道路橋梁檢測的無損檢測技術(shù)

◎甘波

（作者單位：中大檢測（湖南）股份有限公司）

無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中發(fā)揮著重要作用，主要是其自身優(yōu)勢與各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用要求貫穿在整個項(xiàng)目中，能在細(xì)節(jié)上控制工程質(zhì)量，并在檢測過程中控制信息數(shù)據(jù)精確性，能為各方案及措施制定提供重要的參考依據(jù)，有針對性地解決常規(guī)問題，為道路橋梁工程建設(shè)與穩(wěn)定發(fā)展有巨大影響。同時，在檢測工作開展前，建設(shè)單位還對工作隊(duì)伍專業(yè)能力提升、基礎(chǔ)設(shè)施完善等提出更高要求，在此方面加大投資力度，均能為工程綜合效益及質(zhì)量提升奠定良好基礎(chǔ)。

從道路橋梁建設(shè)角度分析，依據(jù)各項(xiàng)規(guī)定及要求控制整體質(zhì)量，分析道路橋梁長時間使用后的破壞情況，為避免引發(fā)安全事故，還需建設(shè)單位對道路橋梁工程日常養(yǎng)護(hù)及管理工作引起重視，養(yǎng)護(hù)階段應(yīng)用無損檢測技術(shù)，精確獲取相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，直觀化地呈現(xiàn)及分析道路橋梁工程綜合情況，有目的性地編制解決方案與管控措施，使工程項(xiàng)目管理與養(yǎng)護(hù)水平、工程質(zhì)量等全面提升，才可實(shí)現(xiàn)預(yù)期建設(shè)目標(biāo)。

一、無損檢測技術(shù)特點(diǎn)

（一）空間擴(kuò)張

城市化快速發(fā)展，使道路橋梁工程建設(shè)與發(fā)展階段所面臨的挑戰(zhàn)越來越多，也加大無損檢測技術(shù)應(yīng)用力度，是保證工程質(zhì)量及安全性的基礎(chǔ)保障，在實(shí)踐階段加大此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用力度，經(jīng)優(yōu)秀技術(shù)、操作方法等合理應(yīng)用，能提高固有的技術(shù)水平。同時，還有較大的發(fā)展空間，借助無損檢測技術(shù)的眾多優(yōu)勢，在應(yīng)用中有效控制，依據(jù)道路橋梁檢測要求選擇相應(yīng)的方法及技術(shù)手段，也能提升項(xiàng)目綜合質(zhì)量與效益。

（二）體系完善

開展道路橋梁檢測工作，主要目的是能對工程綜合質(zhì)量及安全性有一定掌握，便于各部門積極開展各項(xiàng)工作，確保工程項(xiàng)目綜合成效與效益。對此，在檢測工作實(shí)施階段還需保證所運(yùn)用的方法有較強(qiáng)的專業(yè)性，控制檢測結(jié)果精準(zhǔn)、合理，必須具備完善的技術(shù)體系，尤其是在新形勢發(fā)展背景下，經(jīng)無損檢測技術(shù)規(guī)范應(yīng)用，可及時發(fā)現(xiàn)與解決常規(guī)問題，并把檢測環(huán)節(jié)中所獲取的信息數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄，直接影響著工程項(xiàng)目綜合質(zhì)量。

首先，在檢測前先進(jìn)性測試工作，依據(jù)檢測內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)要求，在根本上解決技術(shù)單一問題，在申請階段就能發(fā)現(xiàn)問題，正確選擇檢測方法及技術(shù)手段，才能保證檢測工作質(zhì)量；其次，分析檢測工作需求及工程建設(shè)要求，創(chuàng)建智能化管理系統(tǒng)，以獨(dú)立性特點(diǎn)開展各項(xiàng)工作，還能在實(shí)施階段適當(dāng)創(chuàng)新，各項(xiàng)工作開展均有明確依據(jù)與目標(biāo)，只需專業(yè)化的管理隊(duì)伍、技術(shù)隊(duì)伍等相互配合，在實(shí)踐中完成自身的工作內(nèi)容，就能控制相應(yīng)的工作質(zhì)量；最后，從項(xiàng)目系統(tǒng)化角度分析，選擇多項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合方式，提升技術(shù)水平與管理成效，最大程度地滿足工程項(xiàng)目建設(shè)及發(fā)展需求。

