無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用及前景

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用及前景【摘要】本文在概括道路工程中檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上介紹了道路工程中常用的幾種檢測(cè)技術(shù)的原理、特點(diǎn)和適用范圍，深入探討了道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的局限性及發(fā)展應(yīng)用前景。【關(guān)鍵詞】無(wú)損檢測(cè)(nondestructivetesting)；道路(road);發(fā)展應(yīng)用(development)引言：交通作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，在交通運(yùn)輸體系中，公路又是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。道路工程的建設(shè)和管理質(zhì)量，一直是困擾科研技術(shù)人員的一個(gè)重要問(wèn)題，圍繞這一問(wèn)題，科研技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，探索用不同方法檢測(cè)路基和路面的各項(xiàng)指標(biāo)，取得了一定的成果，本文主要針對(duì)道路工程中常用的幾種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作一對(duì)比分析，提由各種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，在此基礎(chǔ)上分析了無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路工程中的發(fā)展方向及應(yīng)用前景。1傳統(tǒng)破損類檢測(cè)技術(shù)的局限性及發(fā)展無(wú)損測(cè)技術(shù)的意義眾所周知，在公路施工中，為了保證工程質(zhì)量，從夯實(shí)地基、碾壓每層路基，到灌注水泥混凝土層路面或?yàn)r青路面,每道工序都需要檢測(cè)，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)規(guī)程隨機(jī)選點(diǎn)，鉆孔取樣、進(jìn)行室內(nèi)分析處理，從中獲取厚度、深度、壓實(shí)度和強(qiáng)度等工程參數(shù)。然而，這種常規(guī)方法存在一定的局限性:首先被測(cè)點(diǎn)是隨機(jī)選擇的，因而檢測(cè)結(jié)果往往缺乏代表性。同時(shí)，由于檢測(cè)點(diǎn)的密度稀，有些局部壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)、厚度偏小、水泥混凝土或?yàn)r青內(nèi)部存在的缺陷等不良區(qū)段極易漏檢，給后續(xù)工程工作留下隱患。另外，在道路投入使用后的日常監(jiān)察管理中，通常對(duì)路表面由現(xiàn)的破損、凹陷、裂縫、平整等問(wèn)題可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，但對(duì)道路內(nèi)部存在的隱性災(zāi)害如：路面下的空洞、積水、脫空、基礎(chǔ)疏松等卻沒(méi)有有效的檢測(cè)手段，難以做到防患于未然，隨著冬冰夏融，熱脹冷縮以及日積月累的沖壓，往往容易導(dǎo)致重大交通事故的發(fā)生，使人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。因此，如果能夠研究開(kāi)發(fā)由無(wú)損、快速、直觀、能顯示道路內(nèi)部狀態(tài)的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段，必將使道路建設(shè)質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)管理水平進(jìn)入一個(gè)新的水平，這一點(diǎn)得到了國(guó)內(nèi)外公路建設(shè)中正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)證明。2當(dāng)前主要路面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的原理及其適用范圍超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)原理：超聲波是一種頻率高于人耳能聽(tīng)到的頻率的聲波，它在傳輸過(guò)程中服從于波的傳輸規(guī)律。超聲波路面檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)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(jìn)而判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損情況的一種新型無(wú)損檢測(cè)方法，在接收超聲波的主要參數(shù)中，最常用的是波速參數(shù)，即通過(guò)檢測(cè)超聲波在路面材料中的傳播速度來(lái)分析其力學(xué)性能的方法。其基本原理是利用波的行進(jìn)速度與材料介質(zhì)的軟硬度即強(qiáng)度的密切關(guān)系，而材料強(qiáng)度又同它的密實(shí)度、彈性模量以及泊松比有關(guān)，有了波速的計(jì)算公式，通過(guò)在介質(zhì)中不同位置設(shè)置傳感器，測(cè)量超聲波在一定距離I內(nèi)傳播的時(shí)間t,利用速度、時(shí)間與位移的關(guān)系計(jì)算波速，利用速度與介質(zhì)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系可以測(cè)定材料的有關(guān)參數(shù)如彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等，還可用來(lái)檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。適用范圍：我國(guó)早在70年代開(kāi)始應(yīng)用超聲波檢測(cè)技術(shù)測(cè)量巖石的抗壓強(qiáng)度和判斷巖石的性質(zhì)，后用于評(píng)價(jià)建筑工程中水泥混凝土和鋼筋水泥混凝土材料的質(zhì)量，發(fā)展到現(xiàn)如今的超聲波探傷技術(shù)。