試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在道路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用分析

吳文彬 楊中華

(1.山東萬載市政工程有限公司， 山東 菏澤 274400；2.菏澤振源公路工程有限公司， 山東 菏澤 274000）

1 道路橋梁工程試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容概述

1.1 路基土方石填筑

用土方石填充構(gòu)筑路基這一操作流程是道路橋梁工程試驗(yàn)必測(cè)項(xiàng)目之一。 因?yàn)檫@是確保工程建造完畢后， 質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的決定性步驟環(huán)節(jié)。 通過這種規(guī)范地檢測(cè)方式， 排查出潛藏的各種隱患， 保證路基建設(shè)沒有任何問題， 符合標(biāo)準(zhǔn)要求， 保證整體建筑的基礎(chǔ)牢固穩(wěn)定。 只有底基質(zhì)量得到保證， 才能支撐起整個(gè)工程， 讓道路橋梁能夠保持持久地穩(wěn)定。 在對(duì)路基進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 檢測(cè)的內(nèi)容一般情況下是土層的濕度、 密度， 通過實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求， 還有檢測(cè)土壤的成分， 試驗(yàn)土壤的承受能力或者說是硬度。

1.2 橋涵構(gòu)造物

檢測(cè)橋梁和涵洞時(shí)， 要檢測(cè)用于建筑的原材料。一般材料的類型都是根據(jù)實(shí)際的施工工程來決定。 在選擇的用于建造橋涵的砂石時(shí)， 要提前測(cè)試出砂石的一些基本情況， 比如砂石堆積密度， 泥土和水的含量占比、 堅(jiān)硬度， 含水量， 物質(zhì)分布是否均勻等等； 之后是確保用于建設(shè)的水泥質(zhì)量達(dá)標(biāo)， 因?yàn)楫?dāng)水泥和水接觸混合時(shí)往往伴隨著熱化反應(yīng)， 所以也要嚴(yán)格檢測(cè)水泥材料， 確保選用的水泥與水發(fā)生熱化反應(yīng)的程度不會(huì)影響工程的質(zhì)量。 要檢查水泥的細(xì)膩程度， 還要進(jìn)行至少三個(gè)試驗(yàn)， 分別是用來檢測(cè)膠矽強(qiáng)度、 水泥砂裝和標(biāo)準(zhǔn)程度； 然后就是檢測(cè)支撐起整個(gè)工程的必不可少的材料—鋼材。 主要是檢測(cè)鋼材的柔韌性， 拉力承受的最大值， 伸長(zhǎng)范圍； 還要檢測(cè)焊接的質(zhì)量效果， 只要這些測(cè)試的結(jié)果都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)， 鋼材才能被用到橋梁工程的建設(shè)過程里。

1.3 路面狀況

1） 檢測(cè)路面平整度， 作為衡量工程建造是否合格的重要指標(biāo)之一的路面， 對(duì)其最基本的要求是要平坦整齊。 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求是在確定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)， 沒有出現(xiàn)持續(xù)地或者間隔式的坑洼。 雖然只有一定的長(zhǎng)度， 但是每個(gè)長(zhǎng)度范圍里都會(huì)出現(xiàn)凹凸不平的地方，這樣一累積， 路表的平坦度就會(huì)過低， 這樣最后建造出的道路橋梁凹凸不平， 當(dāng)車輛的輪子一接觸到這種地面， 會(huì)因?yàn)槟Σ亮Φ脑黾樱?使得要克服的阻力變大， 最后會(huì)引起車輛的顛簸， 影響人們行駛的體驗(yàn)感受。 有兩種類型的設(shè)備被用來檢測(cè)路面， 一類是反應(yīng)式的， 另一類是斷面式的。 反應(yīng)式的設(shè)備是依據(jù)通過不平坦路面時(shí)車輛的突然震動(dòng)給給人們帶來的最直接的體驗(yàn)感受， 也就是人們?cè)诼访嫔闲旭倳r(shí)的舒適度情況。 基于這一原理的儀器設(shè)備中， 車載式的顛簸累積儀被使用的次數(shù)最多。 斷面類則是一種更為直接精準(zhǔn)地檢測(cè)路面平坦程度的手段。 它的原理是把確切的路面高度來作為路面是否平坦的指標(biāo)， 這一方式較為科學(xué)合理， 目前國(guó)際平整度指數(shù)就是利用它建立起來的。