（三）破壞性小

考慮道路橋梁工程建設(shè)所涉及到工作內(nèi)容較多，為保證工程項(xiàng)目綜合質(zhì)量，建議采用精細(xì)化管理模式，可在各環(huán)節(jié)中嚴(yán)謹(jǐn)管控，如：材料質(zhì)量檢測、技術(shù)應(yīng)用、施工管理等，均可避免常規(guī)問題持續(xù)發(fā)生。再就是工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，也可應(yīng)用到無損檢測技術(shù)，能對道路工程使用情況全面掌握，定期開展檢測與養(yǎng)護(hù)工作，均能控制其破壞程度最小，延長道路橋梁使用年限，確保道路橋梁工程良好的綜合效益。

二、無損檢測技在道路橋梁工程中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）實(shí)例概況

以某道路橋梁工程為例展開分析，了解該項(xiàng)工程的道路橋梁設(shè)計(jì)年限15年，路面結(jié)構(gòu)由中粒式瀝青混凝土（4cm）+粗粒式瀝青混凝土（5cm）+熱拌瀝青碎石（7cm）+二灰基層（20cm）+ 石灰穩(wěn)定土底基層（35cm12%）組成，總厚度71cm。

在該項(xiàng)工程準(zhǔn)備階段就考慮到現(xiàn)場作業(yè)的安全性與整體施工質(zhì)量，在此方面特別注意，重點(diǎn)分析現(xiàn)場作業(yè)的實(shí)際情況，能在人員配置、資源使用、費(fèi)用處理等方面均有具備的標(biāo)準(zhǔn)與管控要求，為現(xiàn)場作業(yè)工作的順利實(shí)施奠定良好基礎(chǔ)。同時，為避免引發(fā)安全事故，還需通過改建、擴(kuò)建方式嚴(yán)格處理。經(jīng)無損檢測技術(shù)應(yīng)用，可對該路段的路面病害嚴(yán)重程度詳細(xì)掌握，并把各環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的檢測數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄，成為實(shí)踐工作開展的重要依據(jù)，有目的性地地維修、養(yǎng)護(hù)。再加鋪瀝青面層，有效增強(qiáng)道路橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及可靠性。

（二）檢測方法

在彎沉檢測階段采用的是落錘式彎沉議方法，主要位置是車道右輪跡處，了解前期設(shè)計(jì)階段設(shè)定的荷載量是5t，在檢測時分別設(shè)計(jì)了 D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8 檢測點(diǎn)，與傳感器距荷載中心數(shù)據(jù)分別為 0mm、203mm、305mm、457mm、610mm、914mm、1219mm、18290mm。采用探地雷達(dá)檢測1GHz、450MHz 天線頻率數(shù)據(jù)，掌握電磁波及路面結(jié)構(gòu)層的變化情況。

（三）數(shù)據(jù)分析

選擇該項(xiàng)工程的K574+681-K574+683 路段的路面病害為分析核心，彎沉檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)獲取并詳細(xì)記錄，其中，樁號K574+676 荷載 1378MPa，彎沉 D1-D8 分別為 188μm、146μm、119μm、100μm、81μm、58μm、45μm、30； 樁 號K574+682 荷 載 1379MPa， 彎 沉 D1-D8 分 別 為 411μm、309μm、240μm、168μm、123μm、77μm、52μm、31μm；樁號 K574+684 荷載 1394MPa，彎沉 D1-D8 分別為 397μm、288μm、235μm、166μm、120μm、70μm、47μm、28μm；樁號 K574+688 荷載 1384MPa，彎沉 D1-D8 分別為 121μm、87μm、78μm、71μm、57μm、47μm、41μm、30μm。

