李保俊

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北 武漢 430061）

道路橋梁施工前和施工中要做好全面的施工控制，而試驗檢測為工程質量提供安全保證。通過試驗技術的應用對路橋工程施工中主要應用施工材料的規(guī)格、性能、質量進行分析。通過自動化、智能化檢測技術的應用，保證結果的及時性、準確性、可靠性。以下介紹幾種試驗檢測技術的應用。

1 壓實度相關檢測技術

路橋工程中使用大量的水泥、砂土、碎礫石，作為主要的建筑材料，需要經(jīng)過合理的技術進行試驗，保證檢測的準確性，為工程安全建設提供保證。水泥材料是制成混凝土材料的主要施工材料，要通過水泥性能和混凝土性能的檢測。對砂土的試驗檢測主要包括含水量、含泥量、堅固性等指標檢測。路橋工程試驗檢測中常用的試驗技術是灌砂法、核子密度保濕法和環(huán)刀法。灌砂法適用于路基土層和路面材料的試驗，但由于試驗過程需要反復稱量，對人工作業(yè)提出較高要求，影響試驗檢測效率，該技術使用密封儲砂筒進行檢驗，排除其他環(huán)境因素的干擾試驗結果精準度高。由于工程施工中路面結構采用層層鋪設，因此，環(huán)刀法試驗技術所測數(shù)據(jù)只能代表某特定區(qū)域內的碾壓土層平均密度。而核子密度濕度儀法則是對路面材料中的放射性元素實施檢測得到密度數(shù)據(jù)，該方法對試驗材料沒有進行破壞處理，無需過多試驗人員參與，即可快速得到檢測結果。通過在同一位置實施反復檢測可以了解土層密度和壓實度。三種壓實度試驗檢測技術為工程質量提供重要數(shù)據(jù)參考。

2 回彈彎沉檢測技術

道路彎沉檢測是針對路橋工程變形情況實施的檢測技術。主要對路基路面輪隙位置出現(xiàn)的變形實施檢測，并選擇合理的解決措施。貝克曼梁法和落錘法使用彎沉儀在路橋彎沉檢測中廣泛應用，是一種靜態(tài)測量技術，操作過程簡便，便于施工人員掌握，但由于該方法對接觸面積和輪胎壓力的控制力度較小，隨意檢測結果無法清楚反映不同結構層面的承重情況。

采用落錘式彎沉儀檢測技術能夠對路面實施全方位的彎沉檢測，該方法可以應用于模擬檢測，保證在有車輛行駛的狀態(tài)下試驗結果的準確性，但此方法采用自由落體運動會對試驗路面帶來一定的沖擊。大量的實踐證明落錘式檢測技術具有較高的檢測效率和準確性，但應用成本偏高，因此，推廣應用具有一定的困難。

3 無損檢測技術

無損檢測技術以其檢測結果的時效性和精準性，并憑借對材料構件的較低影響度，具有廣泛的應用前景。

3.1 超聲波檢測技術

超聲波檢測技術根據(jù)路橋工程中存在的間隙，依據(jù)瞬間應力波原理進行檢測，在路橋工程檢測中較為常見。檢測過程主要通過一個小鋼球撞擊混凝土表層，產生低頻應力波，應力波通過公路橋梁內部機構的傳遞和反射，反射出不同的形態(tài)，對正常和有損內部結構波形的分析，可以對工程內對的縫隙進行定位。超聲波檢測技術對超聲波進行綜合利用，主要通過透射和反射兩種方法對公路橋梁中的縫隙和結構完整性進行分析，通過信號記錄對病害位置精確定位，其中，反射方法是具有較高精確度的超聲波探傷檢測技術。

通過脈沖發(fā)射器探頭將超聲短波發(fā)送到檢測結構內部，反射的回波經(jīng)過信號處理器將波幅、傳播時間顯示在示波器上，通過對回波速度和示波器顯示結果的分析，了解道路橋梁中存在缺陷的位置和深度。目前，超聲波檢測技術在路橋工程試驗檢測中可以對樁柱結構、板材、梁體的隱性缺陷進行檢測，并對管材存在的縫隙進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)工程材料和成品缺陷。但該技術檢測結果會受到較多因素的影響，比如管材檢測中可能受水分、蜂窩體的影響導致結果準確度受到影響。同時，在路橋工程密實性方面的應用有待深入。

3.2 探地雷達檢測技術

從地下發(fā)射的高頻電磁脈沖波在遇到電性存在差異的介質界面時，會有部分雷達脈沖波能量反射到地面被天線接收，從而實施內部架構檢測。對地下介質交界面收集的能量波的波幅和損耗情況進行分析，并結合記錄結果對地下機構進行詳細分析。探地雷達檢測技術具有較高的分辨力，在淺層和深層地下探測中廣泛應用。在公路橋梁檢測中，對缺陷區(qū)域大小、深度、形狀等進行精確檢測。在路橋工程試驗檢測的應用中可以對擋土墻病害、路基厚度、路基含水量、基層密實性和面層厚度進行檢測，此外，還可以對路橋結構、路面濕度、施工材料和路橋裂縫等進行檢測。該試驗技術具有操作簡單、節(jié)省人力、檢測效率高的優(yōu)點，但應用成本較高，也在不斷完善和推廣。

