无损检测技术在道路交通中的应用

高才峰

摘 要：以道路交通作为研究对象，重点探究了无损检测技术在道路交通中的具体应用。以无损检测技术在道路交通中的作用作为出发点，引入案例分析法分析了道路交通中的检测项目及重点，阐述了在检测过程中可用的无损检测技术类型及相关要点。相关单位必须按照要求做好检测工作，合理选择和利用无损检测技术，规范检测步骤，获取关键项目的检测结果，将结果用于道路交通的质量评估、状态分析，为实际的工程建设、维护保养等提供切实依据。道路交通的检测难度大、项目多，为凸显无损检测的技术特点，有关人员必须对比多种检测技术的优缺点，按照检测目标等选定技术类型，并优化无损检测的技术方案，强化过程管控与监督。

关键词：道路；交通；无损检测技术

中图分类号：U416                                  文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2024）05-0085-03

0 引言

无损检测技术具有非破坏性、操作的便捷性、结果的可靠性等特征，在道路交通中利用这一技术可得到相对准确的结果，为相关部门的质量评估等提供有效参考。无损检测技术涉及多种，每种技术都有各自的适用条件，相关人员必须结合道路交通的特点，合理选择技术，并强化技术管理，构成完善的无损检测技术体系。

1 无损检测技术对道路交通的作用

1.1 有利于保障工程质量

道路交通中应用无损检测技术的一大作用就是提高工程质量。在任何类型的道路交通中质量为第一追求，无论是工程建设阶段还是后续的维护保养阶段，有关都需要按照质量规定，合理选择无损检测技术，测定在道路交通中是否存在质量缺陷。如有质量问题，再进一步分析缺陷位置、大小、对整体结构的危害等，以方便相关人员及时处理质量问题。

1.2 有利于保障工程的使用安全

道路交通在投入使用后，受自然因素和车辆荷载的影响可能出现一定的结构问题，加剧道路交通的安全威胁。随着无损检测技术的进步，道路交通中利用此类技术能及时发现安全问题，尽早采取控制措施，避免安全隐患处理不及时引发的交通事故。

1.3 有利于延长工程使用寿命

随着交通事业的现代化发展，行业内对道路交通的使用性能提出了新的要求。只有保障了道路交通的整体性能，方可为人们创造良好的通行条件，减少交通事故。无损检测技术能对结构构件、施工材料等进行质量评估，早发现质量缺陷、安全风险并及时处理，以延长道路交通的使用寿命。

2 工程概况

某道路交通工程，线路全长10.7 km，主线为双向六车道高速公路，设计速度100 km/h，整体式路基、分离式路基宽度分别为33.5 m、16.75 m。全线有7座桥梁，桥梁等级各有不同，2座特大桥，为主线桥和高架桥，主线桥为大跨径（50+85+50）m预应力混凝土连续箱梁结构，高架桥上部为预应力混凝土组合箱、钢混组合梁，下部为墩式柱、桩基础结构。大桥5座，结构体系各有不同。为保障此道路交通的高效运行，必须做好路桥检测，合理利用无损检测技术。

3 道路桥梁工程中的检测项目

3.1 结构缺陷检测

3.1.1 混凝土桥梁外观缺陷

道路桥梁工程长期遭受多种因素的影响，无法保持优越的使用性能，如车辆荷载、材料特性、环境影响，易发生裂缝、水蚀、保护层脱落等问题。调查大部分道路桥梁的使用情况，结构裂缝为常见病害，对道路桥梁的使用也存在最为直接的影响。为及时处理道路桥梁的可见病害，相关人员必须利用无损检测技术检查混凝土构件的外观缺陷。

3.1.2 钢桥外观缺陷

钢制桥梁在长期使用后易发生外观缺陷，如结构锈蚀、连接构件缺陷、构件与焊缝的疲劳开裂，如有关人员未及时发现这些问题，将影响道路桥梁的使用性能。对于结构锈蚀、连接件缺陷，有关人员在日常的巡视检查中可及时发现并处理。构件与焊缝的开裂具有极高的隐蔽性，不易发现，通过日常巡检无法发现及处理，无形中增大了道路桥梁的使用风险[1]。因为结构自身的特点，再加上焊接残余应力、工艺误差等因素，钢桥的结构风险较大，相关人员必须做好外观缺陷的检查，利用无损检测技术来确定缺陷类型、位置。

3.1.3 混凝土桥梁内部缺陷

很多桥梁都为混凝土类型，这类型结构下混凝土施工为关键步骤，操作不当等极易引发结构缺陷。以混凝土浇筑为例，在浇筑操作不规范的情况下易出现孔洞、夹层、蜂窝等质量缺陷，导致混凝土强度低于设计值，无法达到结构要求。许多桥梁为预应力混凝土结构，一旦有混凝土浇筑、预应力孔道等质量缺陷，钢束安全性无法达到标准，无法实现质量目标。为此，无损检测过程中相关人员也需检测混凝土桥梁的内部缺陷，以及时发现问题并进行相应的施工处理。

