徐有文（南平高速建設有限公司　福建南平　353000）

探討高速公路用水泥混凝土構件的無損檢測現(xiàn)狀和展望

徐有文
（南平高速建設有限公司福建南平353000）

公路建設是我國交通體系的承載[1～2]，對社會經(jīng)濟發(fā)展起到關鍵作用，隨著運輸業(yè)的不斷發(fā)展，對公路建設質量的要求也越來越高，若公路出現(xiàn)質量問題，人民的安危和國家的經(jīng)濟都會受到損害，所以公路無損檢測尤為重要，本文通過對無損檢測法的介紹，分析了無損檢測的現(xiàn)狀和對今后檢測技術的展望。

高速公路；無損檢測；現(xiàn)狀

公路建設是經(jīng)濟發(fā)展中至關重要的一環(huán)，怎樣快速檢測出公路水泥混凝土構件中存在的問題一直是科研人員研究的重點，該檢測能在不損壞公路的基礎上對水泥混凝土構件的質量和性能進行快速檢測，在公路建設中被廣泛運用，對我國的公路建設的完善起到了重要作用。

1　無損檢測的原理

無損檢測是在不損壞構件的受力和受用性能的基礎上，通過檢測構件的參數(shù)對構件的內部情況進行綜合的評價，包括構件的耐久性、受力性等。從而對公路的適用性、安全性和可靠性作出整體分析。它包含了材料學、物理學、現(xiàn)代檢測技術和計算機技術等各門復雜的科學知識，相較于以往的檢測方法，它不會損壞構件的受力性和使用功能，便捷度高，能提供精確的檢測數(shù)據(jù)，對構件內部和外部的質量問題進行全面探測，有效的對成品建筑進行檢測和鑒定，常見的無損檢測有如下幾種：圖像、頻譜、超聲波等。

2　水泥混凝土構件的無損檢測方法

2.1混凝土含水量的檢查

檢測混凝土質量主要指標是強度和耐久性，通過檢測新澆混凝土的含水量能進行有效判斷，采用高速中子r射線60Co將置于配送管中的同為素雷達進行連續(xù)質量監(jiān)控式的濕度鑒別[3～4]，這種檢測方式的誤差幾乎為0且穩(wěn)定性強。

對水泥混凝土構件的強度檢測可以利用回彈儀測得水泥的反彈硬度，第一次檢測時可以把樣品作出圓柱體，根據(jù)表面硬度則可推求混凝土的抗壓強度，計算出反彈硬度的基準值，做好記錄作為以后對公路檢測的依據(jù)。

2.2檢測水泥混凝土構件施工后的品質

這項檢查通常運用電磁感應法和電磁波雷達法，電磁感應法的探測深度為100mm，通常鋼筋檢測儀所顯示的鋼筋骨架的深度比實際要淺，在綁扎鋼筋時候需要進行調整，保證水泥使用的穩(wěn)定性。

電磁波雷達通過測定到大蓋板的反面和中面帶鋼筋的邊沿，對目標蓋板不足的部分不適用，同時，不能光靠標準圖像波形作為判斷標準，否則容易對雙層配筋下層鋼筋的位置產(chǎn)生誤判。

2.3水泥漿的管理

在預應力混凝土構件中，為了避免出現(xiàn)水泥漿填充不當?shù)膯栴}，加入樹脂利用樹脂硬化和水泥附著為一體，在水泥加入后，要嚴格控制好溫度，防止因溫度過高導致樹脂過早硬化，出現(xiàn)“熱硬化型樹脂”情況。在這個過程中對樹脂的硬化狀態(tài)進行檢測顯得尤為重要，可利用樹脂硬化前和硬化后絕緣性能的差異作為檢測指標，采用絕緣抗阻測定法，同時在加工時，盡量采用耐高溫的“濕氣硬化型樹脂”。

3　無損檢測方法的實際運用

3.1放射線透照法的使用

放射線透照法又名膠片法或照相法，是水泥混凝土構件中常見的檢測方法，適合用于任何材料，將缺陷水泥通過直觀圖像反映出來，對構件尺寸的定量也比較精確，也有利于長期保存。但該方法對構件氣孔、夾渣的檢出率較高，若構件出現(xiàn)未熔合類裂紋，則容易出現(xiàn)漏檢情況，對厚度較大的工件也不適用，從經(jīng)濟角度上考慮，該方法的成本高，耗時長，會對使用者產(chǎn)生輻射，使用之前必須做好特殊防護。

3.2超聲波檢測

利用超聲波在介質傳播時會產(chǎn)生衰減，遇到界面會產(chǎn)生發(fā)射這一原理來對構件的缺陷進行檢測。該方法有如下幾個特點：①超聲波指向性準確，頻率越高指向越精準；②傳播能力強，對各種材料具有較強的穿透力；④超聲波擁有阻抗、衰減、散射等特性，為全面的檢測提供了豐富的信息，是超聲波被廣泛運用的條件。

超聲波不僅可以檢測構件內部的裂紋也可以檢測焊縫內表面的裂紋，對壓力容器鍛件和高壓螺栓的裂紋也有良好的檢測效果。該方法使用成本低，儀器輕便小巧適合隨身攜帶，對人體沒有傷害，但該方法只適用于檢測幾何形狀比較簡單的工件，對缺陷的定量特征體現(xiàn)不明顯。

