公路橋梁隧道存在的質量問題及有效的試驗檢測措施

陳海生

（青海省交通檢測有限公司，青海西寧810000）

0 引言

公路、橋梁及隧道建設關系著國家發展和人民生活。近年來，我國公路、橋梁及隧道建設發展勢頭迅猛，在工藝和設計方面也有較大提升。但是，由于我國車輛交通數目較大，在公路、橋梁、隧道等建設過程中，質量是最關鍵的因素。因此，通過專業手段對公路、橋梁、隧道等建設工程的質量進行檢測，對當代交通運輸的發展和經濟建設具有重要意義。

1 公路橋梁隧道試驗檢測技術

公路橋梁隧道試驗檢測技術主要用于公路、橋梁等建筑表面缺陷的檢測，其最常見的檢測方法就是目視法。這個方法對檢測人員的專業素養要求極高，不僅要求檢測人員能夠觀察到公路、橋梁、隧道等建筑中的混凝土是否存在裂縫，還要觀察相關建筑的平整性是否存在問題。在進行試驗檢測的過程中，相關建筑的其他情況也要進行記錄和分析，例如公路、橋梁、隧道等建筑是否存在結構裂縫，公路、橋梁及隧道的寬度和走向是否符合相應的標準等。同時，對容易出現質量問題的地方，應進行重點排查。

2 試驗檢測的重要性

公路、橋梁及隧道等大型交通建筑的安全問題尤為重要，這不僅關系著國家的經濟建設和交通運輸，更關系著每個人的出行安全。一旦公路、橋梁、隧道等交通建筑出現問題，輕則造成重大的財產損失，重則會造成嚴重的人員傷亡。因此，在公路、橋梁及隧道等交通建筑投入使用前及使用中，要定期進行質量監測，從根源上避免問題的發生。

由于該類型的建筑屬于大型、單件建筑，不能通過破壞性試驗進行質量檢測，但傳統的目測式檢測方法主觀性太強，檢測人員在檢測過程中可能出現誤判，并缺乏對建筑等整體品質的定量分析，導致公路、橋梁、隧道等在建設和使用過程中的潛在問題沒有被及時發現并解決，最后造成了嚴重的后果[1]。目前，對公路、橋梁及隧道的檢測體系尚不完善，會大大降低公路等建筑的檢測效率和有效性，同時也為后期的檢修和維護增加了資金負擔和工作量。因此，加強對公路、橋梁及隧道的檢測尤為重要。

3 公路橋梁隧道常見的質量問題

在我國的橋梁、公路及隧道的建設和投入使用過程中，常常會因為各種質量問題，導致交通運輸受阻。

3.1 建筑表面出現裂縫

裂縫問題是目前我國公路等交通建設中最易出現的問題之一。當前，我國公路、橋梁及隧道建設的主要材料就是混凝土，該材料在施工過程中常常會因為施工技術不達標、養護過程不完善等原因而產生裂縫。不同裂縫的走向、深度、密度都不同，對交通帶來的影響也不相同。因此，在對公路、橋梁及隧道進行質量檢測時，需要采取有效的試驗檢測措施，充分把握建筑的質量，避免產生更嚴重的事故。

3.2 建筑整體發生沉陷

公路、橋梁等建筑在建設投入使用的過程中，也經常會出現沉陷問題。該問題產生的主要原因，是施工人員在施工過程中對溝槽回填、地基壓實等施工不當造成的。公路、橋梁、隧道等交通建筑發生沉陷，不僅會影響車輛行駛的平穩性，還會大大縮短其使用壽命，進而影響長遠的交通規劃。所以，在公路、橋梁等交通建筑完工交付時，要利用多種試驗檢測技術，對相其質量進行全面檢測，避免建筑在投入使用后出現一系列質量問題。

除了上述列舉的質量問題外，公路、隧道、橋梁等建筑還會出現鋼筋腐蝕、隧道漏水、建筑表面剝落、隧道襯砌壓潰等多種質量問題，這些問題都會對交通安全造成嚴重影響。因此，需要采用科學、有效的試驗檢驗技術，定期對其進行全面檢測，提升公路、橋梁、隧道等建筑的質量和安全。

