路橋試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用

鄭慶東

（深圳高速工程顧問有限公司，廣東深圳 518034）

0 前言

隨著我國新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國道路建設(shè)項目逐漸增多，而在道路工程建設(shè)施工當(dāng)中，路橋發(fā)揮著重要的作用，成為道路工程建設(shè)中的關(guān)鍵一環(huán)。加強道路橋梁的檢測對于確保路橋的質(zhì)量有重要作用。從路橋試驗檢測的重要性入手，分析路橋試驗檢測技術(shù)及其應(yīng)用。

1 路橋試驗檢測的意義

（1）在路橋建設(shè)中，工程材料不可避免地存在各種缺陷，而工程結(jié)構(gòu)、建設(shè)施工中的失誤也是在所難免，所以，在路橋建設(shè)完成之后，如何確定路橋的質(zhì)量和品質(zhì)成為核心的問題。眾所周知，汽車和船舶等在生產(chǎn)出來之后，通過破壞性試驗檢測其性能與質(zhì)量，但是路橋?qū)儆趩渭a(chǎn)，不能夠開展這樣的破壞性試驗。所以，檢測路橋質(zhì)量的試驗檢測技術(shù)也就成為人們關(guān)注的焦點。巡回目檢比較簡單，但是缺點也是顯而易見的，而且檢測的結(jié)果有很大的差別。由于沒有路橋檢測的量化方法，導(dǎo)致一些豆腐渣工程無法及時發(fā)現(xiàn)和處理。

（2）路橋試驗檢測中的重要性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，通過路橋試驗檢測，可以檢測出路橋建設(shè)使用材料的合格率，從而確定選用何種材料，看看能否就地取材；第二，通過路橋試驗檢測，能夠有力促進(jìn)新技術(shù)、新材料和新工藝在路橋建設(shè)中的應(yīng)用，而把這些新技術(shù)、新材料和新工藝應(yīng)用到橋梁建設(shè)中，可提高橋梁建設(shè)的質(zhì)量，為工程的建設(shè)積累經(jīng)驗，推動路橋建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展；第三，路橋試驗的檢測，主要是采用科學(xué)的方法，對路橋施工現(xiàn)場的各種材料和半成品進(jìn)行檢驗，通過檢測來確定這些材料和半成品是否符合要求，是否符合設(shè)計和施工的要求；第四，路橋檢測試驗?zāi)軌蚩陀^評價路橋的質(zhì)量，而工程質(zhì)量均有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，路橋試驗有助于路橋質(zhì)量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定。

2 路橋試驗檢測的內(nèi)容及其中存在的問題

2.1 路橋試驗檢測的內(nèi)容

路橋試驗檢測的內(nèi)容比較廣泛，而主要的檢測內(nèi)容包括表面破損程度、表面的曲線。裂縫的分布、裂縫的寬度、混凝土的強度、應(yīng)力和振動等等，主要包括路橋表面、應(yīng)力和繞度，以及剛度和強度等三方面內(nèi)容。

當(dāng)前，對于不同的檢測項目，所用的試驗檢測方法也不同，而在對路橋表面檢測的過程中，使用的仍然是傳統(tǒng)的人工目視的方法，這種試驗檢測方法，其結(jié)果的準(zhǔn)確程度因人而異，和監(jiān)測人員的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)有很大的關(guān)系，同時由于是人工檢測，主觀性很強，缺乏科學(xué)性和合理性。

眾所周知，路橋的施工建設(shè)一般情況下以混凝土結(jié)構(gòu)為主，所以，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的檢測的路橋試驗檢測的重要內(nèi)容，也是關(guān)鍵性的檢測項目。對于混凝土結(jié)構(gòu)的路橋來說，對其裂縫情況進(jìn)行檢測和評估，相關(guān)的資料顯示：路橋損壞是路橋出現(xiàn)裂縫的最主要的原因。而除此之外，混凝土的剝離、橋面的塌陷和路橋橋頭的跳車等也是混凝土出現(xiàn)裂縫的原因。所以，在路橋試驗檢測中，應(yīng)盡可能發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中存在的各種裂縫，分析其產(chǎn)生的原因和危害的程度，為制定科學(xué)的修補方法提供依據(jù)。

