公路桥梁隧道存在的质量问题及有效的试验检测措施

2021-06-28陈海生

运输经理世界 2021年34期

陈海生

（青海省交通检测有限公司，青海西宁810000）

0 引言

公路、桥梁及隧道建设关系着国家发展和人民生活。近年来，我国公路、桥梁及隧道建设发展势头迅猛，在工艺和设计方面也有较大提升。但是，由于我国车辆交通数目较大，在公路、桥梁、隧道等建设过程中，质量是最关键的因素。因此，通过专业手段对公路、桥梁、隧道等建设工程的质量进行检测，对当代交通运输的发展和经济建设具有重要意义。

1 公路桥梁隧道试验检测技术

公路桥梁隧道试验检测技术主要用于公路、桥梁等建筑表面缺陷的检测，其最常见的检测方法就是目视法。这个方法对检测人员的专业素养要求极高，不仅要求检测人员能够观察到公路、桥梁、隧道等建筑中的混凝土是否存在裂缝，还要观察相关建筑的平整性是否存在问题。在进行试验检测的过程中，相关建筑的其他情况也要进行记录和分析，例如公路、桥梁、隧道等建筑是否存在结构裂缝，公路、桥梁及隧道的宽度和走向是否符合相应的标准等。同时，对容易出现质量问题的地方，应进行重点排查。

2 试验检测的重要性

公路、桥梁及隧道等大型交通建筑的安全问题尤为重要，这不仅关系着国家的经济建设和交通运输，更关系着每个人的出行安全。一旦公路、桥梁、隧道等交通建筑出现问题，轻则造成重大的财产损失，重则会造成严重的人员伤亡。因此，在公路、桥梁及隧道等交通建筑投入使用前及使用中，要定期进行质量监测，从根源上避免问题的发生。

由于该类型的建筑属于大型、单件建筑，不能通过破坏性试验进行质量检测，但传统的目测式检测方法主观性太强，检测人员在检测过程中可能出现误判，并缺乏对建筑等整体品质的定量分析，导致公路、桥梁、隧道等在建设和使用过程中的潜在问题没有被及时发现并解决，最后造成了严重的后果[1]。目前，对公路、桥梁及隧道的检测体系尚不完善，会大大降低公路等建筑的检测效率和有效性，同时也为后期的检修和维护增加了资金负担和工作量。因此，加强对公路、桥梁及隧道的检测尤为重要。

3 公路桥梁隧道常见的质量问题

在我国的桥梁、公路及隧道的建设和投入使用过程中，常常会因为各种质量问题，导致交通运输受阻。

3.1 建筑表面出现裂缝

裂缝问题是目前我国公路等交通建设中最易出现的问题之一。当前，我国公路、桥梁及隧道建设的主要材料就是混凝土，该材料在施工过程中常常会因为施工技术不达标、养护过程不完善等原因而产生裂缝。不同裂缝的走向、深度、密度都不同，对交通带来的影响也不相同。因此，在对公路、桥梁及隧道进行质量检测时，需要采取有效的试验检测措施，充分把握建筑的质量，避免产生更严重的事故。

3.2 建筑整体发生沉陷

公路、桥梁等建筑在建设投入使用的过程中，也经常会出现沉陷问题。该问题产生的主要原因，是施工人员在施工过程中对沟槽回填、地基压实等施工不当造成的。公路、桥梁、隧道等交通建筑发生沉陷，不仅会影响车辆行驶的平稳性，还会大大缩短其使用寿命，进而影响长远的交通规划。所以，在公路、桥梁等交通建筑完工交付时，要利用多种试验检测技术，对相其质量进行全面检测，避免建筑在投入使用后出现一系列质量问题。

除了上述列举的质量问题外，公路、隧道、桥梁等建筑还会出现钢筋腐蚀、隧道漏水、建筑表面剥落、隧道衬砌压溃等多种质量问题，这些问题都会对交通安全造成严重影响。因此，需要采用科学、有效的试验检验技术，定期对其进行全面检测，提升公路、桥梁、隧道等建筑的质量和安全。

4 我国公路桥梁隧道检测的现状分析

4.1 当前公路、桥梁等建筑中主要的检测方法

当前，我国对公路等交通建筑的检测方法主要有以下几种：

首先，对建筑的外观进行检测，检测的重点在于查探公路、桥梁、隧道等建筑的外表有无破坏、脱离等现象，并对外观的破损、脱落等情况进行拍照记录。此外，还要查看公路、桥梁、隧道等建筑的关键部位是否存在裂缝，并观察裂缝的分布情况、裂缝的深度及走向等，进而推断公路的内部结构和主体框架是否出现问题，从而提前预防因建筑故障而产生的严重后果[2]。用于该检测内容的检测方法除了常规的目测法外，还有激光传感器、超声波检测、热像仪等。其中，红外热像仪检测技术是对目测法检测技术的深入和补充，也是仅次于目测法的常用检测技术。使用该技术，可以在建筑受到相同的热刺激后，通过红外摄像机进行拍摄，进而生成热度梯度。由于空气的导热性能远低于钢筋混凝土，所以在热度梯度的成像中，如果发现了阶梯空缺，就有可能是建筑内部出现了问题，致使空气进入。

其次，对建筑的应力和挠度进行检测。建筑的应力通常是指建筑的应变特性。在公路投入使用后，过往车辆会对公路造成碾压，应力即为使公路发生形变的范围。在公路投入使用后，应力与材料之间的关系更密切。所以，在公路、桥梁等建筑建设之前，先要对材料的应力性能进行检测，确保建筑材料的应力性能合格。简单来说，就是建筑的承重框架在受力时所能产生的最大弯曲程度。通过对挠度进行检测，可以最大程度地提升建筑的承重能力，同时对桥梁、隧道、公路上行驶的车辆进行限重、限高，进而避免因超重造成建筑损伤，进一步延长建筑的使用时间。此外，对公路等建筑进行挠度和应力测试，可以更好地保证公路等的设计和建设过程符合国家的经济发展需要，并根据不同的使用要求对公路等建筑进行规划，提升建筑的利用率，节约大量的财力、物力。应力和挠度检测中常用的检测方法是激光检测法，常用的检测设备是加速器、传感器等[3]。

