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【摘 要】公路工程质量管理的重要组成部分是公路工程试验检测公路对于工程项目的检测工作就变得十分重要,它是质量控制的重要手段。伴随着科学技术的发展,公路无损检测技术尤为重要。计算机技术、自动化控制、高精度测微技术的不断完善,在最近的几十年里使得试验检测技术有了突破性的进步。在人们的生活里不仅影响着交通出行的安全,而且快速无损检测技术在公路工程的应用中存在着一定的困难和问题。所以,本文提出应对困难和问题的方法,使得快速无损技术的技术发展和效率进一步提高。
【关键词】公路工程;快速无损检测技术
目前,在交通运输体系中,公路是基础中的基础,交通作为我国经济命脉的大动脉,交通出行的发展状况直接影响人们的生活和国民经济的发展速度。公路建设在不断的发展,随着建设规模不断地扩大,很多公路开始步入了老化过程,为了保证公路运行的安全问题,公路的检测工作就显得极其重要,为我国公路的整体水平和人们出行安全有着关键性作用。但是工路工程的检测技术,一直是困扰科研技术人员的一个重要问题,围绕这一问题,科研技术人员结合现代无损检测技术的发展,研究不同的方法检测路基和路面的各项指标,在一定程度上快速无损检测技术取得了成果。
1.快速无损检测技术发展的意义
在一定意义上,传统的检测是根据规定的程序随机选点,钻孔取样、进行室内分析处理,从而取得不同工程的参数。这种传统的方法存在一定局限性,所以,科研人员若能够研究开发出无损、快速、直观、能显示道路内部状态的检测设备和技术手段,必然会使工路建设和养护管理质量水平进入一个崭新的阶段。快速无损检测技术,在一定程度上使得工路施工质量、路面设计、深入认识路面长期使用性能、工路改造方案的优化及公路养护管理的提高等方面具有极其重要的意义。因此,我国要对快速无损检测技术的研究加以深刻研究。
2.公路快速无损检测技术的原理以及适用范围
2.1频谱分析技术
原理:频谱分析检测技术的基本原理是分析在不同介质中传播表面波的频率特性。在路面结构表面用一力锤施加瞬时的垂直冲击,就可以产生一组以振源为中心的具有各种频率成分并沿地表一定深度向四周传播的瑞雷面波,通过调整力锤重量或不同的锤头可以获得含有各种频率成分的瑞雷面波信号,在不同位置设置传感器可以检测到波传播的频率,借助于频域的互谱分析和相干分析技术,可以达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。与传统方法相比,它具有速度快、检测效率高的特点。
适用范围:检测路面各分层介质的厚度、均匀性以及层间接触情况。
2.2超声波无损检测技术
原理:超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波,它在传输过程中服从于波的传输规律。超声波路面检测技术主要是通过发射超声波到材料介质,接收反射波的相关参数,进而判断结构内部破损情况的一种新型无损检测方法。在介质中不同位置设置传感器,测量超声波在一定距离内传播的时间,利用速度、时间与位移的关系计算波速,利用速度与介质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹性模量、抗压强度、抗折强度等,还可用来检测材料或结构内部的缺陷。
适用范围:我国早在70年代开始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。由于它具有激发容易、检测简单、操作方便、价格便宜等优点,在路面检测中的前景非常广阔。现已成功地应用于检测路基路面材料的密实度与弹性模量、检测混凝土的抗压强度、抗折强度、检测路基路面的厚度与孔隙,以及路基快速测VVI等。
2.3激光检测技术
原理:激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性,可归纳为三种原理。衍射原理是利用激光遇狭缝发生衍射现象的特点,调整狭缝的宽窄,得到屏幕上不同狭缝宽度下的亮暗相干条纹,建立二者的相互关系,可根据相干条纹的情况来判断狭缝宽度的变化;光电反射原理利用了激光光强愈强则光电流愈强的原理,通过光电转化器将光能转化为电能,当激光光强发生变化时,光电流也随之发生变化,事先标定建立光电流与位移关系,可根据光电流的变化反算弯沉位移的变化量;光时差原理是利用激光传播速度极快的原理记录激光通过很短距离的时差。
适用范围:基于激光检测技术上述三种检测原理,在路基和路面检测中,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几个主要方面。
2.4图像技术
