摘要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升,道路工程建設(shè)問(wèn)題已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的重要方面。道路工程建設(shè)中,必須要確保人們?cè)谌粘=煌ㄐ袨橹械陌踩珕?wèn)題,基于此,國(guó)家已經(jīng)將道路工程建設(shè)中的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)納入了重點(diǎn)工作方針中。本文主要對(duì)當(dāng)前道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的工作原理與特點(diǎn)進(jìn)行了分析,并結(jié)合當(dāng)前道路工程建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了有針對(duì)性的解決策略。
關(guān)鍵詞:道路工程;無(wú)損檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用
一、前言
隨著道路工程建設(shè)問(wèn)題的重要性得到越來(lái)越多的認(rèn)知,大批建筑專(zhuān)家涌現(xiàn)出來(lái),極大地推動(dòng)了我國(guó)道路工程建設(shè)的進(jìn)度,提升了我國(guó)道路建設(shè)的質(zhì)量與水平,為各省市之間的交流與經(jīng)濟(jì)來(lái)往構(gòu)建了一條條通道,極大地拉動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,加快了資源流通,方便了人們的日常生活。但是,隨著道路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,我們所面臨的道路工程質(zhì)量問(wèn)題也越來(lái)越多。要想對(duì)道路工程質(zhì)量形成有效的控制,就要高度重視道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。過(guò)去我們所采用的檢測(cè)技術(shù)多為破損監(jiān)測(cè),但是,這種檢測(cè)方法會(huì)消耗大量的人力物力財(cái)力,檢測(cè)成本比較高,但是,實(shí)際的抽象檢測(cè)效率比較低。隨著將計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提升,道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展,且已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不但提高了檢測(cè)效率,而且檢測(cè)成本也大大降低了,有助于改善我國(guó)現(xiàn)有的道路工程建設(shè)水平。
二、道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)
無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在沒(méi)有對(duì)道路造成破壞的情況下對(duì)宏觀缺陷進(jìn)行檢查或者對(duì)工作特征進(jìn)行測(cè)量的工程技術(shù)的總稱(chēng)。一些傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法我們至今仍在使用,如敲打器械,通過(guò)回音判定是否有裂紋[1]。但是,這種傳統(tǒng)方法無(wú)法對(duì)存在缺陷的大小與具體位置做出準(zhǔn)確的判斷,所以,取得的檢測(cè)效果與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有著較大的差距。采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性以及操作的可重復(fù)性。采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù),能夠參照具體的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),將道路工程質(zhì)量控制在能滿(mǎn)足使用性能的范圍之內(nèi),這樣就不會(huì)出現(xiàn)因質(zhì)量要求的不斷提高而出現(xiàn)“質(zhì)量過(guò)?!眴?wèn)題[2]。通過(guò)道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù),能夠結(jié)合檢測(cè)結(jié)果找到缺陷所在的具體位置,在不對(duì)設(shè)計(jì)性能產(chǎn)生任何影響的情況下,使用部分有缺陷的道路工程,比如缺陷程度在加工余量的范圍之內(nèi),或者可以對(duì)局部進(jìn)行修補(bǔ),或改善施工技術(shù)將缺陷置于通過(guò)加工手段會(huì)將之去除的部位。這種處理方式會(huì)有效提升建筑材料的使用率,從而節(jié)省建筑資源,提升經(jīng)濟(jì)效益。所以,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用可以有效降低工程造價(jià),提高建造效率,在滿(mǎn)足道路工程最基本的使用性能要求的同時(shí),還可以有效提升經(jīng)濟(jì)效益,使用價(jià)值非常高。
三、道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
(一)道路工程檢測(cè)的具體作用
隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展,道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展,而隨著道路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,使得檢測(cè)技術(shù)的重要性得到了越來(lái)越多的認(rèn)知[3]。道路工程是一項(xiàng)線形工程,具有線長(zhǎng)面廣、投資量大、工程規(guī)模大以及影響因素多等特點(diǎn)。在道路工程建設(shè)中,每一個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要,任何施工問(wèn)題都可能對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡,所以,在道路工程施工中采取必要的質(zhì)量控制措施意義重大。在道路建設(shè)與管理過(guò)程中,道路工程檢測(cè)技術(shù)是非常重要的環(huán)節(jié),也是對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制的重要措施。不管是政府工程質(zhì)量監(jiān)督部門(mén),還是施工單位,或者監(jiān)理單位,都要建立起完備的,能夠滿(mǎn)足工程施工需要的模擬實(shí)驗(yàn)室,以保證對(duì)工程施工全過(guò)程的監(jiān)督與管理。道路工程檢測(cè)是道路工程施工技術(shù)管理的重要組成部分,也是道路工程施工質(zhì)量控制和交工驗(yàn)收評(píng)定不可缺少的組成部分。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè),對(duì)所有材料和建筑構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行定量評(píng)價(jià),從而對(duì)道路施工質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)測(cè)。所以,嚴(yán)格對(duì)施工原材料和道路施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),能夠有效提升道路工程質(zhì)量[4]。為確保道路能夠滿(mǎn)足社會(huì)正常的使用要求,并盡可能延長(zhǎng)其使用年限,必須在認(rèn)真設(shè)計(jì)的情況下,監(jiān)督施工方嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)文件和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工。在施工建設(shè)過(guò)程中,所有參與施工的技術(shù)人員、檢測(cè)人員等,要在徹底掌握施工與檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下下,對(duì)道路材料質(zhì)量和施工參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制,通過(guò)嚴(yán)格控制施工過(guò)程,以及分步驟的進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收工作,真正做好道路施工質(zhì)量控制工作。道路工程施工過(guò)程中所采用的檢測(cè)技術(shù)是將檢測(cè)理論、操作技能與道路工程基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行結(jié)合的先進(jìn)技術(shù),現(xiàn)在已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)圖紙、工程質(zhì)量監(jiān)督、項(xiàng)目驗(yàn)收評(píng)定和工程管理決策等方面的基本依據(jù)。通過(guò)檢測(cè),可以更加合理高效的利用建筑原材料,使新材料、新技術(shù)得到更加快速的應(yīng)用,從而更好地控制施工進(jìn)度、評(píng)價(jià)施工質(zhì)量。過(guò)往的施工經(jīng)驗(yàn)告訴我們,產(chǎn)生工程質(zhì)量問(wèn)題的主要原因在于我們對(duì)施工過(guò)程的質(zhì)量檢測(cè)與質(zhì)量控制工作不重視,僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)去規(guī)避問(wèn)題[5]。所以,道路工程無(wú)損檢測(cè)意義在于能夠更加高效與合理的利用施工資源,加快施工進(jìn)度,進(jìn)一步提升工程質(zhì)量,推動(dòng)道路施工技術(shù)的進(jìn)一步提升。
(二)道路工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
當(dāng)前在道路工程施工過(guò)程中,無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,主要有以下幾個(gè)方面。
1. 光譜分析技術(shù)
頻譜分析與檢測(cè)技術(shù)的基本原理是分析表面波在不同介質(zhì)中進(jìn)行傳播的頻率特點(diǎn)。我們給予道路路面一個(gè)垂直方向的瞬間力量沖擊,就會(huì)出現(xiàn)一組以振動(dòng)源為中心的頻率分量不同的瑞利波表面,并在一定深度上沿表面?zhèn)鞑ァMㄟ^(guò)對(duì)路面結(jié)構(gòu)表面施加瞬時(shí)垂直沖擊,可以產(chǎn)生一組以振動(dòng)源為中心的頻率分量不同的瑞利波表面,并在一定深度上沿表面進(jìn)行傳播。通過(guò)有差別的錘重或錘頭,可以得到頻率分量不同的波面信號(hào),利用互譜分析與頻域相干分析技術(shù),可以在不同位置設(shè)置傳感器對(duì)波的傳播頻率進(jìn)行檢測(cè),進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同深度層狀介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)的最終目的。與過(guò)去所采用的方法相比,該技術(shù)具有檢測(cè)速度快、頻率高等顯著優(yōu)點(diǎn),通過(guò)它可以檢測(cè)道路工程的厚度均勻性和層間接觸。
2. 圖像技術(shù)
