淺析快速無損檢測技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

【摘 要】公路工程質(zhì)量管理的重要組成部分是公路工程試驗檢測公路對于工程項目的檢測工作就變得十分重要，它是質(zhì)量控制的重要手段。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路無損檢測技術(shù)尤為重要。計算機技術(shù)、自動化控制、高精度測微技術(shù)的不斷完善，在最近的幾十年里使得試驗檢測技術(shù)有了突破性的進步。在人們的生活里不僅影響著交通出行的安全，而且快速無損檢測技術(shù)在公路工程的應(yīng)用中存在著一定的困難和問題。所以，本文提出應(yīng)對困難和問題的方法，使得快速無損技術(shù)的技術(shù)發(fā)展和效率進一步提高。

【關(guān)鍵詞】公路工程；快速無損檢測技術(shù)

目前，在交通運輸體系中，公路是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，交通作為我國經(jīng)濟命脈的大動脈，交通出行的發(fā)展狀況直接影響人們的生活和國民經(jīng)濟的發(fā)展速度。公路建設(shè)在不斷的發(fā)展，隨著建設(shè)規(guī)模不斷地擴大，很多公路開始步入了老化過程，為了保證公路運行的安全問題，公路的檢測工作就顯得極其重要，為我國公路的整體水平和人們出行安全有著關(guān)鍵性作用。但是工路工程的檢測技術(shù)，一直是困擾科研技術(shù)人員的一個重要問題，圍繞這一問題，科研技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)代無損檢測技術(shù)的發(fā)展，研究不同的方法檢測路基和路面的各項指標，在一定程度上快速無損檢測技術(shù)取得了成果。

1.快速無損檢測技術(shù)發(fā)展的意義

在一定意義上，傳統(tǒng)的檢測是根據(jù)規(guī)定的程序隨機選點，鉆孔取樣、進行室內(nèi)分析處理，從而取得不同工程的參數(shù)。這種傳統(tǒng)的方法存在一定局限性，所以，科研人員若能夠研究開發(fā)出無損、快速、直觀、能顯示道路內(nèi)部狀態(tài)的檢測設(shè)備和技術(shù)手段，必然會使工路建設(shè)和養(yǎng)護管理質(zhì)量水平進入一個嶄新的階段。快速無損檢測技術(shù)，在一定程度上使得工路施工質(zhì)量、路面設(shè)計、深入認識路面長期使用性能、工路改造方案的優(yōu)化及公路養(yǎng)護管理的提高等方面具有極其重要的意義。因此，我國要對快速無損檢測技術(shù)的研究加以深刻研究。

2.公路快速無損檢測技術(shù)的原理以及適用范圍

2.1頻譜分析技術(shù)

原理：頻譜分析檢測技術(shù)的基本原理是分析在不同介質(zhì)中傳播表面波的頻率特性。在路面結(jié)構(gòu)表面用一力錘施加瞬時的垂直沖擊，就可以產(chǎn)生一組以振源為中心的具有各種頻率成分并沿地表一定深度向四周傳播的瑞雷面波，通過調(diào)整力錘重量或不同的錘頭可以獲得含有各種頻率成分的瑞雷面波信號，在不同位置設(shè)置傳感器可以檢測到波傳播的頻率，借助于頻域的互譜分析和相干分析技術(shù)，可以達到測試不同深度分層介質(zhì)力學(xué)參數(shù)的目的。與傳統(tǒng)方法相比，它具有速度快、檢測效率高的特點。

適用范圍：檢測路面各分層介質(zhì)的厚度、均勻性以及層間接觸情況。

2.2超聲波無損檢測技術(shù)

原理：超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率的聲波，它在傳輸過程中服從于波的傳輸規(guī)律。超聲波路面檢測技術(shù)主要是通過發(fā)射超聲波到材料介質(zhì)，接收反射波的相關(guān)參數(shù)，進而判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部破損情況的一種新型無損檢測方法。在介質(zhì)中不同位置設(shè)置傳感器，測量超聲波在一定距離內(nèi)傳播的時間，利用速度、時間與位移的關(guān)系計算波速，利用速度與介質(zhì)相關(guān)參數(shù)的關(guān)系可以測定材料的有關(guān)參數(shù)如彈性模量、抗壓強度、抗折強度等，還可用來檢測材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。

適用范圍：我國早在70年代開始應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)測量巖石的抗壓強度和判斷巖石的性質(zhì)。由于它具有激發(fā)容易、檢測簡單、操作方便、價格便宜等優(yōu)點，在路面檢測中的前景非常廣闊。現(xiàn)已成功地應(yīng)用于檢測路基路面材料的密實度與彈性模量、檢測混凝土的抗壓強度、抗折強度、檢測路基路面的厚度與孔隙，以及路基快速測VVI等。

2.3激光檢測技術(shù)