再次，对公路、桥梁及隧道的整体进行强度和刚度检测。公路等建筑的强度，通常是指公路对破坏的承受能力，刚度则是指公路具备的抵抗弯曲的性能，即公路的弹性形变范围。由于车辆行驶过程中常常会因为各种原因发生意外，对路面、梁柱等结构造成撞击，所以要依靠建筑本身的强度和刚度进行抵抗。倘若桥梁等建筑的强度和刚度较弱，那就可能在事故发生时遭到破坏，给事故带来二次损伤，同时还会给其他车辆的行驶带来不便。

最后，检测建筑的扩散深度、钢筋锈蚀等情况。建筑扩散深度包括碳化深度、氧化深度、侵蚀深度等多个方面。通过对建筑内部的情况进行检测，及时发现问题和隐患，这方面的检测方法通常是钻芯取样法。而钢筋锈蚀的检测主要包括钢筋锈蚀的位置、锈蚀程度等进行检测，常用的检测方法是自然点位法。

4.2 质量检测方法中存在的问题

虽然我国对桥梁、公路等交通建筑的检测已经较为全面，但在检测方法上仍有许多不足。比如，在对桥梁、公路等建筑的外观进行检测时，仍在选用最简单的目测法，这固然是由于该方法比较方便、高效，但同时也是因为激光传感器等检测设备资源紧张、操作困难。对混凝土结构的公路、桥梁及隧道等建筑，通过外观检测评定其裂缝走向和深度，常常存在一定的误差，从而引发建筑毁坏、交通瘫痪等严重问题。只有正确发现和认识建筑中的问题，才能采取有效方法进行弥补和修整，通过简单的目测法进行推断，在当前的交通建设环境中，存在较大不足。

所幸，许多专业人员已经意识到并开始重视检测方面的不足，并积极展开试验和研究，力求尽快发现并建立完整、科学、高效的检测机制，同时对相关的检测技术进行试验改进，进而提升我国桥梁、公路、隧道等交通建筑的建设质量。

5 几种先进的公路桥梁隧道检测技术

5.1 雷达技术和红外热像仪技术

伴随着科技的发展和人员的不懈研究，目前，在我国大型桥梁和隧道建设中，已经开始应用雷达检测技术。雷达检测技术的主要工作原理是，利用发射较短的电磁脉形成电磁波。一般情况下，此类高频电磁波的波频范围在100～1000Hz 之间。电磁波在反射过程中，也会带回混凝土中各种材料介质传出的回波，技术人员通过对回波进行收集，并与正常的波段进行对比，可以判断建筑中存在的问题[4]。采用雷达技术进行检测，检测时间一般在3h 左右，其检测深度可达60cm，取样距离在5km 范围内。此类方法不仅能够较为准确地判断公路、桥梁的内部状况，分析过程也非常简单、易于操作，对设备的技术要求也不高。因此，该技术在我国的公路、桥梁、隧道等质量检测中得到了普遍应用，大大提升了检测人员对建筑的检测效率和准确性，提升了我国公路等交通建筑的安全性。

红外热像仪检测技术是当前极其热门的一项技术，因其具有无损坏、非接触、实时等特点而广受关注。而且，该技术还在高温、高压等环境中应用。红外热像仪检测技术的使用原理很简单，即通过检测相关建筑的热量和热流分布情况，判断建筑的内部质量是否存在问题。对于没有裂缝、空鼓的建筑，其热量在经过传导后形成的图像是均匀的；而内部有缺陷的建筑，热量在传导后形成的图像则会出现“波峰”或“波谷”。因此，检测人员可以通过该技术对公路、桥梁、隧道等建筑的内部质量进行检测，进而判断其是否存在安全隐患。

通过将雷达检测技术与红外线热像仪技术进行组合，可以有效结合这两种技术的优势，在减轻工作人员工作负担的同时，也可以提升公路、桥梁、隧道等交通建筑的安全性能，减少后期维护费用，也减少因建筑问题而造成的人员、财产损失。

5.2 无线传感技术

随着科技的进步和交通运输的发展，我国在公路、桥梁及隧道的设计和建设中，越来越趋向规模化和复杂化，在建筑投入使用后可能出现的质量问题也更加复杂。通过利用无线传感器对建筑的质量进行试验检测，可以最大程度地避免因质量问题而造成的更严重的事故。

无线传感技术的原理较为复杂，在对建筑质量进行检测时，要先将传感器安置在检测环境中，传感器将检测到的信息通过网络和基站，传输到计算机网络终端，通过计算机对相关数据进行分析，并最终推断出建筑的质量。在利用无线传感技术进行检测的过程中，要注意公路、桥梁、隧道等建筑的静态荷载与设计荷载之间的比例，应控制在0.85～1.05 之间。

公路、桥梁、隧道等建筑关系着人民的生命、财产安全，对此类工程的检测必须要获取准确的数据。所以，传感器在此类建筑的分布密度上，要远高于其他技术。通过利用无线传感技术，可以对交通建筑的温度、湿度等各种物理性质，进行较为准确的检测，进而帮助检测人员准确判断建筑的质量。但是，由于大部分无线传感器的节点数目较少、网络规模较小，所以，在实际的工程检测中应用范围有限，通常要结合其他检测技术一起应用。