3.1.4 普通钢筋锈蚀

钢筋主要用于加固结构，各种规格、型号的钢筋在结构体系中具有重要的意义。钢筋材料的固有特性决定了其极易出现锈蚀问题。在结构开裂、碳化作用、氮离子侵蚀等的综合作用下，钢筋电化学反应无法避免，也会出现不同程度的锈蚀现象，影响道路桥梁的整体性能。为及时处理钢筋锈蚀问题，有关人员也需引入无损检测技术进行检测。

3.2 力学与几何特性检测

3.2.1 强度

道路交通中强度是需要关注的一大指标，该指标在一定程度上能反映结构性能，特别是在混凝土结构中，相关人员需合理关注强度指标。在利用无损检测技术时，有关人员也需要利用相应的技术判定结构强度指标。

3.2.2 结构应力

无损检测技术同样可测定结构应力值。一般来说，在较大的施工误差、混凝土徐变及预应力损失下，PC桥梁混凝土压应力分布与理论值存在一定的偏差，虽载荷试验可评估桥梁的承载力，判定桥梁的整体状态，但加载试验需多次加压来检验活载效应，这一系列的过程中无法获得混凝土的应力值[2]。针对此现象，有必要引入无损检测技术检测结构应力。

3.2.3 索力

道路桥梁的结构体系复杂，在利用无损检测技术测定结构性能时也需关注索力指标。柔性索结构为大跨径斜拉索、系杆拱桥吊杆与悬索桥吊杆的常见形式，索力大小是影响桥梁线形、内力的重要因素。无损检测过程中相关人员也需及时测定索力大小。

4 道路交通中无损检测技术的类型及其应用

4.1 传感检测技术

传感检测技术属于无损检测中的一种典型技术，此技术下光纤为媒介，因为光纤在面对不同物理量时的反应有所差异，利用这一特性即可判定道路桥梁的性能。当规范应用了传感检测技术后，有关人员能将路面误差控制在正常标准，评估路桥工程的运行状态。在利用传感检测技术需配备专门的检测仪器，利用该仪器接收光纤传播数据，据此分析光纤传播过程中路径是否有所变化。

4.2 超声波检测技术

路桥工程的路基路面检测中，超声波技术较为常见，利用该技术进行检测时的成本低、操作简单，有关人员只需要遵守相应的操作规范即可获得关键参数。超声波检测下瞬间应力可进入桥梁内部，在冲击碰撞的过程中将发生一定的共振现象，通过全面分析共振波的特性，即可确定桥梁孔隙的位置。对于回传信息，相关人员不仅需及时接收，还需要细致分析，以评估桥梁的结构性能。如道路桥梁有断裂问题，有关人员可通过超声波技术来检测，得到断裂位置等基本情况。

道路桥梁的桩基检测中，超声波技术也较为常用。为得到相对准确的检测结果，主要需注意以下5方面：①按照要求埋设声测管，考虑埋设位置、深度、数量等。检测人员需意识到声测管在检测中的重要性，遵循对称性、平行性要求，以保障埋设位置的合理性，使声测管中的探头保持良好的伸缩性。②关注被测桩基的混凝土强度，此混凝土强度值应高于设计值的70%，且超过15 MPa[3]。检测过程中有关人员需熟悉操作原理及工作要求，合理开挖桩头。为减小开挖作业对声测管的干扰，避免杂质进入声测管，应选择恰当的开挖工艺，并管理开挖深度等参数。③获取波形频谱后，有关人员需遵循相应的规定进行分析，重点获取各频率分量下的波形幅度规律，提取主频率、幅度等关键信息。为方便分析波形频率，有关人员在截取波形时应控制长度，以得到相对客观的频率曲线，在后续深入分析。在研究频谱曲线时需要关注漏波及分辨率等核心指标，以得到高精度结果。④检测桩基时相关人员需得到波形频谱等基本特征，再根据现场的环境等特点，选定桩身测区，确定测点，保障测点位置、数量等符合要求。⑤钢筋笼、声测管的捆绑应符合技术要求，以避免其他操作导致钢筋笼、声测管的偏位。

4.3 探地雷达技术

探地雷达为一种相对常见的无损检测技术，此技术在道路交通中的应用范围广、效果好。探地雷达的技术原理为：利用高频率电磁脉冲、天线来测定地下部分，利用该技术能得到相对准确的检测结果，且测定结果更为直观。雷达脉冲检测中因可接收反射的雷达脉冲，可促进检测工作的有序实施。道路桥梁、桩基、地质检测方面均可利用探地雷达技术。道路工程中应用探地雷达可测定路面厚度、基层密实度，得到的结果可评估道路质量情况，并参考结果制定道路维护保养策略。检测人员参与到探地雷达检测后，必须全面整理及分析数据，以得到相对完善和准确的结果，用此结果指导实际工作。

