量工件特征的各種技術(shù)的統(tǒng)稱。古老而簡單的無損檢測方法，如敲擊器械，聽聲響，辨別有無裂紋等是至今沿用的方法；但因它們對缺陷的位置和大小，做不出“基本相符”的判斷，效果不如無損檢測等技術(shù)方法。只有技術(shù)方法才可保證無損檢測結(jié)果如上所述的準確性和可重復(fù)性。利用無損檢測技術(shù)可以根據(jù)驗收標準將道路工程的質(zhì)量水平控制在適合使用性能要求的范圍內(nèi)，避免無限度地提高質(zhì)量要求造成所謂的“質(zhì)量過?！?。利用無損檢測技術(shù)還可以通過檢測確定缺陷所處的位置，在不影響設(shè)計性能的前提下使用某些存在缺陷道路工程，例如缺陷處于加工余量之內(nèi)，或者允許局部修磨或修補，或者調(diào)整施工工藝使缺陷位于將要加工去除的部位等等，從而可以提高材料的利用率，獲得良好的經(jīng)濟效益。

1 發(fā)展市政道路路面無損檢測技術(shù)的意義

近二十年來，國際上道路工程檢測技術(shù)總體發(fā)展趨勢是：由人工檢測向自動化檢測技術(shù)發(fā)展，由破損類檢測向無破損檢測技術(shù)發(fā)展，由一般技術(shù)向高新技術(shù)發(fā)展。比如，機電一體化技術(shù)及高精度傳感器被應(yīng)用于路面彎沉檢測，激光技術(shù)被用于路面斷面檢測，雷達技術(shù)被用于路面厚度檢測，模式識別與圖像處理技術(shù)被用于路面病害觀測等。眾所周知，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)規(guī)程隨機選點，鉆孔取樣、進行室內(nèi)分析處理，從中獲取各種工程參數(shù)。然而，這種常規(guī)方法存在一定的局限性，因此，如果能夠研究開發(fā)出無損、快速、直觀、能顯示道路內(nèi)部狀態(tài)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段，必將使道路建設(shè)質(zhì)量和養(yǎng)護管理水平進人一個新的水平。開展路面無損檢測與評價技術(shù)研究，將在控制道路施工質(zhì)量、深入認識路面長期使用性能、改善路面設(shè)計、優(yōu)化道路改造方案及提高路網(wǎng)養(yǎng)護水平等方面具有重要意義。

2 市政道路路面無損檢測技術(shù)的原理

2.1 超聲波無損檢測技術(shù)。超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率的聲波，它在傳輸過程中服從于波的傳輸規(guī)律。超聲波路面檢測技術(shù)主要是通過發(fā)射超聲波到材料介質(zhì)，接收反射波的相關(guān)參數(shù)，進而判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損情況的一種新型無損檢測方法。在介質(zhì)中不同位置設(shè)置傳感器，測量超聲波在一定距離內(nèi)傳播的時間，利用速度、時間與位移的關(guān)系計算波速，利用速度與介質(zhì)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系可以測定材料的有關(guān)參數(shù)，如彈性模量、抗壓強度、抗折強度等，還可用來檢測材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。

2.2 頻譜分析技術(shù)。頻譜分析檢測技術(shù)的基本原理是分析在不同介質(zhì)中傳播表面波的頻率特性。在路面結(jié)構(gòu)表面用一力錘施加瞬時的垂直沖擊，就可以產(chǎn)生一組以振源為中心的具有各種頻率成分并沿地表一定深度向四周傳播的瑞雷面波，通過調(diào)整力錘重量或不同的錘頭可以獲得含有各種頻率成分的瑞雷面波信號，在不同位置設(shè)置傳感器可以檢測到波傳播的頻率，借助于頻域的互譜分析和相干分析技術(shù)，可以達到測試不同深度分層介質(zhì)力學參數(shù)的目的。與傳統(tǒng)方法相比，它具有速度快、檢測效率高的特點。

2.3 圖象技術(shù)。圖象技術(shù)包括紅外成像技術(shù)和激光全息圖像技術(shù)。前者主要是利用不同材料介質(zhì)導熱性能不同的原理，利用高精度的熱敏傳感器可以檢測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的熱傳導規(guī)律和溫度場分布狀況，將檢測得到的數(shù)據(jù)圖象化，從而將結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況呈現(xiàn)出來。激光全息技術(shù)是通過分析全息攝影得到的全息圖，再由全息圖上測取數(shù)據(jù)求出相關(guān)力學量的方法，具有精細度高、直觀可靠、能夠給出全場情況等優(yōu)點。