2） 路面彎沉檢測(cè)技術(shù)， 路面強(qiáng)度檢測(cè)有破損試驗(yàn)和無破損試驗(yàn)兩種類型。 其中破損試驗(yàn)要求在路面的不同層次的結(jié)構(gòu)里人為開鑿取樣， 通過物理試驗(yàn)進(jìn)行分析， 計(jì)算或推算出與工程建設(shè)相關(guān)的參數(shù)， 這樣就可以準(zhǔn)確的知道路面結(jié)構(gòu)的承載能力。 路面彎沉檢測(cè)技術(shù)不斷在改進(jìn)， 從最初的靜態(tài)彎沉測(cè)量到之后的穩(wěn)態(tài)彎沉測(cè)量再到現(xiàn)在的脈沖動(dòng)力彎沉測(cè)量， 實(shí)現(xiàn)了三次跨越。 最初的靜態(tài)彎沉測(cè)量過程中， 借助的是貝克曼梁式彎沉儀。 這種儀器的針對(duì)性很強(qiáng)， 只能用來檢測(cè)單點(diǎn)最大彎沉?xí)r狀態(tài)的數(shù)值。 所以它的作用有限， 對(duì)于實(shí)際路況中的汽車負(fù)載的工況根本沒辦法進(jìn)行模擬。 后來改進(jìn)的穩(wěn)態(tài)彎沉測(cè)量， 其實(shí)也就是最具典型性的動(dòng)力彎沉儀， 然而它又體現(xiàn)出了新的不足之處， 它對(duì)應(yīng)力敏感材料有很大影響而且存在自重靜力頂載； 第三階段的脈沖動(dòng)力彎沉測(cè)量利用的是落鋪式彎沉儀。 這種儀器通過利用高科技信息技術(shù)既克服了第一代克曼式彎沉儀的缺點(diǎn)， 也可以進(jìn)行多級(jí)加荷，最后利用計(jì)算機(jī)把數(shù)據(jù)收集起來并進(jìn)行分析。

2 道路橋粱工程常用試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)

2.1 壓實(shí)度檢測(cè)

要想保證道路橋梁的安全性和穩(wěn)固性， 要把關(guān)注的重點(diǎn)放在路基和路面的壓實(shí)程度上， 這是關(guān)鍵核心的步驟。 所以， 必須要高度重視壓實(shí)度檢測(cè)工作。 在目前的實(shí)際操作中， 用來檢測(cè)壓實(shí)度的技術(shù)如下。

1） 灌砂法， 這種技術(shù)憑借其極強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以完成對(duì)多種類型路面的密度檢測(cè)工作， 使得人們對(duì)它最熟悉， 而且被使用的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他的檢測(cè)技術(shù)。 這種技術(shù)檢測(cè)出的結(jié)果也比較精確， 可信度高。 主要的原因在于它是利用封閉的儲(chǔ)砂筒進(jìn)行檢測(cè)， 所以很好的阻隔了外部環(huán)境因素的不良影響。 但這檢測(cè)方但是這種方法也有一個(gè)不足之處， 就是檢測(cè)時(shí)要攜帶很多的砂石， 完成一次檢測(cè)要花費(fèi)一定時(shí)間， 工作效率較低。

2） 環(huán)刀法， 環(huán)刀法的檢測(cè)對(duì)象是獲取的土樣品密度。 這種方法得到的結(jié)果數(shù)據(jù)只是一個(gè)平均密度值， 而實(shí)際工程的碾壓層密度是不均勻的狀態(tài)， 所以用一個(gè)平均值來代表整個(gè)碾壓層的密度值， 顯然不是很合理， 檢測(cè)結(jié)果并不是十分可靠。 當(dāng)所取的土樣密度能夠代表整個(gè)碾壓層密度時(shí)， 這種檢測(cè)方法才有更大的作用。

3） 核子密度濕度儀法， 核子密度濕度儀法利用的是放射性元素。 用較少的工作人員和較短的時(shí)間就能夠完成路基、 路面密度和含水率的檢測(cè)工作。 而且這種方法在檢測(cè)過程中不會(huì)對(duì)建筑帶來影響， 在不破壞建筑的同時(shí)實(shí)現(xiàn)， 在相同位置上多次進(jìn)行測(cè)試。 這種檢測(cè)科學(xué)合理， 所以檢測(cè)結(jié)果往往也非常準(zhǔn)確。

2.2 回彈彎沉檢測(cè)

回彈彎沉是用來獲取路面受到壓力之后發(fā)生的形變情況的信息， 它側(cè)面反映的是路基路面的堅(jiān)硬程度。 回彈彎沉值與路面的抗壓能力和承重能力呈負(fù)相關(guān)。 通過這種檢測(cè)， 可以確保工程的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。 現(xiàn)階段經(jīng)常用到的回彈彎沉檢測(cè)技術(shù)有貝克曼梁法、 落錘式彎沉儀法、 自動(dòng)彎沉儀法和滾輪式彎沉儀法等。 在這四種， 前兩種方法被使用的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過后兩種。 貝克曼梁法的檢測(cè)目標(biāo)是靜態(tài)彎沉， 它的優(yōu)點(diǎn)是易操作、 便捷性、 效率高。 缺點(diǎn)是如果想要計(jì)算路面的承重范圍就必須知道輪胎壓在路面的重力和接觸面的大小， 而這也就是它難以做到的地方， 很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制輪胎接觸地面的范圍， 所以這種儀器仍然需要改進(jìn)； 落錘式彎沉儀法的原理是重錘下落模擬真實(shí)車輛在路面行駛時(shí)帶給路面的沖擊進(jìn)而反映出路面的回彈彎沉， 這種方式更貼合實(shí)際， 也可以稱作是理論的一次實(shí)踐應(yīng)用。 所以得到的檢測(cè)結(jié)果也比較精確， 值得信賴。 但是這種檢測(cè)方法的不足之處就在于成本投入太高， 而且由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)控制標(biāo)準(zhǔn)，所以很難對(duì)工程的質(zhì)量有效控制。 在選擇檢測(cè)技術(shù)是要根據(jù)工程的實(shí)際情況， 這樣才能確保選擇的技術(shù)高效， 得到的結(jié)果準(zhǔn)確。