3.3 激光檢測技術

激光檢測技術主要利用光電反射原理，根據(jù)激光強度和光電流強度的直接關系，對公路橋梁實施路面檢測。在試驗檢測中，設置光電轉換器中位移與光電流之間的關系，根據(jù)實現(xiàn)對光電流位移的標定，結合電能信號的變化，計算出彎沉位移。利用激光在傳輸過程遇到縫隙產生衍射的原理，通過對狹縫寬度的調整，構建與不同明暗圖像的相關關系，進而分析縫隙情況。

利用激光傳播速度，對短距離傳輸過程中存在的光時差進行記錄，可以對工程內部結構的均勻性進行分析。在實際檢測中，利用激光光電反射原理可對彎沉位移、公路距離、路面平整度、車轍深度等指標進行檢測。將激光結構光的應用于路面病害檢測也是激光檢測技術的推廣。以普通光或激光為光源，將已知圖案通過已知視角投射到待測結構中，由于待測物體表面的起伏變化使圖案產生變形，通過對變形圖案的分析計算得到北側物體表面的凹凸情況。應用到檢測路面中，如果待測路面存在裂縫、結構松散、沉降變形等情況，則會導致路面不平，可以由高速CCD攝像機進行變形圖案記錄，并通過圖像處理器進行分析。該檢測技術具有較高的精確度，但實際應用中會受到白天光源的影響，多在夜間實施檢測。該技術在公路橋梁的試驗檢測中由于操作便捷，受到了廣泛的關注和應用。

3.4 基于機器視覺的橋梁檢測技術

基于機器視覺的橋梁檢測技術是備受業(yè)界關注的無損檢測技術，在工程裂縫識別和寬度測量中具有較好的應用前景?，F(xiàn)代計算機技術的應用為該技術的推廣起到支持作用。基于機器視覺的橋梁檢測技術主要包括橋梁表觀圖像的獲取、裂縫自動識別理論與算法和病害程度定量測量。其中，公路橋梁表觀圖像獲取技術是該技術實施的基礎，高級數(shù)碼相機和CCD攝像機憑借極高的分辨率、高靈敏度、體積小、壽命長等優(yōu)勢廣泛應用到圖像采集中。將圖像采集設備和非接觸類檢測儀、爬壁機器人或者飛行器結合使用，為大型路橋工程的各隱蔽部位圖像獲取提供支持，然后運用計算機處理后自動識別出裂縫圖像，將裂縫圖像從背景中分離出來，最后進行裂縫參數(shù)計算。由于圖像獲取中受到環(huán)境的影響，采集的圖像會存在噪聲，影響圖案觀察，可以通過圖案壓縮、增強進行調整，并進行去噪處理，使圖像更加直觀。

基于機器視覺的檢測方法具有操作快捷、靈活、直觀、精確適應性強的特征，且檢測成本低廉，除了可以應用到公路橋梁裂縫檢測中外，還可以進行橋梁位移和撓度方面的檢測。通過對待測機構位移和撓度位置進行簡易標點處理，配合處理后圖像的采集匹配算法和結構位移算法進行路橋工程結構位移和撓度分析。

4 應用優(yōu)勢和趨勢

道路橋梁檢測中應用多樣化的試驗檢測技術，為相對復雜的工程檢測涉及的工程參數(shù)、質量控制、驗收評定等提供技術支持。工程檢測是具有較高標準和設計要求的工作，尤其對施工中使用的新技術、新工藝、新設備等具有推廣作用。通過試驗和檢測對工程進行嚴格的質量控制，對存在的質量缺陷和工程事故提供判定依據(jù)，在造成事故影響后可以追查責任，利于定性，便于總結經(jīng)驗，對企業(yè)的經(jīng)濟和社會效益起根本保障作用。

現(xiàn)代網(wǎng)絡和信息處理技術為實時檢測提供了可能，可以在記錄、保存數(shù)據(jù)的基礎上進行數(shù)據(jù)資源共享。越來越智能化的試驗檢測技術使數(shù)據(jù)收集和整理更加及時、便捷。以無線通訊技術為基礎的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將進一步拓展新技術的研發(fā)和應用空間，使工程檢測更加專業(yè)化，并構建貫穿工程設計、施工、運維全過程的動態(tài)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對知識和經(jīng)驗的積累，利于開發(fā)出專家級檢測系統(tǒng)，提高工程質量。

5 結束語

道路橋梁檢測涉及工作環(huán)節(jié)復雜，且呈不斷變化趨勢，以先進技術為支持可以提高質量控制水平。著重介紹了壓實度相關檢測技術、回彈彎沉檢測技術以及無損檢測技術，通過高素質技術人員與新技術的融合，促進路橋工程建設可持續(xù)發(fā)展。