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道路施工中无损检测技术的应用

2019/12/04 阅读:

摘要:通过传统检测技术和无损检测技术的对比,对无损检测技术的应用进行研究,介绍了超声波无损检测技术、激光检测技术、图像技术、频谱分析技术等无损检测技术的原理与适用范围,阐述了道路施工中使用无损检测技术的可行性,介绍了无损检测的仪器设备,提出了无损检测技术在未来的发展,研究表明,无损检测技术在未来具有较好的应用前景,使用无损检测技术能够有效提升道路质量,使道路施工的开展更加顺利。

关键词:无损检测技术;道路施工;道路检测

引言

无损检测技术不会对构件的性能产生影响,通常是对一些物理量有效进行测定,对结构的性能进行判断的一种方法。无损检测技术的产生,集聚了多个学科的精华。无损检测技术中使用的基础理论主要来自现代材料学和应用物理学,电子计算机科学技术的发展给无损技术提供了相应的理论基础,无损检测的出现,为道路检测增加了现代化的检测手段。

1传统检测技术和无损检测技术的概述

传统检测技术具有一定的局限性,采用的方法主要是随机选点、钻孔取样,对室内进行分析和处理,从而获取需要的工程参数,存在极大的局限性。被测点的选择非常随机,没有进行仔细选择,检测结果不具备代表性[1];检测点分布稀疏,一些隐蔽性的问题不易被发现,给后续工程留下较大的安全隐患。对道路进行日常养护时,虽然能够及时发现路面的问题,但是对路面的一些隐性的病害缺乏行之有效的检测手段。科学技术的不断发展,使检测技术发生翻天覆地的变化。道路的检测已经由人工检测向无损技术发展,技术上也由一般向高新转化。例如:路面检测中已经将高精度的传感器应用其中;对路面的断面进行检测过程中,已经使用了激光技术;对路面厚度进行检测过程中,已经使用了雷达技术;对路面的病害进行观测时,已经使用了图像处理技术。目前的道路检测中已经相继使用了无损检测技术,这些技术的应用使道路的检测效率全面提升,准确性也得到提升。

2无损检测技术的原理和适用范围

2.1超声波无损检测技术

超声波属于一种声波,这种声波大于人耳听到的频率,超声波在传输过程中需要遵循波的规律来传播。道路检测过程中使用的超声波检测技术是让超声波进入材料介质,借助介质接收到超声波之后发生反射而产生的相关参数,对道路的内部破损问题展开有效判断,属于一种新型的无损检测技术。在介质的不同位置设置相应的传感器,对规定时间段内的超声波进行相应的测量,根据速度、位移和时间三者的关系对超声波的波速进行计算,对速度和介质二者的关系展开测定,如抗压强度等,还可以对材料内部的结构展开测量,检测材料内部中是否存在缺陷问题。我国在20世纪70年代就开始使用超声波无损检测技术。该技术具有容易激发、检测简单、操作过程方便、成本较低等诸多优点,在道路检测中使用这项技术具有良好的前景[2]。目前,这项技术已经成功应用于道路路面的材料密实度检测中,在对道路的弹簧现象的检测和混凝土抗压强度的检测中也有应用,可以快速掌握路面的结构,找出路面中存在的问题。

2.2激光检测技术

激光检测技术作为一种无损检测技术,是近几十年才发展起来的,属于一种新型的技术。这种技术得以广泛应用的主要原因是其具有较高的亮度、极高的分辨率和较强的方向性的优点。使用这种技术对道路进行检测时,主要利用的是激光得特征。这项技术具有三大原理:①衍射原理。激光遇到狭缝后出现了衍射现象,通过对狭缝宽窄的调整,就能够得到不同的明暗相间的图像,从而建立相关关系,对结构中狭缝宽度变化等进行分析。②光电反射原理。由于激光越强,其电流就会越强,能够利用光电转化器让光能有效转化为电能。当激光的强度发生相应的变化时,光电的电流也会发生相应的变化,提前将位移和光电流二者之间的电流表示出来,根据电流的具体变化对位移的变化量进行计算。③光的时差原理。这种原理主要利用光的传播速度较快的原理,利用这种原理能够在较短的时间内记录时差问题。路面和路基进行检测过程中,激光的具体应用主要是距离测定方面。另外,还能够对纹理的深度和弯曲的程度进行检测。