4 我國公路橋梁隧道檢測的現狀分析

4.1 當前公路、橋梁等建筑中主要的檢測方法

當前，我國對公路等交通建筑的檢測方法主要有以下幾種：

首先，對建筑的外觀進行檢測，檢測的重點在于查探公路、橋梁、隧道等建筑的外表有無破壞、脫離等現象，并對外觀的破損、脫落等情況進行拍照記錄。此外，還要查看公路、橋梁、隧道等建筑的關鍵部位是否存在裂縫，并觀察裂縫的分布情況、裂縫的深度及走向等，進而推斷公路的內部結構和主體框架是否出現問題，從而提前預防因建筑故障而產生的嚴重后果[2]。用于該檢測內容的檢測方法除了常規的目測法外，還有激光傳感器、超聲波檢測、熱像儀等。其中，紅外熱像儀檢測技術是對目測法檢測技術的深入和補充，也是僅次于目測法的常用檢測技術。使用該技術，可以在建筑受到相同的熱刺激后，通過紅外攝像機進行拍攝，進而生成熱度梯度。由于空氣的導熱性能遠低于鋼筋混凝土，所以在熱度梯度的成像中，如果發現了階梯空缺，就有可能是建筑內部出現了問題，致使空氣進入。

其次，對建筑的應力和撓度進行檢測。建筑的應力通常是指建筑的應變特性。在公路投入使用后，過往車輛會對公路造成碾壓，應力即為使公路發生形變的范圍。在公路投入使用后，應力與材料之間的關系更密切。所以，在公路、橋梁等建筑建設之前，先要對材料的應力性能進行檢測，確保建筑材料的應力性能合格。簡單來說，就是建筑的承重框架在受力時所能產生的最大彎曲程度。通過對撓度進行檢測，可以最大程度地提升建筑的承重能力，同時對橋梁、隧道、公路上行駛的車輛進行限重、限高，進而避免因超重造成建筑損傷，進一步延長建筑的使用時間。此外，對公路等建筑進行撓度和應力測試，可以更好地保證公路等的設計和建設過程符合國家的經濟發展需要，并根據不同的使用要求對公路等建筑進行規劃，提升建筑的利用率，節約大量的財力、物力。應力和撓度檢測中常用的檢測方法是激光檢測法，常用的檢測設備是加速器、傳感器等[3]。

再次，對公路、橋梁及隧道的整體進行強度和剛度檢測。公路等建筑的強度，通常是指公路對破壞的承受能力，剛度則是指公路具備的抵抗彎曲的性能，即公路的彈性形變范圍。由于車輛行駛過程中常常會因為各種原因發生意外，對路面、梁柱等結構造成撞擊，所以要依靠建筑本身的強度和剛度進行抵抗。倘若橋梁等建筑的強度和剛度較弱，那就可能在事故發生時遭到破壞，給事故帶來二次損傷，同時還會給其他車輛的行駛帶來不便。

最后，檢測建筑的擴散深度、鋼筋銹蝕等情況。建筑擴散深度包括碳化深度、氧化深度、侵蝕深度等多個方面。通過對建筑內部的情況進行檢測，及時發現問題和隱患，這方面的檢測方法通常是鉆芯取樣法。而鋼筋銹蝕的檢測主要包括鋼筋銹蝕的位置、銹蝕程度等進行檢測，常用的檢測方法是自然點位法。

4.2 質量檢測方法中存在的問題

雖然我國對橋梁、公路等交通建筑的檢測已經較為全面，但在檢測方法上仍有許多不足。比如，在對橋梁、公路等建筑的外觀進行檢測時，仍在選用最簡單的目測法，這固然是由于該方法比較方便、高效，但同時也是因為激光傳感器等檢測設備資源緊張、操作困難。對混凝土結構的公路、橋梁及隧道等建筑，通過外觀檢測評定其裂縫走向和深度，常常存在一定的誤差，從而引發建筑毀壞、交通癱瘓等嚴重問題。只有正確發現和認識建筑中的問題，才能采取有效方法進行彌補和修整，通過簡單的目測法進行推斷，在當前的交通建設環境中，存在較大不足。

所幸，許多專業人員已經意識到并開始重視檢測方面的不足，并積極展開試驗和研究，力求盡快發現并建立完整、科學、高效的檢測機制，同時對相關的檢測技術進行試驗改進，進而提升我國橋梁、公路、隧道等交通建筑的建設質量。