原理:图像技术包括红外成像技术和激光全息图像技术。前者主要是利用不同材料介质导热性能不同的原理,利用高精度的热敏传感器可以检测结构物内部的热传导规律和温度场分布状况,将检测得到的数据图像化,从而将结构内部状况呈现出来。激光全息技术是通过分析全息摄影得到的全息图,再由全息图上测取数据求出相关力学量的方法,具有精细度高、直观可靠、能够给出全场情况等优点。
3.公路无损检测技术的发展趋势
在公路检测中无损检测技术运用十分广泛。随着我国公路建设的规模和数量都不断加大,公路在社会生活中的作用也不断加大,人们对公路的安全性能,无论是建造中还是建造后使用的安全,都给与了很高的重视。
3.1公路无损检测技术的发展将更多借助于其它学科
随着无损检测技术在公路检测运用不断扩大,而公路检测由于公路规模的扩大导致的问题将会对无损检测技术提出更高要求。无损检测技术作为一门多学科交叉形成的应用型技术,其形成过程借助于其它基础学科的发展,因此其发展过程必定要从其它基础学科的发展中汲取成果。同时,随着科学技术的不断发展,学科之间的相互融合也将不断加深,高新技术的发展也不可避免地借助于其它学科取得的成果。因此,公路无损检测技术将会不断借鉴其它基础学科的理论成果来实现自身发展,以满足公路检测的发展要求。另外,无损检测技术的研究过程中会更注重理论和实践的结合,从工程实践中获得理论研究方法。
3.2公路无损检测的检测手段趋于智能化
随着计算机技术、电子技术的应用和检测技术的发展,无损检测技术已发展到一个新的阶段。高灵敏度传感系统在检测技术上的运用,使无损检测技术向着智能化方向发展,检测设备也朝着集约化、一体化方向前进。为了智能化的公路无损检测技术在可以纳入到现代公路管理系统中,使公路管理系统更加完善,研究人员需要对这两种技术做更多研究。
综上所述,公路工程的建设对于其安全和质量的要求自然有更大的提升,所以无损检测技术的发展是必然的,而对其发展的水平自然是有更高的要求,因此可以看到无损检测技术发展的空间和远景是广阔的。
4.结束语
我国公路检测技术的发展趋势,从人工检测转向自动化检测技术发展,从破损类检测转向快速无损检测技术发展,从低速度、低精度转向高速度、高精度发展。随着我们公路建设事业的发展,快速无损检测设备发展越来越迅速。公路快速无损检测技术的使用性能评价在我国的发展方向有:集多种设备检测结果的路面使用性能评价与病害原因分析、养护与改建措施的专家系统的应用, 或直接集成到路面管理系统中;测试设备的需求量越来越大,用户越来越多, 并逐步实现国内组装及国产化;围绕测试技术所展开的研究逐步深化, 通过相关软件的市场化来辅助发展。
【参考文献】
[1]王自明.无损检测诊断现场实用技术[M].北京:机械工业出版社,2003.227.
【关键词】公路工程;快速无损检测技术
目前,在交通运输体系中,公路是基础中的基础,交通作为我国经济命脉的大动脉,交通出行的发展状况直接影响人们的生活和国民经济的发展速度。公路建设在不断的发展,随着建设规模不断地扩大,很多公路开始步入了老化过程,为了保证公路运行的安全问题,公路的检测工作就显得极其重要,为我国公路的整体水平和人们出行安全有着关键性作用。但是工路工程的检测技术,一直是困扰科研技术人员的一个重要问题,围绕这一问题,科研技术人员结合现代无损检测技术的发展,研究不同的方法检测路基和路面的各项指标,在一定程度上快速无损检测技术取得了成果。
1.快速无损检测技术发展的意义
在一定意义上,传统的检测是根据规定的程序随机选点,钻孔取样、进行室内分析处理,从而取得不同工程的参数。这种传统的方法存在一定局限性,所以,科研人员若能够研究开发出无损、快速、直观、能显示道路内部状态的检测设备和技术手段,必然会使工路建设和养护管理质量水平进入一个崭新的阶段。快速无损检测技术,在一定程度上使得工路施工质量、路面设计、深入认识路面长期使用性能、工路改造方案的优化及公路养护管理的提高等方面具有极其重要的意义。因此,我国要对快速无损检测技术的研究加以深刻研究。
2.公路快速无损检测技术的原理以及适用范围
2.1频谱分析技术
原理:频谱分析检测技术的基本原理是分析在不同介质中传播表面波的频率特性。在路面结构表面用一力锤施加瞬时的垂直冲击,就可以产生一组以振源为中心的具有各种频率成分并沿地表一定深度向四周传播的瑞雷面波,通过调整力锤重量或不同的锤头可以获得含有各种频率成分的瑞雷面波信号,在不同位置设置传感器可以检测到波传播的频率,借助于频域的互谱分析和相干分析技术,可以达到测试不同深度分层介质力学参数的目的。与传统方法相比,它具有速度快、检测效率高的特点。
适用范围:检测路面各分层介质的厚度、均匀性以及层间接触情况。
2.2超声波无损检测技术