2.2 路橋試驗檢測中的問題分析

（1）試驗檢測的指標(biāo)不完善

現(xiàn)階段，我國路橋地基的基本參數(shù)是以回彈模量EO的數(shù)值，雖說這些規(guī)定對路橋地基材料的強度做出了一些個規(guī)定，可是在路橋建設(shè)的施工過程中，通常很少根據(jù)具體的工程壓實度來嚴(yán)格控制地基地的壓實度，而這種現(xiàn)象最直接的后果便是設(shè)計指標(biāo)與建設(shè)施工指標(biāo)的不統(tǒng)一，導(dǎo)致施工的設(shè)計指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)低于設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。

但是在對路橋進(jìn)行試驗檢測時，由于能夠通過壓實度與回彈模量之間的函數(shù)關(guān)系式之間的動態(tài)關(guān)系來控制路橋地基的壓實度，但是卻很難與實際的施工結(jié)果相吻合。

（2）檢測指標(biāo)無法體現(xiàn)路橋的真實狀況

路橋試驗檢測最根本的目的在于，客觀反映路橋的質(zhì)量情況，通過相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)來反映路橋的質(zhì)量情況。但是當(dāng)前的試驗檢測指標(biāo)，通常無法準(zhǔn)確反映路橋的質(zhì)量，而這主要是因為試驗檢測中存在誤差。而這一狀況出現(xiàn)的主要原因在于，檢測儀器不齊全，所以才造成路橋檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差。

（3）檢測儀器不完善

路橋試驗檢測中的一個問題便是檢測指標(biāo)無法客觀反映路橋的真實質(zhì)量情況，它的主要原因在于檢測儀器不完善。路橋試驗檢測的內(nèi)容比較多，所用到的試驗檢測儀器也比較多，無論是從種類上來講，還是從數(shù)量上來講，再加上檢測通過是綜合檢測，所以難免會出現(xiàn)操作失誤，或者弄混各種檢測儀器。

3 路橋試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用

3.1 路橋的壓實度檢測技術(shù)

通過試驗檢測試技術(shù)來檢測路橋表面的壓實度，國內(nèi)現(xiàn)階段的主要應(yīng)用的是傳統(tǒng)檢測方法，包括預(yù)埋加速計方法、環(huán)刀法和靜態(tài)承受壓力法、灌砂法、核子發(fā)射法等。當(dāng)前的檢測方法主要還是靜態(tài)抽樣檢測方法，因此無法確保檢測結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。在這些傳統(tǒng)檢測方法中，灌砂法和環(huán)刀法的檢測結(jié)果相對來說準(zhǔn)確度比較高，相對來說比較準(zhǔn)確，但是試驗檢測需要的時間比較長，而且在檢測過程中，在處理路橋表面時可能會對路橋的表面造成破壞，所以實用性不是很強。

而核子發(fā)射檢測方法指的是通過發(fā)射核子來檢測路橋的質(zhì)量，所以，試驗檢測設(shè)備與測量工作的成本都比較高。預(yù)埋加速計方法才使用之前，需要對路橋的表面進(jìn)行預(yù)處理，而且不止一次預(yù)處理，檢測工藝比較麻煩。由此可以看出，傳統(tǒng)的檢測方法已經(jīng)無法適應(yīng)路橋發(fā)展的需要，需要應(yīng)用新型檢測技術(shù)。

3.2 地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)又被稱之為探測雷達(dá)檢測技術(shù)，它是一種有著諸多優(yōu)點的檢測技術(shù)，其優(yōu)點主要包括高精度、經(jīng)濟快速、直觀等，而且它還是一種無損檢測技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)是通過地質(zhì)雷達(dá)向檢測物體內(nèi)發(fā)射高頻電磁波，物體接收這種高頻電磁波之后便會產(chǎn)生一定的反應(yīng)，通過這種反應(yīng)便可判斷物體內(nèi)部的情況。

地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)檢測路橋質(zhì)量的檢測流程為：首先，檢測人員通過計算機或者筆記本電腦向控制單元發(fā)出相應(yīng)的指令信息；其次，控制單元在接收計算機發(fā)出的指令信息之后，便發(fā)射天線信號，然后接收天線發(fā)出的信號；再次，當(dāng)發(fā)射觸發(fā)信號之后，發(fā)射天線會向地面發(fā)射高頻電磁波；第四，如果探測位置或者物體的介質(zhì)不均勻時，電磁波遇到不同的介質(zhì)便會接收到不同的電性目標(biāo)和界面，把部分電磁波反射給地面，然后由地面的接受天線接收，并以數(shù)據(jù)單元的形式傳回到控制單元，傳回到計算機或者筆記本電腦中，通過圖像的形式展示出來；第五，分析和處理這些圖像，便可以得到被檢測物體的內(nèi)部情況。

