快速无损检测技术在道路工程中的应用.pdf

第1 4 期（总第5 4 5 期）快速无损检测技术在道路工程中的应用罗朗（重庆建设工程质量监督检测中心有限公司，重庆摘要：道路工程可以发挥出重要的作用，为确保运行安全，必须积极进行物理特征、材料性质等要素的检测与分析，当前主要是应用快速无损检测技术。道路工程的快速无损检测技术以六种最为常用，即频谱分析技术、光纤传感检测技术、超声波检测技术、图像技术、激光检测技术、探地雷达检测，都有不错的应用效果，应掌握其中的要点和技巧。探地雷达检测技术是一种新型技术手段，有多方面的显著优势，可推广应用在道路工程检测之中。关键词：道路工程；快速无损检测技术；激光检测当前的道路工程建设中，因为所处的施工条件较为复杂和多变，所以无论是施工还是后续运行，均要进行高质量的检测及管理，以确保道路工程的多种性质处于良好状态 。也正是因为如此，快速无损检测技术获得良好发展，当前已经广泛应用在道路工程检测中，主要是频谱分析技术、激光检测技术、超声波检测技术，取得的成就值得肯定。即便如此，实际应用快速无损检测技术时，因为涉及较多的专业知识及操作，所以易导致快速无损检测技术的优势及价值无法有效发挥出来。对于此，非常有必要继续探究和总结快速无损检测技术应用于道路工程的要点，本文对此作如下的分析论述。一、道路工程中快速无损检测技术的应用优势在道路工程中，检测与管理一直以来都是重点，同时也是一大难点，与之相关的研究活动较多。在传统式的道路检测中，主要操作是随机性选点，然后进行钻孔取样，后续的样本分析与处理均是在室内进行，可因此获得有价值的工程参数信息。这样的做法有一些明显的缺陷或不足，可集中体现在三个方面。首先，被测点不具备科学性和代表性，原因是被测点由操作人员随机选择，最终得到的检测结果很难具有代表性。其次，检测点的数量因为有限，所以存在覆盖面密度较小这一尖锐问题，可能一些区段存在明显的缺陷或风险因素，但是因为未有效覆盖，所以出现漏检情况，给道路工程埋下质量隐患。最后，传统式的道路检测方法虽然强调进行钻孔取样，并且钻孔取样操作有很高的精度，但也会引发一些问题，如给道路工程的路面造成较严重的破坏，后续需要进行修补处理，而修补会有费时费力这一特点，产生诸多问题。和传统式的道路检测方法相比，快速无损检测技术有多方面的显著优势，如整个检测作业可以快速且新潮电子直观地完成，并且可以实时显示出道路工程内部状态。目前来看，通过应用快速无损检测技术，直接革新了道路工程检测的传统观念和方法，帮助道路工程建立起科学可行的检测与评价体系，并且能够对道路工程的路面设计提供一些指导，必然可以促进道路工程管养水平处于不断提升状态。和侵人检测方法相比，通常情况下都是快速无损检测技术更加简单且快捷，可以大大缩短道路工程检测的时间，交通管制时间也可以随之缩短，如此可以大大降低成本 2 。以探地雷达检测技术为例，所用的雷达能够有效且快速地扫描潜在的结构空洞，且操作上较为简单可行；再以超声波检测技术为例，可以对风险疑似区进行细致的检测作业，如此可以及时发现路面及结构所存在的潜在腐蚀，并可以确定出未腐蚀厚度。还有一点较为重要，即通过应用快速无损检测技术，可以有效测量出道路工程的外部特征。在得到检测结果之前，需要依赖于一点，即“结构内非连续区要有信号的反射及足够的反射时间”，信号在传输及反射时，受制于结构材料的性质，所以实际速度会有影响，最终得到的检测性质可能不一定明确。对于此，应该由专业人员进行检测数据的分析论证，以求得到准确的检测结果。以桥梁的无损检测技术为例，当前广泛应用冲击回波检测技术、红外检测技术、超声波检测技术、脉冲雷达技术、自然电位检测技术、声发射技术、振动试验分析技术。通过科学应用快速无损检测技术，有三大优势值得肯定。第一，确定出桥梁工程的新建结构质量，能够因此确保安全性和稳定性。第二，通过检测作业，能够有效提供桥梁工程结构损伤的标志，主要是提供结构的污染程度信息、钢筋混凝土桥梁的侵蚀程度。第三，在声发射技术、振动试验分析技术的支持下，能够精准记录桥梁工程支座处的声发射，可以有效反映出支座处的裂纹、摩擦力，甚至是正在出现和扩展36工程技术400060)工程技术的裂纹也可以及时检测。二、快速无损检测技术在道路工程中的应用(一)频谱分析技术在不同介质中，波的传播频率有所不同，基于这一显著特征，可以对介质进行分析研究，这样的技术应用称之为频谱分析技术。