综合当下探地雷达技术的发展情况，检测时需注意以下5方面：①检测过程中需合理利用计算机技术，统计及分析数据，提高检测效率。②控制单位在接收到指令后，在发射天线、接收天线的方向上释放信号。③触发信号，向地面发射高频电磁波。④如探测位置的介质不均匀，电磁波需结合电性目标，将部分电磁波反射回地面。地面设备接收反射信号，再将此信号进行转化后传输给控制模块，以图像形式显示结果。⑤由专业人员分析显示结果，进而判定道路桥梁的基本情况。

4.4 激光技术

激光技术也具有非破坏性，在很多道路桥梁的检测中都应用了激光技术。利用激光技术进行无损检测时主要利用了衍射原理，激光在传播过程中一旦遇到狭缝即会发生衍射现象，相关人员根据接收到的激光传播等过程可清晰判定狭缝位置、宽度等情况。一般来说，狭缝宽窄不同，将反映在图像的明暗度上，根据这一特性即可分析道路桥梁的裂缝情况。

利用激光技术进行无损检测时还涉及了光电反射原理，主要是因为光电流强度、激光强度之间存在关联关系，通过配备光电转换器，即可促进光能向电能的转化。激光强度不同，光能转换成电能的过程中信号强度也存在明显区别。为此，通过标定光电流位移关系，有关人员即可分析道路桥梁工程的弯沉位移变化规律。

激光技术下还包含光时差原理，激光传播过程中的耗时长短也能反映被测物的内部形态。当获取激光传播耗时后，将此数值与标准耗时相对比，依据时差可分析道路桥梁的内部是否均匀。激光技术作为一种比较重要的无损检测技术，在用于道路桥梁检测时必须熟知各种原理。

4.5 射线探伤技术

射线探伤技术下也能及时、准确发现道路桥梁存在的缺陷，检测过程中利用的是不同厚度、密度的物质对射线的吸收度差异。射线的穿透性较强，有关人员能通过射线完成探伤。具体检测时有关人员需利用发射器发射射线，使射线穿透结构材料，再由接收器接收射线，通过采集射线传播特点，可进行缺陷分析。一般来说，材料的密度与厚度越大，对射线的吸收能力越强，射线穿透度越低，底片的感光量较小，利用仪器接收射线时得到的信号相对较弱，不利于准确判定道路桥梁的结构性能。

4.6 图像检测技术

无损检测技术中图像检测技术广受关注，在很多道路桥梁工程中都有相对成功的应用。结合技术特点，图像检测技术包含红外线成像与激光全息图图像摄影技术。在利用红外线成像技术检测道路桥梁时，利用的是材料导热特性与成像情况的关系。检测人员在具体的工作中需准确判定红外线的成像情况，以及时发现缺陷，在早期阶段制定解决措施。

红外线成像检测中有关人员也需要融入数字化技术，以更为清晰、直观地显示结果，分析图像画面，判定缺陷位置、形状。激光全息图图像摄影技术在检测道路桥梁时需与力学特性相结合，在检测过程中需进行一系列的对比、分析及计算，以得到高精度检测结果。与其他技术相比，激光全息图图像技术的检测精度高、结果更为直观与可用，很多工作具有自动化特点，人工工作量少且工作效率高。

4.7 频谱分析技术

频谱分析法与人工敲击法具有高度的相似性，但其原理有显著区别。相比较而言，人工敲击法因为完全为人工操作，测定结果的精度较低，无法及时发现质量问题并进行处理，定位结果不准。频谱分析技术在应用在道路桥梁工程中时检测结果准确，具有无损检测的特点。

结合技术原理，频谱分析利用的是声波在不同介质中的传播速度差异原理，通过测定声波的传播速度，有关人员可分析介质特点，如介质是否均匀、属于哪种类型。道路桥梁的质量测定中采用频谱分析技术时，需在检测部位施加一定的压力，然后分析频率数据，确定质量缺陷的具体类型及位置。正式检测之前相关人员需在待测部位安装传感器，利用传感器来接收数据。正式施加压力时，需保持为垂直的作用力。

5 结束语

无损检测具有技术优势，在道路交通中能为质量分析及评估等提供有效参考。虽目前无损检测技术越发成熟，但相关人员在利用无损检测技术时需做好对比工作，遵循相应的操作规范，以得到相对准确的结果。

参考文献

[1] 宋相海.道路桥梁路基工程的试验检测方法及其特征研究[J].建材发展导向，2023，21（24）：63-66.

[2] 任翼宏.高速公路路基路面无损检测技术分析[J].交通建设与管理，2023（5）：135-137.

[3] 黄七零.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].中国高新科技，2023（13）：118-120.