2.3图像技术

图像技术主要有两种,一种是红外成像技术,一种是激光全息图像技术。前者是应用不同材料的导热性能,使用精度较高的热敏传感器对检测对象内部的热传导规律进行检测,从而检测温度场的分布状况,将检测的数据用图像表示,根据图像呈现结构物的内部状况[3]。通过激光全息技术能够得到全息图,使用全息图测量相关数据,根据这些数据对力学量进行计算。这种方法同样优点颇多,不仅具有较高的精细度,呈现的图形也非常直观,能够使整个检测具有全面性。

2.4频谱分析技术

频谱分析技术主要的原理是对不同介质进行分析,从而分析表面传播的频率特性。这项技术能够对路面施加相应的冲击力,从而产生一种瑞雷面波,以振源为中心向四面展开传播。对一力锤的重量进行调整,能够得到不同频率的瑞雷面波。在不同的位置设置相应的传感器,能够对波动的频率进行检测。还可以对不同深度的介质进行测量,获得力学参数,以检测均匀性。与传统的检测技术对比,该技术检测速度快,检测效率高。

3无损检测的仪器设备

3.1弯沉测试仪

弯沉测试设备中使用最为广泛的一项仪器是落锤式弯沉仪,该设备的基本原理是通过液压系统控制重锤从一定高度自由落下对路面施加一冲击荷载,同时利用沿荷载轴线分布的传感器阵列采集路面的弯沉数据。该设备记录下的受力状态非常真实,没有对弯沉进行模拟,对交通不会造成较大的影响,属于一种非常理想的弯沉检测设备。

3.2断面检测仪

断面测试主要是对平整度和车辙进行测试。对断面进行相应的检测时,通常采取的检测设备有横断面仪和横断面尺。20个世纪末,我国还引进了一种激光断面仪,采用无合作目标激光测距技术和精密测角技术,将极坐标测量方法与计算机技术紧密结合,配合专业图形处理软件,无需后处理可快速出具检测结果及报告,是一款实用性很强的工程测量工具,在道路的检测中应用十分广泛,正常测试速度已经达到了80km/h,对横坡、纵坡、弯曲率、密实度和含水性均能进行测试,应用前景良好。

3.3路用雷达监测仪

该设备能够对道路中存在的缺陷进行细致的检测,不仅能节省大量的人力,操作起来也十分方便,具有较快的速度,可以在大面积内进行检测,不会受到环境因素的影响。利用雷达进行检测时,地面介质会存在一种反射波,根据反射波的幅度对地面的结构进行检测,从而得出介质的分布状况,不但能够检测厚度,还能够检测密实度和湿度等。

4无损检测技术在道路检测中的应用价值

无损检测技术具有较高的检测准确性,且检测速度快,在道路检测中的应用越来越广泛。道路建设初期,这项技术主要是对施工质量进行检测,第一时间发现道路中存在的各项安全隐患,保证道路的质量。道路建成之后,经过时间的推移,道路的性能受到影响而发生劣化[4],劣化的速率也不均等,初期阶段劣化的速率相对较低,后期劣化的速率会加快。同时,后期维修费用也会增加。采用无损路面检测技术,能够对道路内部出现劣化的规律进行分析,对养护方案进行优化,提出更加具有科学性的决策。无损检测技术集聚各学科精华,具有较强的综合性。与之相关的基础学科的发展,将推动无损检测技术的优化。

5结语

无损检测技术与传统检测技术相比具有诸多优点,能够提高道路检测的准确性,提高道路施工质量。对道路进行检测过程中,使用无损检测技术,应将理论与实践有效结合,并拓展新的应用领域,使无损检测技术更好地服务于交通建设。

参考文献:

[1]张书林.无损检测技术在公路工程中的应用分析[J].交通世界,2017(17):86-87.

[2]胡毅.无损检测技术在公路桥梁中的应用探微[J].城市建筑,2017(6):306.

[3]孟显成.无损检测技术在道路桥梁工程中的应用研究[J].智库时代,2017(14):168-169.

[4]张松.浅谈工程检测中无损检测技术的发展与应用[J].环球市场,2017(6):273.

作者:王咏梅 单位:河北道桥工程检测有限公司

道路施工中无损检测技术的应用

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