2.4 激光檢測技術(shù)。激光檢測技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的新型無損檢測技術(shù)，它之所以能得到廣泛應(yīng)用，主要是由于激光具有高亮度和分辨率，好的方向性、相干性、衍射性等特點，激光技術(shù)在路面檢測中的應(yīng)用主要利用激光的上述的特性，可歸納為三種原理。衍射原理是利用激光遇狹縫發(fā)生衍射現(xiàn)象的特點，調(diào)整狹縫的寬窄，得到屏幕上不同狹縫寬度下的亮暗相干條紋，建立二者的相互關(guān)系，可根據(jù)相干條紋的情況來判斷狹縫寬度的變化；光電反射原理利用了激光光強愈強則光電流愈強的原理，通過光電轉(zhuǎn)化器將光能轉(zhuǎn)化為電能，當激光光強發(fā)生變化時，光電流也隨之發(fā)生變化，事先標定建立光電流與位移關(guān)系，可根據(jù)光電流的變化反算彎沉位移的變化量；光時差原理是利用激光傳播速度極快的原理記錄激光通過很短距離的時差。

3 無損檢測技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用前景

無損檢測技術(shù)因其現(xiàn)場性、實用性、快速性等特點,在道路工程中的應(yīng)用愈來愈廣泛,具體而言在道路建設(shè)、運營養(yǎng)護以及改建不同階段發(fā)揮著不同的作用。在道路建設(shè)階段,無損檢測技術(shù)主要應(yīng)用于施工質(zhì)量檢測與控制,通過采用先進、高效的檢測評價技術(shù),能夠及時發(fā)現(xiàn)工程質(zhì)量隱患,有效地防止路面過早破壞,從而避免因路面過早破壞造成直接的巨大人力、財力浪費,更可以避免通行能力降低等間接經(jīng)濟損失。在道路建成后的養(yǎng)護管理階段,隨著使用時間的增加,路面使用性能會逐漸劣化,但劣化的速率是不均勻的。前期較緩慢,隨著損傷累積,后期劣化速率加快,相應(yīng)地,在不同時期恢復(fù)路面使用性能所需要的費用也明顯不同,這就給養(yǎng)護決策提出了最佳修復(fù)方案或養(yǎng)路資金優(yōu)化分配問題。采用先進、高效的路面檢測評價技術(shù)對路網(wǎng)進行跟蹤檢測和分析評價,可以深人認識路面使用性能劣化的基本規(guī)律,從而為優(yōu)化養(yǎng)護方案、實現(xiàn)科學決策提供依據(jù)。否則,依賴人工檢測手段或憑經(jīng)驗制定養(yǎng)路方案,往往是錯過了最佳修復(fù)時間,甚至“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”,使有限的養(yǎng)路經(jīng)費不能充分發(fā)揮效益。在路面改造階段,采用無損檢測手段,可以對路面剩余強度進行科學檢測和評價,進而合理地確定改造方案,優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而節(jié)省工程造價或提高使用性能。

4 市政道路工程中無損檢測技術(shù)應(yīng)用的局限性

4.1 檢測性能比較單一,綜合質(zhì)量鑒定有待于完善。就路面結(jié)構(gòu)形式而言,可以是剛性路面也可以是柔性路面,剛性路面又可以分有接縫的普通混凝土路面、有接縫的鋼筋混凝土路面、連續(xù)配筋混凝土路面、預(yù)應(yīng)力混凝土路面等形式。隨著新結(jié)構(gòu)形式的不斷出現(xiàn),在質(zhì)量鑒定時,不但要推定出路基、路面結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況,而且也涉及到路基路面結(jié)構(gòu)組成部分如鋼筋質(zhì)量、接縫填縫料及其共同作用的狀況,這就需要研制開發(fā)新的具備綜合檢測能力的新型無損檢測設(shè)備。

4.2 公路工程現(xiàn)有評定標準的規(guī)定,使無損檢測技術(shù)在工程評定上有一定的局限性。以混凝土檢驗評定為例,規(guī)范重以標準試件的混凝土強度的統(tǒng)計結(jié)果作為判定依據(jù),對無損檢測結(jié)果沒有明確規(guī)定,這勢必造成施工檢驗與監(jiān)督的相脫離的矛盾,從而也影響到無損檢測新技術(shù)在工程實際中的推廣應(yīng)用。因此有必要明確無損檢測的合法地位,將其檢測方法和評定標準納人到規(guī)范中去,使無損檢測新技術(shù)在工程質(zhì)量監(jiān)督與控制過程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

5 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路工程在現(xiàn)代社會中的影響和作用越來越大，道路工程建設(shè)施工和養(yǎng)護部門需要采用無損檢測技術(shù)加強道路的檢測和維護，保證其通行順暢和安全性，為經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。

[1]李永利,董偉.路面無損檢測技術(shù)探析[J].交通標準化,2011(8):78-79.

[2]喬烈艷.無損檢測技術(shù)在道路施工中的應(yīng)用與發(fā)展[J].建材世界,2011,31(4):56-59.

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1007-6344（2015）09-0328-01