原理:超声波是一种频率高于人耳能听到的频率的声波,它在传输过程中服从于波的传输规律。超声波路面检测技术主要是通过发射超声波到材料介质,接收反射波的相关参数,进而判断结构内部破损情况的一种新型无损检测方法。在介质中不同位置设置传感器,测量超声波在一定距离内传播的时间,利用速度、时间与位移的关系计算波速,利用速度与介质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹性模量、抗压强度、抗折强度等,还可用来检测材料或结构内部的缺陷。
适用范围:我国早在70年代开始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。由于它具有激发容易、检测简单、操作方便、价格便宜等优点,在路面检测中的前景非常广阔。现已成功地应用于检测路基路面材料的密实度与弹性模量、检测混凝土的抗压强度、抗折强度、检测路基路面的厚度与孔隙,以及路基快速测VVI等。
2.3激光检测技术
原理:激光检测技术是近几十年来发展起来的新型无损检测技术,它之所以能得到广泛应用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特点,激光技术在路面检测中的应用主要利用激光的上述的特性,可归纳为三种原理。衍射原理是利用激光遇狭缝发生衍射现象的特点,调整狭缝的宽窄,得到屏幕上不同狭缝宽度下的亮暗相干条纹,建立二者的相互关系,可根据相干条纹的情况来判断狭缝宽度的变化;光电反射原理利用了激光光强愈强则光电流愈强的原理,通过光电转化器将光能转化为电能,当激光光强发生变化时,光电流也随之发生变化,事先标定建立光电流与位移关系,可根据光电流的变化反算弯沉位移的变化量;光时差原理是利用激光传播速度极快的原理记录激光通过很短距离的时差。
适用范围:基于激光检测技术上述三种检测原理,在路基和路面检测中,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几个主要方面。
2.4图像技术
原理:图像技术包括红外成像技术和激光全息图像技术。前者主要是利用不同材料介质导热性能不同的原理,利用高精度的热敏传感器可以检测结构物内部的热传导规律和温度场分布状况,将检测得到的数据图像化,从而将结构内部状况呈现出来。激光全息技术是通过分析全息摄影得到的全息图,再由全息图上测取数据求出相关力学量的方法,具有精细度高、直观可靠、能够给出全场情况等优点。
3.公路无损检测技术的发展趋势
在公路检测中无损检测技术运用十分广泛。随着我国公路建设的规模和数量都不断加大,公路在社会生活中的作用也不断加大,人们对公路的安全性能,无论是建造中还是建造后使用的安全,都给与了很高的重视。
3.1公路无损检测技术的发展将更多借助于其它学科
随着无损检测技术在公路检测运用不断扩大,而公路检测由于公路规模的扩大导致的问题将会对无损检测技术提出更高要求。无损检测技术作为一门多学科交叉形成的应用型技术,其形成过程借助于其它基础学科的发展,因此其发展过程必定要从其它基础学科的发展中汲取成果。同时,随着科学技术的不断发展,学科之间的相互融合也将不断加深,高新技术的发展也不可避免地借助于其它学科取得的成果。因此,公路无损检测技术将会不断借鉴其它基础学科的理论成果来实现自身发展,以满足公路检测的发展要求。另外,无损检测技术的研究过程中会更注重理论和实践的结合,从工程实践中获得理论研究方法。
3.2公路无损检测的检测手段趋于智能化
随着计算机技术、电子技术的应用和检测技术的发展,无损检测技术已发展到一个新的阶段。高灵敏度传感系统在检测技术上的运用,使无损检测技术向着智能化方向发展,检测设备也朝着集约化、一体化方向前进。为了智能化的公路无损检测技术在可以纳入到现代公路管理系统中,使公路管理系统更加完善,研究人员需要对这两种技术做更多研究。
综上所述,公路工程的建设对于其安全和质量的要求自然有更大的提升,所以无损检测技术的发展是必然的,而对其发展的水平自然是有更高的要求,因此可以看到无损检测技术发展的空间和远景是广阔的。
4.结束语
我国公路检测技术的发展趋势,从人工检测转向自动化检测技术发展,从破损类检测转向快速无损检测技术发展,从低速度、低精度转向高速度、高精度发展。随着我们公路建设事业的发展,快速无损检测设备发展越来越迅速。公路快速无损检测技术的使用性能评价在我国的发展方向有:集多种设备检测结果的路面使用性能评价与病害原因分析、养护与改建措施的专家系统的应用, 或直接集成到路面管理系统中;测试设备的需求量越来越大,用户越来越多, 并逐步实现国内组装及国产化;围绕测试技术所展开的研究逐步深化, 通过相关软件的市场化来辅助发展。
【参考文献】
[1]王自明.无损检测诊断现场实用技术[M].北京:机械工业出版社,2003.227.