实际应用频谱分析技术时，需要选择好路面结构表面，必须确保其有良好的代表性，由专业人员用力锤打路面结构表面，使其有一个足够的冲击力，且这一冲击力要具备“瞬时垂直”的特性。如此一来，便可以得到一组瑞雷面波。瑞雷面波是以振源为中心，各种频率是不相同的，能够在路面结构上向四周传播。有一点需要特别注意，即给路面结构表面施加力时，要注意操作的科学性与合理性，一是可以精准调整力锤的重量；二是结合实际情况改用锤头不同的力锤。除此之外，为了将传播频率不同的波有效检测到，必须在重要位置和不同位置设置传感器，当前的传感器及其技术有良好的应用效果 3 。总之，频谱分析技术适用于道路工程，既可以检测路面的各层之间接触情况，也可以检测出路面不同分层介质的重要性质，即厚度、均匀性。（二）光纤传感检测技术目前来看，光纤传感检测技术中的“光纤”有多方面的显著优势，如光纤对一些物理参数会有很高的敏感性。基于此，可以用光纤的特性对外界物理量进行转换处理，最后可以得到所需要的光信号，对光信号进行测量的这一过程及所用技术，称之为光纤传感检测技术。道路工程中应用光纤传感检测技术，主要有两方面的优势，一是科学检测到预应力连续混凝土梁的较多性质，主要是应变特性、内部应力；二是可以精准检测到道路桥梁工程的钢索索力。应用光纤传感检测技术时，不易受到外界环境因素的影响，而且能够精准检测到温度、微振、应变等信号的变化。随着不断的发展，光纤传感检测技术已经具备较好的空间分辨率、覆盖范围，甚至是可以基本上实现智能化数据采集，在此过程中，可以有效屏蔽射频干扰、电磁干扰，确保检测结果具有科学性 4 。以当前广泛使用的分布式光纤传感技术为例，根据原理可以大致分成四类，即分布式光纤温度传感、分布式光纤声波传感、分布式光纤应变传感、分布式光纤振动传感，均有信号增强、传感性能提高的显著特性。后续应继续加大研究力度，探究分布式光纤传感技术在道路工程及其结构监测中的更多应用要点，努力实现两种信号的综合监测，即温度信号、声波信号，且应该探37新潮电子究外界扰动模型的构建方法与技巧，以求稳定、精准地进行道路工程检测。（三）超声波检测技术应用超声波检测技术时，主要是依赖于瞬间应力波原理，可因此精准检测到道路桥梁的空隙之处。道路工程中应用超声波检测技术的过程中，关键之处是进行混凝土表层的敲击处理，应该使用小钢球，通过机械撞击可以形成低频应力波，可顺利传播至道路桥梁结构的内部，最后由断裂面部位有效反射出来，待得出反射波形态数据之后，通过分析便可以判断出道路桥梁的空隙处及病害。超声波检测技术的应用优势值得肯定，其依据的超声波来自多个方面，可引起瞬间共振，因此进行道路桥梁的检测作业，主要是检测到结构的完整信息、裂隙信息，不过在密实性方面的检测作业中存在不足，后续要进一步研究。目前来看，道路桥梁的检测已经广泛应用超声波检测技术，主要应用在两个方面，一是检测管道是否存在空隙；二是检测结构情况，主要是桥梁的桩、板、梁这三个方面 5 。如此一来，及时发现问题或风险因素可以针对性处理，即便是后续进行维修处理，也可以简单易行。即便如此，超声波检测技术应用过程中易受到多种因素的影响，这是当前的一大困扰问题，且还没有得到有效的解决，提示后续要深入研究。(四）图像技术道路工程中所用的图像技术可以分为两类，一是红外成像技术；二是激光全息图像摄影技术。应用红外成像技术时，关键之处是要依据好不同介质的一大特性，即“导热性能不同”，基于此，可以顺利完成道路工程的检测作业，所用的设备主要是热敏传感器。在热敏传感器的支持下，可以有效且全面地呈现出道路工程结构内部的诸多性质，主要是两大性质，一是热传导规律信息；二是温度场分布状况信息，更重要一点，所检测到的信息可以实时以图像形式呈现出来，便于技术人员进行直观的分析研究，如此可以确定出道路工程结构物的内部状况。应用激光全息图像摄影技术时，核心原理或操作是进行材料的全息摄影，如此可以得到图像数据，通过分析图像数据，可以得到所需要的力学量。目前在道路工程中应用激光全息图像摄影技术，有两个显著优势值得肯定，一是能够检测全场情况；二是可以具备直观性强、精度高这些特点，所以值得推广应用。（五）激光检测技术激光的显著特点是“高亮度”，也正是因为如此，激第1 4 期（总第5 4 5 期）第1 4 期（总第5 4 5 期）光及激光检测技术都有良好的三大特性，一是衍射性；二是方向性；三是相干性。在道路工程的路面检测中,当激光的光强有所变化，则光电流会随之发生变化，有正相关的关系，即光强越强，则光电流可以越强。