5 幾種先進的公路橋梁隧道檢測技術

5.1 雷達技術和紅外熱像儀技術

伴隨著科技的發展和人員的不懈研究，目前，在我國大型橋梁和隧道建設中，已經開始應用雷達檢測技術。雷達檢測技術的主要工作原理是，利用發射較短的電磁脈形成電磁波。一般情況下，此類高頻電磁波的波頻范圍在100～1000Hz 之間。電磁波在反射過程中，也會帶回混凝土中各種材料介質傳出的回波，技術人員通過對回波進行收集，并與正常的波段進行對比，可以判斷建筑中存在的問題[4]。采用雷達技術進行檢測，檢測時間一般在3h 左右，其檢測深度可達60cm，取樣距離在5km 范圍內。此類方法不僅能夠較為準確地判斷公路、橋梁的內部狀況，分析過程也非常簡單、易于操作，對設備的技術要求也不高。因此，該技術在我國的公路、橋梁、隧道等質量檢測中得到了普遍應用，大大提升了檢測人員對建筑的檢測效率和準確性，提升了我國公路等交通建筑的安全性。

紅外熱像儀檢測技術是當前極其熱門的一項技術，因其具有無損壞、非接觸、實時等特點而廣受關注。而且，該技術還在高溫、高壓等環境中應用。紅外熱像儀檢測技術的使用原理很簡單，即通過檢測相關建筑的熱量和熱流分布情況，判斷建筑的內部質量是否存在問題。對于沒有裂縫、空鼓的建筑，其熱量在經過傳導后形成的圖像是均勻的；而內部有缺陷的建筑，熱量在傳導后形成的圖像則會出現“波峰”或“波谷”。因此，檢測人員可以通過該技術對公路、橋梁、隧道等建筑的內部質量進行檢測，進而判斷其是否存在安全隱患。

通過將雷達檢測技術與紅外線熱像儀技術進行組合，可以有效結合這兩種技術的優勢，在減輕工作人員工作負擔的同時，也可以提升公路、橋梁、隧道等交通建筑的安全性能，減少后期維護費用，也減少因建筑問題而造成的人員、財產損失。

5.2 無線傳感技術

隨著科技的進步和交通運輸的發展，我國在公路、橋梁及隧道的設計和建設中，越來越趨向規模化和復雜化，在建筑投入使用后可能出現的質量問題也更加復雜。通過利用無線傳感器對建筑的質量進行試驗檢測，可以最大程度地避免因質量問題而造成的更嚴重的事故。

無線傳感技術的原理較為復雜，在對建筑質量進行檢測時，要先將傳感器安置在檢測環境中，傳感器將檢測到的信息通過網絡和基站，傳輸到計算機網絡終端，通過計算機對相關數據進行分析，并最終推斷出建筑的質量。在利用無線傳感技術進行檢測的過程中，要注意公路、橋梁、隧道等建筑的靜態荷載與設計荷載之間的比例，應控制在0.85～1.05 之間。

公路、橋梁、隧道等建筑關系著人民的生命、財產安全，對此類工程的檢測必須要獲取準確的數據。所以，傳感器在此類建筑的分布密度上，要遠高于其他技術。通過利用無線傳感技術，可以對交通建筑的溫度、濕度等各種物理性質，進行較為準確的檢測，進而幫助檢測人員準確判斷建筑的質量。但是，由于大部分無線傳感器的節點數目較少、網絡規模較小，所以，在實際的工程檢測中應用范圍有限，通常要結合其他檢測技術一起應用。

5.3 光纖傳感技術

目前，光纖傳感技術已經在，世界范圍內得到了廣泛應用，其在公路、橋梁及隧道質量檢測中的應用原理是，當光纖受到壓、拉時，其對應位置的布里淵散射光就會發生相應的改變[5]。質量檢測人員可以通過相應的設備，對光纖溫度和相關系數進行采集，進而獲取橋梁、公路、隧道等建筑的變形情況。

通過利用光纖傳感器進行檢測，得到的數據準確性非常高，在測量公路等建筑的變形、大小等方面的精確度，可以精準到1cm 范圍內。檢測人員可將光纖傳感技術與其他檢測技術相結合，進而獲取整個公路、橋梁、隧道的質量狀況和變形分布狀況，更好地保障建筑在投入使用后的安全性能。

6 結語

公路橋梁隧道的建設質量和安全關系到國家發展和人民生活，因此，通過加大對公路、橋梁等建筑的質量檢測，提高檢測技術水平，可以極大地避免在交通運行中出現人員傷亡等事故，對我國交通運輸行業的發展具有重要意義。