无损检测技术在沥青混凝土路面施工中应用研究

'无损检测技术在沥青混凝土路面施工中应用研究　　摘要：随着社会的发展与进步，重视无损检测技术在沥青混凝土路面施工中具有重要的意义。本文主要介绍无损检测技术在沥青混凝土路面施工中的应用分析的有关内容。关键词无损检测；沥青；混凝土；施工技术；应用；中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：引言最近二三十年，世界各国的公路都有了很大的发展，尤以沥青路面为多。在大规模的公路建设以后，随之而来的将是任务繁重的公路养护和管理。路面检测是养护工作的一项重要内容，也是路面管理系统中数据采集的重要组成部分。一、无损检测简介在不破坏的前提下检查共建宏观缺陷或测量工件特征的各种技术的统称。工业领域中的无损检测类似于人们买西瓜时的“隔皮猜瓜”。买西瓜时，用手轻轻拍打西瓜外皮，听声响或凭手感，想猜一下西瓜的生熟，这是人们常有的习惯。如果对猜想有怀疑，则要求切开看个究竟了。10 用手轻拍，对西瓜是无有损坏的，非破坏性的，听声响或凭手感猜想西瓜生熟，“隔皮猜瓜”，这是生活中的“无损检测”；而“切开看个究竟”，这就是生活中的破坏性检查了。不论无损检测技术如何发展，”隔皮猜瓜”这一主旨内涵不变；对检测结果（猜想）有怀疑时，要解剖（切开）进行验证，这一基本思想也不变。古老而简单的无损检测方法，如敲击器械，听声响，辨别有无裂纹等，是至今沿用的方法；但因它们对缺陷的位置和大小，做不出“基本相符”的判断，而不被视无损检测的技术方法。只有技术方法才可保证无损检测结果如上所述的准确性和可重复性。二、路面承载能力检测路面承载能力的检测是得出路面的弯沉。路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下,路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。新的检测法有以下几种:10 2.1激光弯沉测定仪法。在测定时。将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。利用汽车驶离被测点时路面回弹,带动原固定于地面上的硅光电池测头向上升起,使激光器发出的激光束通过进光射到硅光电池上产生光电流。并根据光电流的大小来计算路面回弹变形的数值,即路面回弹弯沉值。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制,另由于该测定仪依靠光线作为臂长,可以射得很远。加上激光发射角窄,光点小而红亮,10m之远仍能清晰可见,可用于刚性路面弯沉检测。2.2自动弯沉测定仪法。该测定仪在检测路段上在牵引车的作用下以一定的速度行驶,将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来。这时,测定梁被拖动,以二倍的牵引车速度拖到下一测点。周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。整个测定是在测定车连续行驶的情况下进行的。它可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。2.3落锤式弯沉仪(FWD)法。FWD是通过计算机控制下的液压系统启动落锤装援,使一定质的重锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传到路面,导致路面产生弯沉,通过分布:距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号输入计算机。得到路而测点弯沉缸。FWD测量是计算机自动采集数据,进度快,精度高。检测最大速度可达80km/h,内置式落锤弯沉仪的牵引速度可大于100km/h,该方法足一种很理想的动态无损检测设备。2.4超声波无损探伤法超声波探伤的方法很多,最常用的是脉冲反射法。一般在均匀的材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续往往又造成声阻抗的不一致,由反射定理可知,10 超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射,反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。到目前为止,已经应用或者提议应用的利用超声波探伤进行无损检查的方法见下表:表1三、路面平整度检测技术路面平整度可定义为路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化,它是路面使用性能的一项重要指标。因此平整度的检测是路面施工和养护的一个非常重要的环节。平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况,反应类测定路表不平整程度。平整度、车辙和裂缝是评价路面质量最重要的三个参数。平整度检测贯穿于路面施工质量检测、评定、验收及运营期路面质量检测等环节,其检测设备、原理和方法多种多样,检测结果因检测设备不同而有较大差异。车载式颠簸累积仪必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性,需经常进行标定,减振性能好,则VBI测值小;车速越高,VBI测值越大。如表2所示为仪器探头用于不同频率的钢球（杆）直径。表2用于不同频率的钢球（杆）直径10 3.1连续式平整度仪。测量时由人或车拉动该仪器前进,由于路面不平引起测量小轮上下摆动,并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。采用该类测定仪灵活性较大,既可人拖,也可车拉,但测试效率较低(检测速度≤12km/h)该方法适用于测定路表面的平整度,评定路面的施工质量和使用质量,但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。3.2激光路面平整度测定仪。激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车,它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作是测试车以一定的速度在路面上行使,固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面,这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差,消除测试车自身的颠簸,输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的行进,每隔一定间距,采集一次数据。