無損檢測技術在市政道路工程中的應用探析

臧寶童

（青海政海工程檢測咨詢有限公司，青海 西寧 810000）

無損檢測技術在市政道路工程中的應用探析

臧寶童

（青海政海工程檢測咨詢有限公司，青海 西寧 810000）

市政道路建設的質量直接影響到通行車輛、行人的通行安全和通行效率，進而影響到當地經濟的發展。文章就無損檢測技術在市政道路工程中的應用進行了簡要分析，要求技術人員需要在工程施工中做好無損檢測技術，相關經驗可供相關專業人員參考。

工程；無損檢測；道路；應用

無損檢測技術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的統稱。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方法。只有技術方法才可保證無損檢測結果如上所述的準確性和可重復性。利用無損檢測技術可以根據驗收標準將道路工程的質量水平控制在適合使用性能要求的范圍內，避免無限度地提高質量要求造成所謂的“質量過剩”。利用無損檢測技術還可以通過檢測確定缺陷所處的位置，在不影響設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，或者允許局部修磨或修補，或者調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，獲得良好的經濟效益。

1 發展市政道路路面無損檢測技術的意義

近二十年來，國際上道路工程檢測技術總體發展趨勢是：由人工檢測向自動化檢測技術發展，由破損類檢測向無破損檢測技術發展，由一般技術向高新技術發展。比如，機電一體化技術及高精度傳感器被應用于路面彎沉檢測，激光技術被用于路面斷面檢測，雷達技術被用于路面厚度檢測，模式識別與圖像處理技術被用于路面病害觀測等。眾所周知，傳統的方法是根據規程隨機選點，鉆孔取樣、進行室內分析處理，從中獲取各種工程參數。然而，這種常規方法存在一定的局限性，因此，如果能夠研究開發出無損、快速、直觀、能顯示道路內部狀態的檢測設備和技術手段，必將使道路建設質量和養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研究，將在控制道路施工質量、深入認識路面長期使用性能、改善路面設計、優化道路改造方案及提高路網養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的原理

2.1 超聲波無損檢測技術。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律。超聲波路面檢測技術主要是通過發射超聲波到材料介質，接收反射波的相關參數，進而判斷結構內部破損情況的一種新型無損檢測方法。在介質中不同位置設置傳感器，測量超聲波在一定距離內傳播的時間，利用速度、時間與位移的關系計算波速，利用速度與介質相關參數的關系可以測定材料的有關參數，如彈性模量、抗壓強度、抗折強度等，還可用來檢測材料或結構內部的缺陷。

2.2 頻譜分析技術。頻譜分析檢測技術的基本原理是分析在不同介質中傳播表面波的頻率特性。在路面結構表面用一力錘施加瞬時的垂直沖擊，就可以產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，可以達到測試不同深度分層介質力學參數的目的。與傳統方法相比，它具有速度快、檢測效率高的特點。

2.3 圖象技術。圖象技術包括紅外成像技術和激光全息圖像技術。前者主要是利用不同材料介質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構物內部的熱傳導規律和溫度場分布狀況，將檢測得到的數據圖象化，從而將結構內部狀況呈現出來。激光全息技術是通過分析全息攝影得到的全息圖，再由全息圖上測取數據求出相關力學量的方法，具有精細度高、直觀可靠、能夠給出全場情況等優點。

2.4 激光檢測技術。激光檢測技術是近幾十年來發展起來的新型無損檢測技術，它之所以能得到廣泛應用，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，激光技術在路面檢測中的應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生衍射現象的特點，調整狹縫的寬窄，得到屏幕上不同狹縫寬度下的亮暗相干條紋，建立二者的相互關系，可根據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，通過光電轉化器將光能轉化為電能，當激光光強發生變化時，光電流也隨之發生變化，事先標定建立光電流與位移關系，可根據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 無損檢測技術在市政道路工程中的應用前景

無損檢測技術因其現場性、實用性、快速性等特點,在道路工程中的應用愈來愈廣泛,具體而言在道路建設、運營養護以及改建不同階段發揮著不同的作用。在道路建設階段,無損檢測技術主要應用于施工質量檢測與控制,通過采用先進、高效的檢測評價技術,能夠及時發現工程質量隱患,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濟損失。在道路建成后的養護管理階段,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,相應地,在不同時期恢復路面使用性能所需要的費用也明顯不同,這就給養護決策提出了最佳修復方案或養路資金優化分配問題。采用先進、高效的路面檢測評價技術對路網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律,從而為優化養護方案、實現科學決策提供依據。否則,依賴人工檢測手段或憑經驗制定養路方案,往往是錯過了最佳修復時間,甚至“頭痛醫頭,腳痛醫腳”,使有限的養路經費不能充分發揮效益。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,優化路面結構設計,從而節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應用的局限性

4.1 檢測性能比較單一,綜合質量鑒定有待于完善。就路面結構形式而言,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、連續配筋混凝土路面、預應力混凝土路面等形式。隨著新結構形式的不斷出現,在質量鑒定時,不但要推定出路基、路面結構的質量情況,而且也涉及到路基路面結構組成部分如鋼筋質量、接縫填縫料及其共同作用的狀況,這就需要研制開發新的具備綜合檢測能力的新型無損檢測設備。

4.2 公路工程現有評定標準的規定,使無損檢測技術在工程評定上有一定的局限性。以混凝土檢驗評定為例,規范重以標準試件的混凝土強度的統計結果作為判定依據,對無損檢測結果沒有明確規定,這勢必造成施工檢驗與監督的相脫離的矛盾,從而也影響到無損檢測新技術在工程實際中的推廣應用。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范中去,使無損檢測新技術在工程質量監督與控制過程中發揮出應有的作用。

5 結語

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

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

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

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1007-6344（2015）09-0328-01