分析公路路基工程質(zhì)量無損檢測方式的實(shí)踐運(yùn)用

張小利

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西渭南 714000）

引言

公路路基工程質(zhì)量檢測是公路工程施工建設(shè)的主要內(nèi)容，就公路工程的質(zhì)量而言，橫向力、彎沉、平整度等都會(huì)影響公路質(zhì)量，也決定了高速公路的范圍能力。路基施工技術(shù)可真實(shí)有效的反應(yīng)公路路面實(shí)際情況，隨著檢測技術(shù)的快速發(fā)展，為公路路基工程質(zhì)量檢查提供技術(shù)支持，在計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算不斷發(fā)展的背景下，無損檢測技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，檢測效率和檢測精度越來越高，被廣泛應(yīng)用了公路路基工程質(zhì)量檢測中?；诖?，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)公路路基工程質(zhì)量無損檢測方式的實(shí)踐運(yùn)用做了如下分析：

1 工程概述

某公路工程，全長16.58km，存在多處連續(xù)轉(zhuǎn)彎和陡坡，于2016年5月投入使用，隨著公路交通量不斷增加，對(duì)路面造成了嚴(yán)重影響，多處了發(fā)生了裂縫、地基不均勻下沉、空洞等病害。在2018年6月交通部門下發(fā)了緊急避險(xiǎn)車道修建任務(wù)。為提升修建的針對(duì)性，并避免對(duì)公路工程原結(jié)構(gòu)造成破壞，采用了無損檢測方式，取得良好成效，值得大力推廣應(yīng)用。

2 無損檢測方式的特點(diǎn)

所謂無損檢測方式指的是在不對(duì)原公路破壞的基礎(chǔ)上，快速獲得公路路基工程質(zhì)量相關(guān)參數(shù)，判斷出公路性能狀況，并找到病害的類型和發(fā)生病害的位置，為公路修建、養(yǎng)護(hù)管理提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支持。和其他檢測方式相比，無損檢測方法所具有的特點(diǎn)為：通過高新檢測設(shè)備，快速準(zhǔn)確的獲知公路病害信息，具有很強(qiáng)的智能化和自動(dòng)化，比較依賴于檢測設(shè)備先進(jìn)性，因此，無損檢測的關(guān)鍵在于選對(duì)檢測設(shè)備[1]。

不同無損檢測設(shè)備的特點(diǎn)存在較大差異，并且在使用過程中，需要根據(jù)公路路基工程質(zhì)量實(shí)際情況，選擇與之相適的操作工藝和流程。目前常用無損檢測設(shè)備包括：斷面檢測儀、聲波檢測儀、抗滑檢測儀等。其中斷面檢測儀主要應(yīng)用在公路路基工程平整度、厚度、車轍等病害檢測中，通過斷面坐標(biāo)計(jì)算和計(jì)算機(jī)相互結(jié)合的方式，就能快速找到病害的位置和形狀；聲波檢測儀是通過聲波的發(fā)射和折射來判斷公路路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)；抗滑檢測儀的主要作用是根據(jù)公路路面的抗摩擦特性，判斷路面的摩擦性能是否滿足要求。

3 公路路基工程質(zhì)量檢測中常用的無損檢查方式

3.1 聲波透射檢測法

通過聲波透射檢測法可準(zhǔn)確檢測出公路路基工程的多種物理參數(shù)，比如：發(fā)生病害的具體位置、是否存在脫空、路面厚度是否達(dá)標(biāo)等。就公路路面而言，各項(xiàng)物理參數(shù)的檢測原理基本相同。在路面厚度檢測時(shí)，通過聲波透射可將換能器放置在被測物體中，發(fā)出聲波T，此外還要確保入射角度為90°，確保聲波可以順著鉆孔壁滑行，然后折射回孔道中，再通過換能器R1和R2進(jìn)行分別接收，根據(jù)公式：就能計(jì)算出入門厚度。此公式中，t1表示聲波T傳到R1中所需的時(shí)間（s）；t2表示聲波T傳到R2中所需的時(shí)間（s）；Vp表示聲波在介質(zhì)中傳播的速度（m/s）；△L表示路面厚度。

3.2 探地雷達(dá)檢測法

根據(jù)電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度、波形的不同，可檢測出公路路基工程中是否存在病害，包括：路基厚度是否達(dá)標(biāo)、車轍病害的深度、公路路基內(nèi)部是否存在缺陷、路基中是否存在脫空等。比如：探地雷達(dá)在路基厚度檢測時(shí)，通過發(fā)射天線向地下發(fā)射電磁波，如果電磁波經(jīng)過存在電性差異的底層，則會(huì)反射到地面，再由接收天線進(jìn)行接收[2]。從接收到的信號(hào)中獲知電磁波的介質(zhì)中的傳播路徑、電磁場強(qiáng)度、反射情況、波形等參數(shù)。但地下介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，這些參數(shù)也會(huì)跟著變化，就可以快速檢測出路面厚度。