該技術(shù)主要包括兩種,即紅外成像技術(shù)與激光全息技術(shù)。其中紅外成像技術(shù)的基本工作原理建立在不同材料介質(zhì)所具有的有差別的導(dǎo)熱系數(shù)上,在受到熱源作用的影響下,物體表面會(huì)呈現(xiàn)出不同的溫度分布情況,清楚的反映了物體表面及以下材料與結(jié)構(gòu)所具有的不同的導(dǎo)熱系數(shù)。使用熱敏元件可以對(duì)路面等溫線進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄,進(jìn)而通過(guò)熱像圖識(shí)別道路內(nèi)部具體結(jié)構(gòu),以及存在的缺陷。而激光全息技術(shù)的基本工作原理是借助分析全息攝影圖,從圖中得出想要的數(shù)據(jù),進(jìn)而求出相應(yīng)的力學(xué)量[6]。
3. 超聲波檢測(cè)技術(shù)
超聲波是一種頻率比較高的聲波,超出了人耳所能接收到的最高頻率。超聲波的傳播過(guò)程也是遵照波的基本傳播規(guī)律。道路工程中所采用的超聲波檢測(cè)技術(shù)是一種通過(guò)向材料介質(zhì)中發(fā)射超聲波并接收反射波無(wú)損檢測(cè)方法的相關(guān)參數(shù)來(lái)判斷結(jié)構(gòu)道路內(nèi)部是否有缺陷的新型檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)在介質(zhì)不同位置安放傳感器,對(duì)超聲波在相應(yīng)距離內(nèi)的完成傳播所需的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量,再通過(guò)相應(yīng)的速度公式來(lái)計(jì)算實(shí)際傳播速度。通過(guò)速度與介質(zhì)相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料相關(guān)參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量,如材料的彈性模量、彎曲強(qiáng)度以及抗壓強(qiáng)度等,也能夠用對(duì)材料或結(jié)構(gòu)存在的內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)。早在20世紀(jì)70年代,我國(guó)就采用超聲波技術(shù)對(duì)巖石具體的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量,用于判斷巖石本身的性質(zhì)。超聲波檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單、激發(fā)方便、操作難度低、設(shè)備價(jià)格低等顯著優(yōu)勢(shì),在道路檢測(cè)工作中的應(yīng)用前景非常廣闊。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在路基路面材料壓實(shí)度和彈性模量檢測(cè)、混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度檢測(cè)、路基路面厚度和孔隙率檢測(cè)、路基VVI快速檢測(cè)等的實(shí)際應(yīng)用。
4. 激光技術(shù)
道路工程中的激光檢測(cè)技術(shù)是對(duì)光的衍射、光學(xué)時(shí)差以及光電反射這三大光學(xué)原理的綜合運(yùn)用。其中光的衍射原理是結(jié)合激光在狹縫位置會(huì)出現(xiàn)衍射反應(yīng)的基本原理,通過(guò)對(duì)狹縫的寬窄程度進(jìn)行調(diào)整,從而在屏幕上確定出若干條不同的明暗條紋,在兩者之間建立相應(yīng)的關(guān)系。通過(guò)這些條紋的具體情況對(duì)狹縫寬度的不同變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷,光的衍射現(xiàn)象詳見(jiàn)圖1;光電反射原理是結(jié)合激光強(qiáng)度越大則光電流強(qiáng)度越高的基本原理,借助光電轉(zhuǎn)化設(shè)備變光能為電能,在激光強(qiáng)度出現(xiàn)改變時(shí),會(huì)引發(fā)光電流也發(fā)生變化,我們需要提前設(shè)定好光電流和位移之間的關(guān)系,可以結(jié)合光電流的具體變化情況對(duì)彎沉位移的具體變化數(shù)值進(jìn)行反算。光學(xué)時(shí)差原理是結(jié)合激光傳播速度非常快的基本原理對(duì)激光通過(guò)短距離所產(chǎn)生的時(shí)差進(jìn)行記錄。
四、結(jié)語(yǔ)
道路工程建設(shè)極大地推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度,隨著道路工程施工規(guī)模的不斷擴(kuò)大,我們也面臨越來(lái)越多的問(wèn)題,如何更好的規(guī)避質(zhì)量問(wèn)題是我們必須重視的一項(xiàng)問(wèn)題。在道路工程施工過(guò)程中,我們需要綜合考慮工程的施工成本、建筑材料的質(zhì)量問(wèn)題、施工耐久性問(wèn)題以及后續(xù)不可避免的養(yǎng)護(hù)問(wèn)題等,所以,需要對(duì)施工方案進(jìn)行細(xì)致的優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的地方,找到問(wèn)題進(jìn)行具體分析,努力改善目前我國(guó)道路工程施工過(guò)程中的缺陷。道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在沒(méi)有對(duì)道路造成破壞的情況下對(duì)宏觀缺陷進(jìn)行檢查或者對(duì)工作特征進(jìn)行測(cè)量的工程技術(shù)的總稱(chēng),其使用可以有效降低工程造價(jià),提高建造效率,在滿(mǎn)足道路工程最基本的使用性能要求的同時(shí),還可以有效提升經(jīng)濟(jì)效益,使用價(jià)值非常高。道路工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用不但提高了檢測(cè)效率,而且檢測(cè)成本也大大降低了,有助于改善我國(guó)現(xiàn)有的道路工程建設(shè)水平。
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通訊作者:吳晶,1979年12月,女,漢,河南開(kāi)封人,河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,本科。研究方向:建筑材料。