路桥试验检测技术及应用

2014-03-27郑庆东

城市道桥与防洪 2014年8期

郑庆东

（深圳高速工程顾问有限公司，广东深圳 518034）

0 前言

随着我国新型城镇化进程的加快，我国道路建设项目逐渐增多，而在道路工程建设施工当中，路桥发挥着重要的作用，成为道路工程建设中的关键一环。加强道路桥梁的检测对于确保路桥的质量有重要作用。从路桥试验检测的重要性入手，分析路桥试验检测技术及其应用。

1 路桥试验检测的意义

（1）在路桥建设中，工程材料不可避免地存在各种缺陷，而工程结构、建设施工中的失误也是在所难免，所以，在路桥建设完成之后，如何确定路桥的质量和品质成为核心的问题。众所周知，汽车和船舶等在生产出来之后，通过破坏性试验检测其性能与质量，但是路桥属于单件生产，不能够开展这样的破坏性试验。所以，检测路桥质量的试验检测技术也就成为人们关注的焦点。巡回目检比较简单，但是缺点也是显而易见的，而且检测的结果有很大的差别。由于没有路桥检测的量化方法，导致一些豆腐渣工程无法及时发现和处理。

（2）路桥试验检测中的重要性主要表现在以下几个方面：第一，通过路桥试验检测，可以检测出路桥建设使用材料的合格率，从而确定选用何种材料，看看能否就地取材；第二，通过路桥试验检测，能够有力促进新技术、新材料和新工艺在路桥建设中的应用，而把这些新技术、新材料和新工艺应用到桥梁建设中，可提高桥梁建设的质量，为工程的建设积累经验，推动路桥建设事业的快速发展；第三，路桥试验的检测，主要是采用科学的方法，对路桥施工现场的各种材料和半成品进行检验，通过检测来确定这些材料和半成品是否符合要求，是否符合设计和施工的要求；第四，路桥检测试验能够客观评价路桥的质量，而工程质量均有统一的质量标准，路桥试验有助于路桥质量统一标准的制定。

2 路桥试验检测的内容及其中存在的问题

2.1 路桥试验检测的内容

路桥试验检测的内容比较广泛，而主要的检测内容包括表面破损程度、表面的曲线。裂缝的分布、裂缝的宽度、混凝土的强度、应力和振动等等，主要包括路桥表面、应力和绕度，以及刚度和强度等三方面内容。

当前，对于不同的检测项目，所用的试验检测方法也不同，而在对路桥表面检测的过程中，使用的仍然是传统的人工目视的方法，这种试验检测方法，其结果的准确程度因人而异，和监测人员的专业素养和职业素养有很大的关系，同时由于是人工检测，主观性很强，缺乏科学性和合理性。

众所周知，路桥的施工建设一般情况下以混凝土结构为主，所以，混凝土结构裂缝的检测的路桥试验检测的重要内容，也是关键性的检测项目。对于混凝土结构的路桥来说，对其裂缝情况进行检测和评估，相关的资料显示：路桥损坏是路桥出现裂缝的最主要的原因。而除此之外，混凝土的剥离、桥面的塌陷和路桥桥头的跳车等也是混凝土出现裂缝的原因。所以，在路桥试验检测中，应尽可能发现结构中存在的各种裂缝，分析其产生的原因和危害的程度，为制定科学的修补方法提供依据。

2.2 路桥试验检测中的问题分析

（1）试验检测的指标不完善

现阶段，我国路桥地基的基本参数是以回弹模量EO的数值，虽说这些规定对路桥地基材料的强度做出了一些个规定，可是在路桥建设的施工过程中，通常很少根据具体的工程压实度来严格控制地基地的压实度，而这种现象最直接的后果便是设计指标与建设施工指标的不统一，导致施工的设计指标标准低于设计的标准。

但是在对路桥进行试验检测时，由于能够通过压实度与回弹模量之间的函数关系式之间的动态关系来控制路桥地基的压实度，但是却很难与实际的施工结果相吻合。

（2）检测指标无法体现路桥的真实状况

路桥试验检测最根本的目的在于，客观反映路桥的质量情况，通过相关的指标数据来反映路桥的质量情况。但是当前的试验检测指标，通常无法准确反映路桥的质量，而这主要是因为试验检测中存在误差。而这一状况出现的主要原因在于，检测仪器不齐全，所以才造成路桥检测结果出现误差。

（3）检测仪器不完善

路桥试验检测中的一个问题便是检测指标无法客观反映路桥的真实质量情况，它的主要原因在于检测仪器不完善。路桥试验检测的内容比较多，所用到的试验检测仪器也比较多，无论是从种类上来讲，还是从数量上来讲，再加上检测通过是综合检测，所以难免会出现操作失误，或者弄混各种检测仪器。