3.3 超聲波檢測技術(shù)

超聲波技術(shù)也可用來檢測路橋的質(zhì)量，超聲波檢測技術(shù)的基本原理在于，通過超聲波檢測儀、聲波換能器，檢測并分析超聲脈沖在物體中的傳播速度、主頻率和波幅等，然后分析這些指標(biāo)數(shù)據(jù)是否有變化，從而判斷物體是否存在質(zhì)量缺陷等。

超聲波檢測路橋的基本原理是：通過超聲波檢測儀、聲波換能器，檢測并分析超聲脈沖在路橋中的傳播速度、主頻率和波幅等，然后分析這些指標(biāo)數(shù)據(jù)是否有變化，從而判斷路橋是否存在質(zhì)量缺陷。在利用超聲波檢測技術(shù)檢測路橋的質(zhì)量時，超聲波可以穿透路橋的混凝土結(jié)構(gòu)，并在混凝土結(jié)構(gòu)中傳播，具有使用安全和操作簡單的特點。

在超聲波檢測路橋是，最常用的方法是穿透測試法，但是利用該方法有一個限制，便是在檢測路橋時，需要兩個相對的測試面。超聲波檢測技術(shù)屬于聲波穿透檢測技術(shù)，其能不能捕捉到物體內(nèi)的缺陷信號是檢測中的關(guān)鍵。在利用超聲波檢測路橋的質(zhì)量狀況時，通常采用多測點數(shù)據(jù)比較的方式來檢測路橋，然后利用概率統(tǒng)計的相關(guān)原理和方法來處理檢測數(shù)據(jù)，評估路橋的缺陷。由此可以看出超聲波檢測方法的一個缺陷：直觀性比較差，需要多點檢測。

4 路橋檢測技術(shù)的發(fā)展展望

目前為止，路橋檢測技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：第一個階段是根據(jù)業(yè)內(nèi)專家和技術(shù)人員的專業(yè)經(jīng)驗為基礎(chǔ)的經(jīng)驗檢測技術(shù)解讀，對路橋的檢測僅僅能夠做比較簡單的數(shù)據(jù)處理，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性比較差。第二個階段是以傳感器技術(shù)和動態(tài)檢測技術(shù)為主的階段，通過信號的處理和建模為理論基礎(chǔ)的現(xiàn)代檢測技術(shù)階段。當(dāng)前的路橋檢測技術(shù)正處于這一階段。

而隨著路橋建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，為了有效滿足大型復(fù)雜路橋結(jié)構(gòu)試驗檢測的需要，檢測技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入以知識處理為核心、融數(shù)據(jù)處理、信號處理和知識處理于一體的第三個檢測技術(shù)階段，也就是智能檢測技術(shù)發(fā)展階段。在未來，智能檢測技術(shù)會成為路橋檢測的主流檢測技術(shù)。路橋檢測技術(shù)的發(fā)展方向體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，開發(fā)和應(yīng)用無線通信技術(shù)為主要手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重點開發(fā)用于交通荷載、風(fēng)荷載和定點測試荷載的傳感器布設(shè)技術(shù)；第二，自動損傷識別系統(tǒng)，集測量系統(tǒng)、處理處理和損傷識別于一體的自動損傷識別檢測系統(tǒng)，組裝到路橋檢測系統(tǒng)中，自動識別和檢測，達(dá)到檢測路橋的目的；第三，實時監(jiān)測系統(tǒng)與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)信息的實時共享；第四，建立完整的檢測信息數(shù)據(jù)庫，積累路橋檢測的知識和經(jīng)驗，最終建立專家數(shù)據(jù)庫。

5 結(jié)語

隨著我國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)速度的加快，我國的公路橋梁建設(shè)事業(yè)前所未有的發(fā)展。與此同時，路橋的建設(shè)數(shù)量也明顯增多。在這種情況下，探討路橋檢測技術(shù)及其應(yīng)用也就有了重要的意義。

[1]胡小娟,劉龍.淺談公路工程質(zhì)量中的試驗檢測技術(shù)[J].科技致富向?qū)?2013(14):203.

[2]牟云.路橋工程土工擊實試驗系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D].云南昆明:昆明理工大學(xué),2006.

[3]郭慶華.淺談路橋試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].江西建材,2013(5):221-222.

[4]夏藝,羅文蘭.淺談路橋試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].中國西部科技,2009(36):25,36.