通过数据分析系统,可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器,测试速度快,精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量,因此该测定仪有着广阔的应用前景。10 3.3车载式颠簸累积仪。测定时测试车以一定的速度在路面上行使,路面的凹凸不平引起汽车的激振,通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI,以cm/km计。VBI越大,说明路面平整度越差。车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快,价格低廉,操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。四、沥青路面损坏状况检测新技术路面在使用过程中常发生各种各样的损害。损害不但影响路面的结构使用性能和结构承载力,也会影响到路面使用性能。因此,沥青路面损坏状况检测,对于沥青路面养护具有重要意义。4.1摄像测量法。摄像检测技术的基本原理是将安装在测定汽车上的特种快速或高速摄像机按一定速度与一定摄像角度,将路面上所指定的各种病害录入摄像带,然后在现场或室内快速处理成数据的一种检测技术。该方法先进性,成本低,会成为今后一段时间内的路面损坏检测的主要手段。10 4.2探地雷达。装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时,探地雷达发射电磁脉冲,并在较短时间内穿透路面,脉冲反射波被无线接收机接收,数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同,因此,电介质常数突变处,也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速,则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度,路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km/h以上,最大探测深度大于60cm。目前在公路无损检测方面,探地雷达已取得了较好的效果,而且还有更为广阔的应用前景。　　五、路面抗滑能力检测10 抗滑能力主要是指路面摩擦系数。在检测方法上主要有早期英国的摆式摩擦仪(静态、单点检测)和现今制动测距(动态、连续检测)的方法。在研究方面目前集中在检测手段(主要是动态连续式)的可靠性、应用指标及指标体系的研究。动态连续式检测已成为当今国际上的主流,但在制造上有较大的难度。同时检测时,由于要对检测轮进行完全制动,其检测费用较高。国际上检测手段较发达的国家有瑞典和美国等。另一种新的检测方法是测定检测车全刹车时的最大减速度一些研究成果表明,此最大减速度与路面摩擦系数有较好的相关性。近几年国际上有一些研究采用高分辨率的激光距离传感器检测路面的微观特征,并研究其综合定量指标与路面摩擦系数的相关性。若这一种新的方法得以认可,路面摩擦系数的快速检测将变得更有效和低价。我国目前采用的主要检测手段仍为摆式摩擦仪。由于是静态单点抽样检测,其效率和可靠性无法满足公路管理的需要。今后需开展此方面的检测技术的研究,重点应集中在采用何种技术以实现快速连续的检测。另外,我国养护规范对沥青路面的抗滑性能提出了摆值、构造深度、横向力系数等几种评价指标,但对于这些指标之间的相互关系缺乏系统的分析,因此,还需进行指标评价体系的研究,通过现场试验,获得大量数据,完善检测规范,建立新的指标体系和评价方法。六、公路无损检测技术的发展趋势在公路检测中无损检测技术运用十分广泛。随着我国公路建设的规模和数量都不断加大，公路在社会生活中的作用也不断加大，人们对公路的安全性能，无论是建造中还是建造后使用的安全，都给与了很高的重视。公路无损检测技术的发展将更多借助于其它学科随着无损检测技术在公路检测运用不断扩大，而公路检测由于公路规模的扩大导致的问题将会对无损检测技术提出更高要求。无损检测技术作为一门多学科交叉形成的应用型技术，其形成过程借助于其它基础学科的发展，因此其发展过程必定要从其它基础学科的发展中汲取成果。同时，随着科学技术的不断发展，学科之间的相互融合也将不断加深，高新技术的发展也不可避免地借助于其它学科取得的成果。因此，公路无损检测技术将会不断借鉴其它基础学科的理论成果来实现自身发展，以满足公路检测的发展要求。另外，无损检测技术的研究过程中会更注重理论和实践的结合，从工程实践中获得理论研究方法。公路无损检测的检测手段趋于智能化10 随着计算机技术、电子技术的应用和检测技术的发展，无损检测技术已发展到一个新的阶段。高灵敏度传感系统在检测技术上的运用，使无损检测技术向着智能化方向发展，检测设备也朝着集约化、一体化方向前进为了智能化的公路无损检测技术在可以纳入到现代公路管理系统中，使公路管理系统更加完善，研究人员需要对这两种技术做更多研究。综上所述，公路工程的建设对于其安全和质量的要求自然有更大的提升，所以无损检测技术的发展是必然的，而对其发展的水平自然是有更高的要求，因此可以看到无损检测技术发展的空间和远景是广阔的。为了更好的发展和研究这项技术，就需要不断的结合国情做好技术的创新和发展，做好检测队伍的素质和水平提升，从而确保整个行业检测水平的提升，使公路和隧道的质量安全问题得到保证，使人们的生命和财产安全得到保证。结束语从目前国内公路检测技术情况看,应该尽快组织力量,投入资金,并在国内外已有成果基础上,从公路快速检测设备、技术以及养护新材料、新方法、新工艺等方面,深入系统地开展沥青路面快速检测与养护技术的研究,发展我国自主知识产权的路面快速检测技术,提升我国路面检测技术的规范和行业标准,促进我国路面检测技术的发展、应用及实施,对于全面提高我国公路的管养水平,进而全面提高我国公路工程质量,具有重要意义。参考文献10 [1]张俊平.公路检测[M].北京:人民交通出版社,2002,（10）.[2]毕卫红,等.光纤传感技术在公路检测中的应用[J].研究与开发,2002,(6):49-51.[3]童寿兴,等.超声波检测拱桥的拱肋钢管混凝土质量[J].公路建设,2002,(4):22-24.[4]王毅娟.公路检测与监测技术的开发与应用[J].北京建筑工程学院学报,2003,(6):37-41．[5]李宏军《混凝土无损检测技术的发展及工程应用》辽宁省交通高等专科学校学报2007[6]张来顺张龙华王旭《浅析混凝土无损检测技术》黑龙江交通科技200810'