3.3 圖像識(shí)別檢測法

圖像識(shí)別檢測法也是公路路基工程質(zhì)量檢測中常用的無損檢測技術(shù)，通過紅外線成像技術(shù)拍攝公路外形，或者通過激光全息法生產(chǎn)公路路基圖像。根據(jù)圖像上的凸點(diǎn)獲得公路工程的基本輪廓，再借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，就可以確定公路路基實(shí)際外形和設(shè)計(jì)外形之間存在的差別，根據(jù)對(duì)比結(jié)果就可以獲知目前公路路基是否存在變形、沉降等病害。比如：在公路路基平整度檢測中，通過圖像識(shí)別檢測法，可獲知入路面的基本輪廓，通過對(duì)輪廓分析判斷就能得到病害發(fā)生的范圍，路面平整度是否達(dá)標(biāo)。

4 無損檢查方式的具體應(yīng)用

4.1 聲波透射檢測法的應(yīng)用

在采用聲波透射檢測法時(shí)，檢測的精度和測試參數(shù)選擇是否正確有密切關(guān)系，比如：在進(jìn)行公路路基厚度檢測時(shí)，需要應(yīng)用到設(shè)備包括：低應(yīng)變聲波投射檢查儀、雙手測試換能器、配套軟件、計(jì)算機(jī)等。檢測步驟為：

第一步，采用直徑略大于生測管打孔機(jī)打孔，在管中安裝聲測管進(jìn)行測試。

第二步，在聲測管中注入耦合劑清水，將換能器吊入聲測管中，檢查通暢性。

第三步，將換能管沉入聲測管底部。

第四步，降低換能器從底部開始逐步向上檢測，確保檢測范圍覆蓋路基所有截面。將檢測到數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并繪制測試曲線，并對(duì)雙曲線進(jìn)行分析和計(jì)算，就能獲得路基的實(shí)際厚度[3]。

大量工程實(shí)例表明，在公路路基質(zhì)量檢測中應(yīng)用聲波透射檢測法，基本不會(huì)影響原道路質(zhì)量，而且還能快速準(zhǔn)確的測量路面厚度，具有檢測速度快、精度高、操作簡單的優(yōu)勢，具有良好的發(fā)展前景。

4.2 探地雷達(dá)檢測法的應(yīng)用

探地雷達(dá)檢測法在公路路基質(zhì)量檢查中應(yīng)用時(shí)，分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：①進(jìn)行現(xiàn)場測；②數(shù)據(jù)信息處理。其中現(xiàn)場檢測是將不同的頻率天線布置在公路路面不同的位置。天線發(fā)生電磁波的頻率和分辨率有密切關(guān)系，電磁波頻率越低，分辨率越低，頻率越高，分辨率越高。因此，在實(shí)際檢測中，需要根據(jù)公路路基實(shí)際厚度，選擇與之相適的探測頻率，以便后期數(shù)據(jù)處理更加便捷。圖像處理是通過頻域和時(shí)域分析法，對(duì)探測的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，并獲知探測結(jié)果。和聲波透射檢測法相比，二者是適用范圍和檢測精度基本相同，但探地雷達(dá)法相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，成本略低。

4.3圖像識(shí)別檢測法的應(yīng)用

和上述兩種無損檢測技術(shù)相比，圖像識(shí)別檢測法的操作更加簡單，技術(shù)也更成熟。只要將拍攝到的高清圖片，放入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別處理和二值化處理，找到圖像表面輪廓點(diǎn)和異常點(diǎn)，就能找到待測參數(shù)[4]。目前圖像識(shí)別檢測法主要應(yīng)用在公路車轍病害、開裂、坑槽等病害檢測中，無此實(shí)現(xiàn)路基厚度和內(nèi)部病害的檢測。隨著人工智能的不斷發(fā)展，圖像識(shí)別檢測法越來越先進(jìn)，操作難度逐步降低，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

5 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合工程案例，分析了公路路基工程質(zhì)量無損檢測方式的實(shí)踐運(yùn)用，分析結(jié)果表明，通過無損檢測技術(shù)可快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)公路路基中存在的質(zhì)量問題，為公路運(yùn)營狀態(tài)評(píng)估和維護(hù)檢查提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。無損檢測方式比較多，每一種檢查方式都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，可以選擇其中一種檢測，也可以聯(lián)合多種檢測方式進(jìn)行檢測，確保檢測的精度。