彎沉盆數(shù)據(jù)記錄，樁號K574+676 面層曲率指數(shù)69，基層破壞指數(shù)38，距加載最遠(yuǎn)處彎沉30μm，反算模量面層5027.1MPa、基層 5781.1MPa、土基 392.2MPa；樁號 K574+682面層曲率指數(shù)171，基層破壞指數(shù)117，距加載最遠(yuǎn)處彎沉31μm，反算模量面層 2512.3MPa、基層416.4MPa、土基320.8MPa；樁號K574+684 面層曲率指數(shù)162，基層破壞指數(shù)115，距加載最遠(yuǎn)處彎沉28μm，反算模量面層2907.0MPa、基層351.0MPa、土基354.1MPa；樁號K574+688 面層曲率指數(shù)43，基層破壞指數(shù)21，距加載最遠(yuǎn)處彎沉30μm，反算模量面層6998.0MPa、基層45000.0MPa、土基434.9MPa

（四）檢測結(jié)果

樁 號 K526+740，荷 載 1395MPa，D1-D8 彎 沉 分 別 為691μm、608μm、591μm、539μm、494μm、418μm、350μm、233μm；樁號 K526+734，荷載 1386MPa，D1-D8 彎沉分別為231μm、219μm、187μm、135μm、114μm、84μm、 73μm、62μm；樁號K526+732，荷載1392MPa，D1-D8 彎沉分別為543μm、463μm、464μm、413μm、380μm、324μm、278μm、196μm；樁號K526+728，荷載1391MPa，D1-D8 彎沉分別為353μm、303μm、301μm、269μm、250μm、213μm、180μm、119μm；樁號 K526+726，荷載 1391MPa，D1-D8 彎沉分別為11 7μm、101μm、104μm、95μm、90μm、80μm、72μm、55μm。

樁號K526+740 面層曲率指數(shù)100，基層破壞指數(shù)97，距加載最遠(yuǎn)處彎沉233μm，反算模量面層5985.6MPa、基層1260.9MPa、土基67.9MPa；樁號K526+734 面層曲率指數(shù)44，基層破壞指數(shù)73，距加載最遠(yuǎn)處彎沉62μm，反算模量面層22816.9MPa、基層 5961.9MPa、土基 172.2MPa；樁號 K526+732面層曲率指數(shù)79，基層破壞指數(shù)84，距加載最遠(yuǎn)處彎沉196μm，反算模量面層4174.8MPa、基層3580.7MPa、土基84MPa；樁號K526+728 面層曲率指數(shù)52，基層破壞指數(shù)51，距加載最遠(yuǎn)處彎沉119μm，反算模量面層5949.0MPa、基層9091.9MPa、土基 91.9MPa；樁號 K526+726 面層曲率指數(shù) 13，基層破壞指數(shù)14，距加載最遠(yuǎn)處彎沉55μm，反算模量面層19669.7MPa、基層 38000.0MPa、土基 297.5MPa。

依據(jù)檢測環(huán)節(jié)中所獲取到的信息數(shù)據(jù)詳細(xì)分析，無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程運(yùn)營質(zhì)量評定、管控等方面發(fā)揮著重要作用，檢測工作效率高、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，為道路橋梁工程的維修及養(yǎng)護(hù)工作提供有利條件，具備完善的實(shí)施方案與管控措施，以預(yù)防為主、維修為輔，以檢測工作為基礎(chǔ)，重點(diǎn)處理道路橋梁各類病害問題，有效滿足道路使用功能。

三、無損檢測技術(shù)類型分析

頻譜分析技術(shù)：因介質(zhì)不同，波在傳播時的頻率有明顯差異性，在該項(xiàng)工程檢測中的應(yīng)用，主要是對路面結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行用力錘打，會產(chǎn)生瞬時垂直沖擊力，獲取雷面波，通過對波的頻率分析，掌握地表深度，設(shè)置相應(yīng)傳感器，精準(zhǔn)檢測傳播頻率不同的波。