由于它具有激發(fā)容易、檢測(cè)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在路面檢測(cè)中的前景非常廣闊?，F(xiàn)已成功地應(yīng)用于檢測(cè)路基路面材料的密實(shí)度與彈性模量、檢測(cè)混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、檢測(cè)路基路面的厚度與孔隙，以及路基快速測(cè)濕等。激光檢測(cè)技術(shù)原理：激光檢測(cè)技術(shù)是近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型無(wú)損檢測(cè)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(diǎn),激光技術(shù)在路面檢測(cè)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(diǎn)，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(lái)判斷狹縫寬度的變化；光電反射原理利用了激光光強(qiáng)愈強(qiáng)則光電流愈強(qiáng)的原理，通過(guò)光電轉(zhuǎn)化器將光能轉(zhuǎn)化為電能，當(dāng)激光光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電流也隨之發(fā)生變化，事先標(biāo)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(shí)差原理是利用激光傳播速度極快的原理記錄激光通過(guò)很短距離的時(shí)差。適用范圍：基于激光檢測(cè)技術(shù)上述三種檢測(cè)原理，在路基和路面檢測(cè)中，激光主要應(yīng)用于距離測(cè)定，紋理深度測(cè)定，彎沉測(cè)定，車轍深度及平整度測(cè)定幾個(gè)主要方面。頻譜分析技術(shù)原理：頻譜分析檢測(cè)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(shí)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(guò)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(hào)，在不同位置設(shè)置傳感器可以檢測(cè)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(dá)到測(cè)試不同深度分層介質(zhì)力學(xué)參數(shù)的目的。與傳統(tǒng)方法相比，它具有速度快、檢測(cè)效率高的特點(diǎn)。適用范圍：檢測(cè)路面各分層介質(zhì)的厚度、均勻性以及層間接觸情況。3道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的局限性及其發(fā)展前景道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的局限性在技術(shù)上其測(cè)試尤其是推定的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。如用沖擊回聲法測(cè)量混凝土路面板厚度，精確度與驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)本身有差異，同時(shí)受操作者的專業(yè)熟練程度影響，會(huì)有人為誤差。又如采用FWD測(cè)量得到路面結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)彎沉盆精度完全可以滿足要求，但根據(jù)測(cè)量的彎沉數(shù)據(jù)反演路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)參數(shù)還存在不盡完善的地方。檢測(cè)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)形式的不斷由現(xiàn)，在質(zhì)量鑒定時(shí)，不但要推定由路基、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(kāi)發(fā)新的具備綜合檢測(cè)能力的新型無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。結(jié)語(yǔ):如今，隨著不同領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步與發(fā)展，這種跨學(xué)科，跨領(lǐng)域的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路工程方面已經(jīng)有了非常全面的應(yīng)用。路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)在檢測(cè)和控制施工質(zhì)量、提高公路養(yǎng)護(hù)管理科學(xué)化水平及改進(jìn)路面設(shè)計(jì)等方面都具有十分重要的地位和作用，路面檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)水平的不斷提高給公路建設(shè)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益是非常明顯的。所以無(wú)損檢測(cè)將會(huì)是未來(lái)道路工程檢測(cè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)必然趨勢(shì)，掌握不同條件下的不同檢測(cè)方法遍的越來(lái)越重要，，這也對(duì)更高深，更先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展提由了新的，更高的要求以解決現(xiàn)階段該技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域方面局限性，從而更好的服務(wù)于道路工程是之又好又快地發(fā)展。參考文獻(xiàn)(1)、國(guó)內(nèi)外道路無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概述《山西建筑》孟美麗2010-11-12(2)、淺談道路無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用《