3 路桥试验检测技术及应用

3.1 路桥的压实度检测技术

通过试验检测试技术来检测路桥表面的压实度，国内现阶段的主要应用的是传统检测方法，包括预埋加速计方法、环刀法和静态承受压力法、灌砂法、核子发射法等。当前的检测方法主要还是静态抽样检测方法，因此无法确保检测结构的准确性。在这些传统检测方法中，灌砂法和环刀法的检测结果相对来说准确度比较高，相对来说比较准确，但是试验检测需要的时间比较长，而且在检测过程中，在处理路桥表面时可能会对路桥的表面造成破坏，所以实用性不是很强。

而核子发射检测方法指的是通过发射核子来检测路桥的质量，所以，试验检测设备与测量工作的成本都比较高。预埋加速计方法才使用之前，需要对路桥的表面进行预处理，而且不止一次预处理，检测工艺比较麻烦。由此可以看出，传统的检测方法已经无法适应路桥发展的需要，需要应用新型检测技术。

3.2 地质雷达检测技术

地质雷达检测技术又被称之为探测雷达检测技术，它是一种有着诸多优点的检测技术，其优点主要包括高精度、经济快速、直观等，而且它还是一种无损检测技术。地质雷达检测技术是通过地质雷达向检测物体内发射高频电磁波，物体接收这种高频电磁波之后便会产生一定的反应，通过这种反应便可判断物体内部的情况。

地质雷达检测技术检测路桥质量的检测流程为：首先，检测人员通过计算机或者笔记本电脑向控制单元发出相应的指令信息；其次，控制单元在接收计算机发出的指令信息之后，便发射天线信号，然后接收天线发出的信号；再次，当发射触发信号之后，发射天线会向地面发射高频电磁波；第四，如果探测位置或者物体的介质不均匀时，电磁波遇到不同的介质便会接收到不同的电性目标和界面，把部分电磁波反射给地面，然后由地面的接受天线接收，并以数据单元的形式传回到控制单元，传回到计算机或者笔记本电脑中，通过图像的形式展示出来；第五，分析和处理这些图像，便可以得到被检测物体的内部情况。

3.3 超声波检测技术

超声波技术也可用来检测路桥的质量，超声波检测技术的基本原理在于，通过超声波检测仪、声波换能器，检测并分析超声脉冲在物体中的传播速度、主频率和波幅等，然后分析这些指标数据是否有变化，从而判断物体是否存在质量缺陷等。

超声波检测路桥的基本原理是：通过超声波检测仪、声波换能器，检测并分析超声脉冲在路桥中的传播速度、主频率和波幅等，然后分析这些指标数据是否有变化，从而判断路桥是否存在质量缺陷。在利用超声波检测技术检测路桥的质量时，超声波可以穿透路桥的混凝土结构，并在混凝土结构中传播，具有使用安全和操作简单的特点。

在超声波检测路桥是，最常用的方法是穿透测试法，但是利用该方法有一个限制，便是在检测路桥时，需要两个相对的测试面。超声波检测技术属于声波穿透检测技术，其能不能捕捉到物体内的缺陷信号是检测中的关键。在利用超声波检测路桥的质量状况时，通常采用多测点数据比较的方式来检测路桥，然后利用概率统计的相关原理和方法来处理检测数据，评估路桥的缺陷。由此可以看出超声波检测方法的一个缺陷：直观性比较差，需要多点检测。

4 路桥检测技术的发展展望

目前为止，路桥检测技术的发展经历了三个阶段：第一个阶段是根据业内专家和技术人员的专业经验为基础的经验检测技术解读，对路桥的检测仅仅能够做比较简单的数据处理，检测结果的准确性比较差。第二个阶段是以传感器技术和动态检测技术为主的阶段，通过信号的处理和建模为理论基础的现代检测技术阶段。当前的路桥检测技术正处于这一阶段。

而随着路桥建设事业的发展，为了有效满足大型复杂路桥结构试验检测的需要，检测技术已经进入以知识处理为核心、融数据处理、信号处理和知识处理于一体的第三个检测技术阶段，也就是智能检测技术发展阶段。在未来，智能检测技术会成为路桥检测的主流检测技术。路桥检测技术的发展方向体现在以下几个方面：第一，开发和应用无线通信技术为主要手段的数据采集系统，重点开发用于交通荷载、风荷载和定点测试荷载的传感器布设技术；第二，自动损伤识别系统，集测量系统、处理处理和损伤识别于一体的自动损伤识别检测系统，组装到路桥检测系统中，自动识别和检测，达到检测路桥的目的；第三，实时监测系统与现代网络技术的结合，实现信息的实时共享；第四，建立完整的检测信息数据库，积累路桥检测的知识和经验，最终建立专家数据库。