2.3 無損檢測(cè)

不管是壓實(shí)度檢測(cè)還是回彈彎沉檢測(cè)都著眼于保證工程的最終質(zhì)量， 但是， 在實(shí)際施工過程中， 有不少單個(gè)小環(huán)節(jié)也可能存在問題， 影響工程的質(zhì)量， 所以也要進(jìn)行檢測(cè)， 而無損檢測(cè)就是針對(duì)某個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)。 這種檢測(cè)方式利用的是超聲波、 光纖傳感和探地雷達(dá)， 通過分析頻譜和圖像完成對(duì)整個(gè)工程中的某一單個(gè)環(huán)節(jié)的檢測(cè)。 而且無損檢測(cè)具有速度快、 準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。 最主要的是這種方法可以把建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)狀況， 通過圖像、 頻譜的方式直觀地展現(xiàn)在人們面前， 讓人人們能夠清晰的看到。 無損檢測(cè)可以說克服了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的弊端， 而且具備新的功能， 給工程建筑的質(zhì)量提供了可靠保證。

3 優(yōu)化道路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量的措施

3.1 科學(xué)合理制定制定試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)

檢測(cè)路基路面的回彈彎沉值大多是通過試驗(yàn)的方式， 這時(shí)借助貝克曼梁式彎沉儀， 表現(xiàn)出其靜態(tài)的特性， 把檢測(cè)的成果不能反映其動(dòng)態(tài)狀態(tài)下的情況。 而落錘式彎沉儀實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)檢測(cè)， 它能夠反映重力刺激下產(chǎn)生的形變效果， 這也能夠準(zhǔn)確確定彎沉性質(zhì)。 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)， 做好技術(shù)的選擇工作， 不要盲目比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)， 而是在把握工程實(shí)際特點(diǎn)和施工狀況的基礎(chǔ)之上科學(xué)合理地選擇。

3.2 積極落實(shí)各項(xiàng)規(guī)章制度

要想提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技能必須要有一套規(guī)范的的制度設(shè)計(jì)。 首經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的公路橋梁的試驗(yàn)檢測(cè)實(shí)踐， 不難發(fā)現(xiàn)， 試驗(yàn)檢測(cè)工作制度標(biāo)準(zhǔn)程度一定程度上是和檢測(cè)結(jié)果的可靠度呈正相關(guān)的。 其次就是要切實(shí)落實(shí)各項(xiàng)規(guī)章制度。 規(guī)章制度不能當(dāng)作擺設(shè)，而是切實(shí)讓它發(fā)揮作用， 嚴(yán)格按照規(guī)章制度來規(guī)范人們的檢測(cè)行為， 做到該罰必罰， 該獎(jiǎng)必獎(jiǎng)， 獎(jiǎng)罰分明。 這樣規(guī)章制度才能發(fā)揮其約束作用， 工作人員會(huì)小心作業(yè)， 謹(jǐn)慎檢測(cè)， 不僅會(huì)促進(jìn)公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技能的提升， 還在無形之中降低了失誤的發(fā)生幾率，工程質(zhì)量就能夠得到保障。

3.3 聯(lián)系工程實(shí)際選擇檢測(cè)方法

在利用貝克曼梁式彎沉儀對(duì)道路橋梁路基路面進(jìn)行回彈彎沉檢測(cè)時(shí)， 由于儀器自身的特點(diǎn)決定了只能表現(xiàn)其靜態(tài)性質(zhì)， 所以試驗(yàn)檢測(cè)的成果只局限于定性反映車輛在真實(shí)的場(chǎng)景下行駛時(shí)呼應(yīng)趨勢(shì)， 不能反映其動(dòng)態(tài)狀態(tài)。 而落錘式彎沉儀實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)檢測(cè)， 此刻的試驗(yàn)檢測(cè)成果能反映豎直重力壓力下發(fā)生的變形作為判斷彎沉特性的依據(jù)。 每種測(cè)試方法都有專門的針對(duì)對(duì)象， 有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì)， 因此， 在實(shí)際的工作測(cè)量中， 應(yīng)該結(jié)合具體情況， 靈活地選擇檢測(cè)方法， 同時(shí)也可以結(jié)合多種技術(shù)同時(shí)使用， 發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)來完成檢測(cè)工作。

4 結(jié)語

綜上所述， 科學(xué)合理的運(yùn)用的試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)于道路橋梁工程建設(shè)來說是非常必要。 因此， 要加大檢測(cè)技術(shù)的研究力度， 進(jìn)一步完善創(chuàng)新道路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)， 推動(dòng)道路橋梁工程質(zhì)量提升。