光纖傳感檢測技術(shù)：主要原理是光纖特性，在檢測中能獲取到相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)。同時，還能把外界中的理量轉(zhuǎn)換成光信號，也在該項(xiàng)工程中發(fā)揮著重要作用，并占主導(dǎo)地位。其中，橋梁鋼索索力檢測就應(yīng)用到了光纖傳感檢測技術(shù)。

超聲波檢測技術(shù)：重點(diǎn)考慮波速是否受介質(zhì)因素影響而發(fā)生變化。出發(fā)點(diǎn)要放在結(jié)構(gòu)物空隙位置方面，因較特殊的檢測位置與空間因素的影響，檢測過程中會產(chǎn)生瞬間應(yīng)力波。但斷裂面或介質(zhì)臨界面不同，會使低頻應(yīng)力波反射，根據(jù)反射波具體形態(tài)精準(zhǔn)判斷，獲取測定物結(jié)構(gòu)或裂隙位置等。

圖像技術(shù)：在此次工程項(xiàng)目中對圖像技術(shù)的應(yīng)用，依然是考慮現(xiàn)場作業(yè)的實(shí)際條件與各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求。其中，紅外成像技術(shù)考慮介質(zhì)導(dǎo)熱性能不同，有針對性地選擇檢測方法，應(yīng)用熱敏傳感器，掌握結(jié)構(gòu)物內(nèi)部溫度變化情況，并把所檢測到信息數(shù)據(jù)以“圖形”方式呈現(xiàn)，直觀化掌握結(jié)構(gòu)物內(nèi)部情況；激光全息圖像攝影技術(shù)是對材料全息攝影，根據(jù)圖像詳細(xì)分析，依據(jù)力學(xué)量原理，對全場情況直觀、精度地觀測。

激光檢測技術(shù)：與其他技術(shù)手段相比較，此項(xiàng)技術(shù)最突出優(yōu)勢是亮度高，尤其是在激光因素影響下，其光強(qiáng)的變化決定著光電流的強(qiáng)度，與工程項(xiàng)目中的路面、路基檢測要求相符，也是此項(xiàng)技術(shù)在該領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的主要原因之一。

其中，該項(xiàng)工程的彎沉檢測就應(yīng)用到了此項(xiàng)技術(shù)。

探地雷達(dá)檢測技術(shù)：滿足大范圍檢測需求，不受環(huán)境因素影響，精準(zhǔn)檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部形狀、深度、大小等，實(shí)操中方便、快捷。該項(xiàng)工程在道橋病害、基層厚度、道路基層密實(shí)性、道路面層厚度檢測工作中就應(yīng)用到了此項(xiàng)技術(shù)，檢測數(shù)據(jù)為養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營管理工作開展提供重要的信息依據(jù)。

四、無損檢測技術(shù)對道路工程檢測工作的影響

（一）檢測方法選擇及應(yīng)用合理

在道路橋梁檢測工作實(shí)施階段，適合的檢測方法會對整體檢測效果有一定影響，也會關(guān)系到無損檢測技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)性。在以往階段，檢測部門往往重視專業(yè)性能強(qiáng)弱，忽視不同檢測技術(shù)的應(yīng)用要求及范圍，盲目性地選擇應(yīng)用，不僅會在實(shí)踐中遇到相眾多問題，還會對后續(xù)工作順利開展造成阻礙[7]。對此，還需引起建設(shè)單位及檢測部門重視，重視無損檢測技術(shù)應(yīng)用力度，既能解決傳統(tǒng)檢測方法的各項(xiàng)問題，又有較強(qiáng)的專業(yè)性，只需根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)要求及檢測內(nèi)容，有針對性地選擇檢測方法，便于各項(xiàng)工作間的相互協(xié)作與積極影響，各部件建設(shè)均能具備良好的基礎(chǔ)條件。

