淺談公路工程中現(xiàn)代化無破損檢測技術(shù)

李榮連

（山西路橋第一工程責(zé)任有限公司，山西 太原 030006）

1 概述

公路是國民經(jīng)濟(jì)的重要命脈，公路運(yùn)輸具有一定的優(yōu)越性和靈活性，是其他運(yùn)輸方式所不能替代的。公路建設(shè)的迅速發(fā)展，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、拉動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起著非常重要的作用。在公路建設(shè)中，質(zhì)量是工程建設(shè)的關(guān)鍵，任何一個(gè)環(huán)節(jié)、任何一個(gè)部位出現(xiàn)問題，都會給工程的整體質(zhì)量帶來嚴(yán)重后果，直接影響到公路的使用效益，甚至返工重建造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，工程試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)必須對工程項(xiàng)目或產(chǎn)品進(jìn)行檢測，并判斷工程質(zhì)量或產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)。

2 現(xiàn)代化無破損檢測技術(shù)

現(xiàn)代化無破損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗(yàn)不見的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種檢測手段。它是在物理學(xué)、材料科學(xué)、斷裂力學(xué)、機(jī)械工程、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用工程技術(shù)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：無需大量試劑；不需前處理工作；及時(shí)檢測，在線檢測；不損傷樣品，無污染等。隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無破損檢測技術(shù)正日益受到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域和科學(xué)研究部門的重視。

2.1 激光檢測技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新方法、新工藝、新技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。激光的相干性強(qiáng)、亮度高、方向性好，且激光技術(shù)在無損檢測方面的應(yīng)用有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)[1]，因此被應(yīng)用在公路工程路面檢測中。在路面檢測中，激光主要應(yīng)用于距離測定、紋理深度測定、彎沉測定、車轍深度及平整度測定等幾個(gè)方面，相對應(yīng)的檢測儀器是激光彎沉儀、激光路面平整儀和激光構(gòu)造深度儀。其中激光路面平整儀的原理是：測試車以一定速度在路面上行駛，固定在汽車底盤上的一排激光傳感器通過測試激光束反射回讀數(shù)器的角度來測試路面，這個(gè)距離信號同測試車上裝的加速度計(jì)信號進(jìn)行互差，消除測試車自身的顛簸，輸出一路面真實(shí)斷面信號。信號處理系統(tǒng)將來自激光傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號并記錄下來。隨著汽車的行進(jìn)，每隔一定間距采集一次數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示打印國際平整度指數(shù)等平整度檢測結(jié)果。在運(yùn)用激光構(gòu)造深度儀時(shí)應(yīng)注意利用激光構(gòu)造深度儀測出的構(gòu)造深度與鋪砂法測試出的結(jié)果不同，但兩者具有密切聯(lián)系。激光構(gòu)造深度儀所測出的構(gòu)造深度不能直接用于測評路面的抗滑性能，須換算為鋪砂法的構(gòu)造深度后才能判斷路面的抗滑性能。

2.2 超聲波檢測技術(shù)

機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫做波，人耳能夠感受到頻率高于16 Hz，低于20000 Hz的彈性波，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)的彈性波又叫聲波。頻率小于10 Hz的彈性波叫次聲波，頻率高于20000 Hz的彈性波叫超聲波。

超聲波檢測是無破損檢測的一種，我國早在20世紀(jì)70年代開始就應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)測量巖石的抗壓強(qiáng)度和判斷巖石的性質(zhì)，后用于評價(jià)建筑工程中水泥混凝土和鋼筋水泥混凝土材料的質(zhì)量，發(fā)展如今的超聲已成功地應(yīng)用于檢測路基路面材料的密實(shí)度與彈性模量，檢測混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度，檢測路基路面的厚度與孔隙。

2.3 圖像檢測技術(shù)

圖像檢測技術(shù)可運(yùn)用于路面病害觀測，主要運(yùn)用于路面破損檢測，如路面車轍、路面變形和路面裂縫等。路面表面破損率是路面養(yǎng)護(hù)決策的重要指標(biāo)，它可用路表破損數(shù)字圖像采集系統(tǒng)測定，其原理是采用車載式數(shù)字?jǐn)z像系統(tǒng)連續(xù)高速采集路表的圖像，然后再通過后處理軟件識別、分類與統(tǒng)計(jì)路面破損[2]。由于在檢測過程中車輛的前后顛簸，造成照射光束傾角的變化，這將產(chǎn)生車轍計(jì)算誤差。

3 結(jié)束語

目前，我國公路工程發(fā)展迅速，但相應(yīng)的公路檢測設(shè)備相對落后，制約著我國公路特別是高速公路的現(xiàn)代化水平。針對此情況，我國應(yīng)盡快組織人力、物力和財(cái)力在國內(nèi)外已有成果基礎(chǔ)上，快速發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的路面快速檢測技術(shù)，提升我國路面檢測技術(shù)的規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國路面檢測技術(shù)的發(fā)展。

[1]陳曉麟.激光檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008年第5期.

[2]趙佰瑩，劉杰.路面無損檢測技術(shù)新發(fā)展[J].黑龍江交通科技，2003.No.7（24-25）.