浅谈公路工程中现代化无破损检测技术

2011-08-15李荣连

科学之友 2011年11期

李荣连

（山西路桥第一工程责任有限公司，山西太原 030006）

1 概述

公路是国民经济的重要命脉，公路运输具有一定的优越性和灵活性，是其他运输方式所不能替代的。公路建设的迅速发展，对于促进国民经济的发展、拉动其他相关产业发展起着非常重要的作用。在公路建设中，质量是工程建设的关键，任何一个环节、任何一个部位出现问题，都会给工程的整体质量带来严重后果，直接影响到公路的使用效益，甚至返工重建造成巨大的经济损失。因此，工程试验检测机构必须对工程项目或产品进行检测，并判断工程质量或产品质量状态。

2 现代化无破损检测技术

现代化无破损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验不见的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。它是在物理学、材料科学、断裂力学、机械工程、电子学、计算机技术及人工智能等学科的基础上发展起来的一门应用工程技术。具有以下优点：无需大量试剂；不需前处理工作；及时检测，在线检测；不损伤样品，无污染等。随着现代工业和科学技术的发展，无破损检测技术正日益受到各个工业领域和科学研究部门的重视。

2.1 激光检测技术

随着现代科学技术的发展，各种新材料、新方法、新工艺、新技术在各个领域都得到了广泛的应用。激光的相干性强、亮度高、方向性好，且激光技术在无损检测方面的应用有独特的优点[1]，因此被应用在公路工程路面检测中。在路面检测中，激光主要应用于距离测定、纹理深度测定、弯沉测定、车辙深度及平整度测定等几个方面，相对应的检测仪器是激光弯沉仪、激光路面平整仪和激光构造深度仪。其中激光路面平整仪的原理是：测试车以一定速度在路面上行驶，固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差，消除测试车自身的颠簸，输出一路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数值信号并记录下来。随着汽车的行进，每隔一定间距采集一次数据。通过数据分析系统，可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。在运用激光构造深度仪时应注意利用激光构造深度仪测出的构造深度与铺砂法测试出的结果不同，但两者具有密切联系。激光构造深度仪所测出的构造深度不能直接用于测评路面的抗滑性能，须换算为铺砂法的构造深度后才能判断路面的抗滑性能。

2.2 超声波检测技术

机械振动在介质中的传播过程叫做波，人耳能够感受到频率高于16 Hz，低于20000 Hz的弹性波，在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于10 Hz的弹性波叫次声波，频率高于20000 Hz的弹性波叫超声波。

超声波检测是无破损检测的一种，我国早在20世纪70年代开始就应用超声波检测技术测量岩石的抗压强度和判断岩石的性质，后用于评价建筑工程中水泥混凝土和钢筋水泥混凝土材料的质量，发展如今的超声已成功地应用于检测路基路面材料的密实度与弹性模量，检测混凝土的抗压、抗折强度，检测路基路面的厚度与孔隙。

2.3 图像检测技术

图像检测技术可运用于路面病害观测，主要运用于路面破损检测，如路面车辙、路面变形和路面裂缝等。路面表面破损率是路面养护决策的重要指标，它可用路表破损数字图像采集系统测定，其原理是采用车载式数字摄像系统连续高速采集路表的图像，然后再通过后处理软件识别、分类与统计路面破损[2]。由于在检测过程中车辆的前后颠簸，造成照射光束倾角的变化，这将产生车辙计算误差。