例如：某項(xiàng)道路橋梁工程就在項(xiàng)目建設(shè)階段考慮到各類施工材料類別、質(zhì)量、使用要求等，選擇相應(yīng)的檢測方法，摒棄傳統(tǒng)化、單一化的檢測方法，解決耗時、資源分配不合理的等問題。應(yīng)用圖像技術(shù)、激光檢測技術(shù)等綜合應(yīng)用，直接開展檢測工作，綜合效率與質(zhì)量顯著提升，獲取精準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)的同時，還能為后續(xù)工作順利開展奠定良好基礎(chǔ)。

（二）完善基礎(chǔ)設(shè)施提升檢測技術(shù)水平

分析道路橋梁檢測工作開展的根本目的，是為實(shí)時掌控道路橋梁整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性，尤其是在安全檢測中，通過檢測方法及技術(shù)手段的合理應(yīng)用外，還需有相應(yīng)的配套設(shè)施，檢測設(shè)備在道路橋梁安全質(zhì)量檢測中也發(fā)揮著重要的作用。

例如：某項(xiàng)道路橋梁工程就在無損檢測技術(shù)應(yīng)用中配置了相應(yīng)的傳感器，考慮介質(zhì)不同，所產(chǎn)生的聲波、振動波頻等也有明顯差異性，還需在傳感器安裝環(huán)節(jié)中就做好質(zhì)量控制工作。先明確檢測對象各項(xiàng)內(nèi)容，包括部件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)分布情況等，選擇相應(yīng)的傳感器，才能確保安裝工作順利進(jìn)行；再分析道路橋梁傳感器安裝位置，建議施加相應(yīng)的垂直沖擊力，考慮不同結(jié)構(gòu)、不同位置所傳出的波頻，能獲取瑞雷波面信號，工作人員在檢測中不同位置所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)及實(shí)際狀況詳細(xì)記錄，能為后續(xù)工作方案編制提供相同的參考依據(jù)；最后，依據(jù)工程檢測工作需求，可確定傳感器的安裝位置，實(shí)踐階段適當(dāng)調(diào)整，也能獲取到不同深度分層介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)。

（三）檢測數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸

檢測工作對道路橋梁安全及質(zhì)量管控等均有一定影響，也屬于一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，在實(shí)踐階段對各部門工作內(nèi)容與職責(zé)細(xì)化提出更高要求，要保證每項(xiàng)工作環(huán)節(jié)中均具備專業(yè)化的負(fù)責(zé)人，便于問題發(fā)生時第一時間找到相應(yīng)負(fù)責(zé)人，可依據(jù)實(shí)際情況詳細(xì)探究，能把問題處理，并規(guī)避此類問題持續(xù)發(fā)生，確保后續(xù)工作有序?qū)嵤Υ?，檢測環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)還需及時傳輸，便于各部門對道路橋梁實(shí)際狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控]。同時，數(shù)據(jù)傳輸階段時差記錄，先利用激光檢測技術(shù)，能在傳輸過程中處理狹縫結(jié)構(gòu)，依據(jù)衍射原理，掌握狹縫寬窄度，管控部門根據(jù)所獲取的信息數(shù)據(jù)能及時調(diào)整，呈明暗相間圖像，降低檢測工作難度，依然能滿足工程項(xiàng)目檢測要求。

結(jié)語：

通過上述內(nèi)容分析，能了解到無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程檢測中的重要性，各項(xiàng)工作開展均需具備完整、精準(zhǔn)的參考依據(jù)，會在檢測環(huán)節(jié)中大量產(chǎn)生，由各項(xiàng)工作負(fù)責(zé)人及時記錄與儲存，匯總到數(shù)據(jù)庫中，能最大化地為各項(xiàng)工作順利開展提供有利條件。同時，各項(xiàng)現(xiàn)代化的技術(shù)手段也會在實(shí)踐中發(fā)揮著重要作用，既能簡化不必要的工作環(huán)節(jié)，又能控制檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度，在多項(xiàng)技術(shù)手段綜合成效對比分析中，能顯著突出無損檢測技術(shù)破壞性小的優(yōu)勢，精準(zhǔn)獲取與傳輸檢測數(shù)據(jù)，最大化地滿足道路橋梁檢測工作需求。