无损检测技术在高速公路路基路面中的应用

安 侠

济南金衢公路勘察设计研究有限公司 山东 济南 250000

引言

近年来,随着公路交通量的逐渐增大和重载车辆的增多,我国高速公路陆续出现车辙、裂缝和磨损等病害,严重影响公路的使用性能和寿命。为了延长公路的使用寿命,对已建成的高速公路进行科学养护非常重要。传统的公路检测技术通常是对公路随机选点,然后进行钻芯取样,通过室内试验对其进行检测分析,获取需要的技术指标。由于传统的检测方法随机性很大,导致检测结果与实际情况存在较大的偏差。同时,传统的检测手段不仅会消耗较多的人力和物力,而且工作效率较低,在检测过程中还会对路面结构造成破坏,已经不能满足目前公路建设的发展需求。随着自动化技术和计算机技术的发展,公路无损检测技术开始应用于公路工程中。采用公路无损检测技术可以对公路进行快速检测,检测数据准确,同时还可以避免对公路造成不必要的破坏,符合未来公路的发展趋势。

1 高速公路工程中无损检测技术的意义

作为高速公路工程施工中的主要检测技术,无损检测技术可以有效把控工程质量,结合实际情况进行分析,无损检测技术也就是在保护高速公路工程的基础上实施检测,借助高科技方式筛查高速公路工程中存在的问题。无损检测技术的优势在于可以保证高速公路工程稳定性,避免高速公路工程因为检测破坏影响其实际质量。无损检测技术可以进行范围的设定,并确定工程实际位置,进而节约了高速公路工程施工压力,提升了施工效率。高速公路工程中无损检测技术具有较强的专业性,不但能够对高速公路设施进行保护,还可以找出问题的实际位置。高速公路工程施工过程中可以随时使用无损检测技术,也正是无损检测技术的实时性使高速公路工程施工质量可以始终保持在合理的范围内。

2 主要特点

与传统检测技术相比,无损检测技术的优势较为明显。其主要有三个特点:其一,远程操控。无损检测技术与信息技术的融合性较好,使得其具备远程操作功能。在明确检测位置后,检测人员可使用信息设备对检测数据进行有效接收,并由设备完成数据分析工作。通过将分析结果与设计要求进行对比,以衡量建设工程的质量优劣。如果二者匹配,则说明建设工程符合标准。如果二者有出入,则说明建设工程存在质量缺陷。其二,无损穿透。以往质量检测中,或多或少会对建筑造成影响,进而影响其性能发挥,而使用无损检测技术就不会出现这种问题。无损检测多是利用射线穿透建筑物,以获取内部情况,这种无损的检测方法可最大程度保证建筑物的完整性。其三,高效检测。传统检测方法中过于依靠检测人员,倘若检测人员能力不足,极易造成结果失准。另外,建筑项目过于庞大,需检测的项目很多,但检测人手有限,很容易出现漏检的情况。而使用无损检测技术就不会遇到这样的困扰,有些检测项目可远程操控,从而节约了不少时间。同时,检测人员的作用被削弱,这样就降低人为因素的影响,进而提升检测结果的准确性。

3 无损检测技术在高速公路路基路面中的应用

3.1 探地雷达路面厚度无损检测技术的应用 在高速公路工程检测过程中,主要是对沥青路面进行检测,探测沥青路面混凝土层厚度,获取精准的信息,以供工作人员分析。在检测时需记录探测厚度。将探地雷达技术与传统的取芯试验技术进行对比,通过探测厚度与取芯厚度的绝对误差分析发现,这两种技术的路面厚度检测结果数值较为接近,绝对误差都在5%以内。因此,探地雷达路面厚度无损检测技术具有精准性、科学性以及规范性,符合高速公路检测规范要求。

3.2 超声波检测路基 通过使用超声波来检测公路路基的方法早在20世纪就已经出现,在其不断发展创新之后,近些年出现了超声波投射法检测路基的技术,即利用超声波透射特征直接检测路基,使用检测仪器向路基发射信号,由另一侧的装置完成对信号的接收,再使用仪器设备分析声波信号,对声波传播幅度值、声波传播时间以及声波传播频率等各个方面进行重点分析,结合检测结果进一步判断路基内部是否完整,此外还能获知路基内部是否有缺陷。若在分析其传播速度过程中,发现速度与临界速度相比较低,证明路基存在一定的缺陷,进一步导致声波的传播受到影响。如果在检测之后发现多次出现此类情况,并且表现为比较小的离散性,这就说明所测试的路基存在一定的缺陷。