原理：激光檢測技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的新型無損檢測技術(shù)，它之所以能得到廣泛應(yīng)用，主要是由于激光具有高亮度和分辨率，好的方向性、相干性、衍射性等特點，激光技術(shù)在路面檢測中的應(yīng)用主要利用激光的上述的特性，可歸納為三種原理。衍射原理是利用激光遇狹縫發(fā)生衍射現(xiàn)象的特點，調(diào)整狹縫的寬窄，得到屏幕上不同狹縫寬度下的亮暗相干條紋，建立二者的相互關(guān)系，可根據(jù)相干條紋的情況來判斷狹縫寬度的變化；光電反射原理利用了激光光強愈強則光電流愈強的原理，通過光電轉(zhuǎn)化器將光能轉(zhuǎn)化為電能，當激光光強發(fā)生變化時，光電流也隨之發(fā)生變化，事先標定建立光電流與位移關(guān)系，可根據(jù)光電流的變化反算彎沉位移的變化量；光時差原理是利用激光傳播速度極快的原理記錄激光通過很短距離的時差。

適用范圍：基于激光檢測技術(shù)上述三種檢測原理，在路基和路面檢測中，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幾個主要方面。

2.4圖像技術(shù)

原理：圖像技術(shù)包括紅外成像技術(shù)和激光全息圖像技術(shù)。前者主要是利用不同材料介質(zhì)導(dǎo)熱性能不同的原理，利用高精度的熱敏傳感器可以檢測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的熱傳導(dǎo)規(guī)律和溫度場分布狀況，將檢測得到的數(shù)據(jù)圖像化，從而將結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況呈現(xiàn)出來。激光全息技術(shù)是通過分析全息攝影得到的全息圖，再由全息圖上測取數(shù)據(jù)求出相關(guān)力學(xué)量的方法，具有精細度高、直觀可靠、能夠給出全場情況等優(yōu)點。

3.公路無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

在公路檢測中無損檢測技術(shù)運用十分廣泛。隨著我國公路建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量都不斷加大，公路在社會生活中的作用也不斷加大，人們對公路的安全性能，無論是建造中還是建造后使用的安全，都給與了很高的重視。

3.1公路無損檢測技術(shù)的發(fā)展將更多借助于其它學(xué)科

隨著無損檢測技術(shù)在公路檢測運用不斷擴大，而公路檢測由于公路規(guī)模的擴大導(dǎo)致的問題將會對無損檢測技術(shù)提出更高要求。無損檢測技術(shù)作為一門多學(xué)科交叉形成的應(yīng)用型技術(shù)，其形成過程借助于其它基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，因此其發(fā)展過程必定要從其它基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展中汲取成果。同時，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)科之間的相互融合也將不斷加深，高新技術(shù)的發(fā)展也不可避免地借助于其它學(xué)科取得的成果。因此，公路無損檢測技術(shù)將會不斷借鑒其它基礎(chǔ)學(xué)科的理論成果來實現(xiàn)自身發(fā)展，以滿足公路檢測的發(fā)展要求。另外，無損檢測技術(shù)的研究過程中會更注重理論和實踐的結(jié)合，從工程實踐中獲得理論研究方法。

3.2公路無損檢測的檢測手段趨于智能化

隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)的應(yīng)用和檢測技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)已發(fā)展到一個新的階段。高靈敏度傳感系統(tǒng)在檢測技術(shù)上的運用，使無損檢測技術(shù)向著智能化方向發(fā)展，檢測設(shè)備也朝著集約化、一體化方向前進。為了智能化的公路無損檢測技術(shù)在可以納入到現(xiàn)代公路管理系統(tǒng)中，使公路管理系統(tǒng)更加完善，研究人員需要對這兩種技術(shù)做更多研究。

綜上所述，公路工程的建設(shè)對于其安全和質(zhì)量的要求自然有更大的提升，所以無損檢測技術(shù)的發(fā)展是必然的，而對其發(fā)展的水平自然是有更高的要求，因此可以看到無損檢測技術(shù)發(fā)展的空間和遠景是廣闊的。

4.結(jié)束語

我國公路檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，從人工檢測轉(zhuǎn)向自動化檢測技術(shù)發(fā)展，從破損類檢測轉(zhuǎn)向快速無損檢測技術(shù)發(fā)展，從低速度、低精度轉(zhuǎn)向高速度、高精度發(fā)展。隨著我們公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，快速無損檢測設(shè)備發(fā)展越來越迅速。公路快速無損檢測技術(shù)的使用性能評價在我國的發(fā)展方向有：集多種設(shè)備檢測結(jié)果的路面使用性能評價與病害原因分析、養(yǎng)護與改建措施的專家系統(tǒng)的應(yīng)用， 或直接集成到路面管理系統(tǒng)中；測試設(shè)備的需求量越來越大，用戶越來越多， 并逐步實現(xiàn)國內(nèi)組裝及國產(chǎn)化；圍繞測試技術(shù)所展開的研究逐步深化， 通過相關(guān)軟件的市場化來輔助發(fā)展。

【參考文獻】

[1]王自明.無損檢測診斷現(xiàn)場實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.227.