目前来看，无论是路面检测还是路基检测，都需要进行四大任务，即纹理深度测定、距离测定、弯沉测定、平整度测定，要想完成四大任务，必须依赖于激光检测技术。以其中的弯沉测定为例，因为激光的光电流可以随着光强发生变化，所以能够较轻易和精准地得到一个重要数据，即光电流的位移数据。在此基础上可以分析，继而可以反算弯沉位移的变化情况及变化量。（六）探地雷达检测技术探地雷达检测技术应用时，主要是借助高频电磁脉冲波，目前常用1 0 1 0 0 0 MHz的高频电磁脉冲波，采用的方式是宽频带短脉冲。与此同时，在发射天线的支持下，高频电磁脉冲波被顺利送至地下，如果在传播过程中遇到存在差异的介质交界面电性，一部分的雷达脉冲波能量会由地下有效反射至地面，此时可以被发射天线所接收 。如果要检测道路工程的缺陷区域,尤其是要获取到缺陷区域的形状信息、大小信息、深度信息时，则可优先选择探地雷达检测技术。三、道路工程的快速无损检测雷达检测技术为例道路工程的快速无损检测中，虽然探地雷达检测技术的出现时间较晚，但技术本身却有很强的科学性和先进性，应注重推广应用。详细言之，在道路工程中应用探地雷达检测技术时，应该重点分析三点，一是应用优势；二是工作原理；三是应用要点。在应用优势这一方面，相比于传统的检测方法，探地雷达检测技术的优势十分显著，集中体现于三点。第一，操作过程中具有灵活方便的优势；第二，有较高的分辨率，且可以进行连续性的检测作业；第三，有较快的检测速度，且检测费用低于传统的检测方法，可以有效控制。在工作原理这一方面，探地雷达检测技术应用的关键之处是让雷达检测车在路面上以一定的速度行驶，这一过程中可以发射出电磁脉冲，短时间内便可以穿过路面 7 。与此同时，无线接收机可以有效接收到脉冲反射波，并记录在数据采集系统之中，可以通过分析知晓路面材料的一些性质，如结构层的厚度及含水量。除此之外，当前所用的探地雷达检测技术可以形成正常的雷达图像，如路面的雷达图像较为全面和清晰，可因此进行路面结构的分析。如果是两个结构层的界新潮电子面，则会生成电介质常数，继而确定出电介质常数的突变风险及情况。在应用要点这一方面，探地雷达检测技术可以应用在道路工程的多个方面，主要是公路裂缝的检测、地层空洞的检测、公路检测、定位和勘查、密实度及厚度的检测。以地层空洞的检测为例，应用探地雷达检测技术能够有效对比正常区域的路面和不正常区域的路面，两者的电磁波可以反映出问题，并且在软件的支持下能够确保风险因素及时显示在剖面图之上。再以公路裂缝的检测为例，道路工程会出现多种形式的裂缝问题，导致公路的路基及路面都受到损毁，自然影响到道路的正常运行。针对于此，应用探地雷达可以连续检测路面规模、宽度等重要信息，关键操作是将天线中心频率有效设置及控制在1 0 0 0 Hz，整个检测过程中要确保天线中心频率处于稳定状态，如此可以进行连续检测作业。在进行路面的密实度及厚度检测时，关键是借助电磁脉冲、无线接收机，比如在不正常的两个接触面，电解质的数值会发生突变，此时可以分析电解质速率及数值等信息，可以确定出路面的厚度、结构层的含水量。四、结语为确保道路工程的安全、稳定，必须重视快速无一一以探地损检测技术的应用，当前所用的多种快速无损检测技术有显著优势。后续的道路工程检测作业中，应重点推广探地雷达检测技术、超声波检测技术、频谱分析技术、图像技术，对于其中存在的技术缺陷要特别关注，继续加大研究力度，探究技术本身的更多潜能与优势，以便可以更广泛地适用于道路工程检测，发挥出更佳的效能。参考文献：1 许文宇.道桥无损检测技术的应用研究 .大众标准化,2 0 2 2(2):1 7 8-1 8 0.2郭云飞.试论基于无损检测的道路桥梁工程测量技术 J.中国设备工程,2 0 2 1(1 6):1 2 7-1 2 8.3桂慧清.无损检测技术在公路工程中的应用及趋势 J.交通世界,2 0 2 1(3 6):8 2-8 3.4施彪.公路隧道支护质量无损检测技术 J.交通世界,2 0 2 2(1 1):1 1 5-1 1 6.5张帅.无损检测技术在道路桥梁检测中的应用研究 J.交通世界,2 0 2 1(1 8):1 3 4-1 3 5,1 5 1.6王咏梅.雷达技术在公路工程隧道无损检测中的应用研究 J.交通世界,2 0 1 9(2 7):9 2-9 3.7陈裕权.探地雷达法在公路隐性病害检测中的应用 J.大众标准化,2 0 2 2(1 7):1 7 0-1 7 2.38工程技术