在对公路路基超声波幅度值进行分析时,应当同时分析路基内部的承载力,若所测试的幅值与标准值相比较低,则表示该公路路基有质量方面的问题,但需要进行多次测量才能进一步确定实际结论。此外,为了确定路基的具体缺陷位置,数据分析过程中要求检测人员实时监测数据的变化,如声音时间、声速和波幅等。目前,超声波检测技术广泛用于公路路基完整性检测,检测效果更佳、更准确和更真实。

3.3 抗滑性检测 对于路面抗滑性能的检测,一般采用横向力系数测试仪对路面的横向力系数进行测定,从而确定路面的摩擦系数,进而对路面的抗滑性能进行评价。采用横向力系数测试仪测试路面抗滑性能时,首先需要通过向检测车辆放入不同荷载,以此来控制车轮对地面的压力,同时在车辆行驶过程中要确保路面有一层水膜,检测结束后通过分析轮胎与地面之间的摩擦力,也可以对检测到的横向力系数进行计算分析,从而对路面的抗滑性能进行评价。

3.4 高速公路路基路面弯沉快速检测技术的应用 目前,对高速公路路基路面弯沉的检测主要通过弯沉检测仪器实施。常见的弯沉检测仪器有贝克曼梁、车载式落锤弯沉仪、便携式落锤弯沉仪以及激光自动弯沉仪。检测人员应根据实际情况选择适用的仪器进行检测,以保证检测质量。

(1)用车载式落锤弯沉仪进行检测。车载式落锤弯沉仪装载在拖车上,包含数据采集系统、加载设备、位移传感器等零件,在应用过程中,将重锤仪自由下落,利用下落产生的力为路面施加脉冲荷载,利用路面位移传感器分析路面变形情况,采集相关的数据,进行计算后获得路面弯沉值。应用该方法进行测量时,应合理选择测试对象,测量时锤击3次,取平均值进行计算。该方法检测结果虽然存在一定的误差,但误差在允许范围内。

(2)用激光自动弯沉仪进行检测。激光自动弯沉仪也是现阶段较为常用的弯沉检测仪器。其主要的检测原理为灵活利用杠杆的位移进行路面结构变形分析。但这一检测方法存在一定的限制,仅适用于变形较小的路面。应用激光自动弯沉仪进行测量,需要明确仪器的参数规格,记录弯沉点数。但该仪器检测结果的精确度容易受车辆运行速度影响,需要检测人员重点关注,并对其参数进行调整。

3.5 平整度检测 平整度作为反映高速公路路面性能的一项重要指标,在实际工程应用中一般采用激光断面仪对其进行检测。在检测前,首先需要根据实际检测要求对仪器的基本参数进行设置。基本参数设置好之后,再通过距离传感装置和加速度传感装置确定起点和终点的位置参数。最后,对检测路段进行测试和数据分析,进而评定检测路段的平整度。

4 无损检测技术的应用建议

要想推动无损检测事业的良性发展,我国要做好这几方面工作:其一,加大宣传推广,提高利用率。国家要有目的性地进行宣传,让更多的建筑人员知晓,以此培养他们的科学认知。其二,加强培训考核,夯实人才基础。国家要打造人才培养体系,提升检测人员的综合能力,以满足无损检测的基本要求。同时,制定统一的评估标准,并在全国建立评估机构。对于考核通过者,颁发从业证书。要想应用无损检测技术,必要具备相应证书。另外,推动校企合作,定向输送人才。通过此举,缓解就业压力,促进企业健康发展。其三,加快研发进度,打破设备垄断。国家要出台鼓励政策,给予研发机构及企业一定的资金支持。同时,颁布研发成果奖,激发企业及人员的积极性。其四,扩大检测机构的规模及数量。政府部门要发挥自身职能,积极引导无损检测行业的发展。为检测机构提供政策优惠,并帮助其解决资金问题。在政府的帮助下,无损检测行业的发展必然蒸蒸日上,这对提高无损检测技术的应用率大有益处。

结语

本文介绍了目前常见的公路无损检测技术特点,并通过阐述平整度、压实度、抗滑性和路面厚度等指标的检测方法,详细介绍了无损检测技术在高速公路路基路面中的应用,并对无损检测技术在高速公路中的应用价值进行了分析。研究结果表明:无损检测技术可以有效地提高公路施工效率和公路建成后的行驶质量,在未来高速公路路基路面工程中具有良好的应用前景,值得推广。