3.3電磁波雷達的檢測

電磁波在直線中可以以一定的直線傳播，在不同的介質中發(fā)射性質不同，適用于路面加強的施工，如在高架路或橋面挖削時要避免內腔破損，要先在空地放置電磁波雷達進行探測，大約每隔1m配置一處，能清楚的探測到下部空缺，同時也能準確判斷前面部分和主路面的鋪路情況。電磁波雷達在使用時要有如下幾個特征：①電磁波經(jīng)過水泥構件內部會衰減，隨頻率的變化而變化，要根據(jù)探測對象的深度調整好探測頻率。②注意電磁波在水泥構件中的傳播速度，通常水泥構件的含水量越大電導率也大，為了保證檢測深度的精確性，可利用鉆孔調查法及時對電導率進行校正。若鋼筋混凝土制板底面有缺陷，則會造成電磁波無法穿透出現(xiàn)隨機反射。

3.4紅外線方法的使用

水泥構件有缺陷的部位相較于其他部位來說含有空氣，所以熱傳導率相較于其他地方要低，會產(chǎn)生溫差。通過紅外線對物體表面的溫度進行檢測變很容易發(fā)現(xiàn)水泥構件的缺陷部位，在使用時有如下特征：①當陽光譜線在短波長的范圍內，紅外線受二氧化碳的影響最大，若在中波長的范圍內，受水蒸氣分子影響最大，在室外檢測時候，選取長波段的效果最好，因為該波段收到水蒸氣和二氧化碳的影響最小。②構件缺陷處的溫度會隨著環(huán)境和氣象條件的變化而變化，表面溫度的穩(wěn)定性沒有健全部位好，會產(chǎn)生晝夜溫差，對紅外線的檢測造成一定影響。④若在檢測時候收到臟東西或其他異物時，會對熱傳導檢測有一定干擾，出現(xiàn)類似斑馬紋之類的形狀，所以在檢測溫度出現(xiàn)異常時，要排除是否有臟東西的干擾。

3.5沖擊彈性波的檢測

將由敲擊產(chǎn)生的彈性波傳入水泥構件內部，根據(jù)反射波或透過波的振幅或頻率判斷水泥混凝土構件是否存在缺陷。常用于檢測樁基，使用時有如下幾個特點：①不能直接反映有關樁基支持力的信息。②對微小的裂紋容易漏檢，只能發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷信息和水泥混凝土的密實度情況。④樁基的鋼筋長度=t/2*v，t是沖擊彈性波的傳播時間，v是振動波在被檢測樁基的傳播速度，傳播的速度隨樁基品質的不同而發(fā)生變化，根據(jù)地基的強度差還伴隨反射回波的產(chǎn)生。

根據(jù)敲擊法，若混凝土背面出現(xiàn)空洞時，在界面的發(fā)射率幾乎為100%，相較于沒有空洞的部位的反射能量增加，由此有可以判斷空洞的具體位置。采用敲擊法要注意如下問題：①需要配合使用傳感器和錘子找出最佳震動變化，適用的構件厚度范圍在0.1～1.0m。②錘子自身的共振次數(shù)對沖擊波的震動頻率有很大影響，所在在檢測時不要忽略了對錘子的選擇，否則對水泥構件的厚度就有誤判的可能性。

4　無損檢測技術的應用情況

4.1路面破損的檢測

該檢測主要運用于公路養(yǎng)護和路面情況的調查上，傳統(tǒng)的檢測是利用照相和攝像技術對路面的破損情況進行適時獲取，通過圖像處理對破損情況進行定量分析，但這種方法耗時長且效率低，如今已經(jīng)很少被使用。如今采用遙感技術在公路沿線進行拍攝，利用計算機對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，節(jié)省了人工勞動力，同時也提高了勞動效率。

4.2路面抗壓力的檢測

路面的承載力有兩個檢測指標公路路面的彎沉和彎沉盆，國際常見的彎沉檢測設備是落錘式彎沉儀，其原理是利用液壓系統(tǒng)的提升并釋放載荷塊對路面加以沖擊性荷載，落錘的重量荷錘頭起落的高度決定了沖擊荷載的大小，通過傳感器對荷載時承及彎沉盆的動態(tài)。該方法在我國處于初級的應用階段，有些常用材料和軟件離國際水平還是有一段距離。

5　對無損檢測技術的展望

運輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展，令公路的使用時間越來越長，會加快路面的惡化情況，由于路面的前期惡化尚不明顯，當受到的損害經(jīng)過時間的積累暴露出來后，已經(jīng)到了惡化的后期，采用無損檢測技術可以發(fā)現(xiàn)路面的早期惡化問題，并適時的對路面進行追蹤檢測并加以分析，方便科研人員更好的了解公路惡化的規(guī)律，為公路的養(yǎng)護提供依據(jù)。在公路改建中，利用無損檢測技術可以準確的計算出路面的剩余強度，為制定合理的施工方案提供依據(jù)，降低工程造價的成本，保證公路施工安全的同時也提高了經(jīng)濟效益。

6　結束語

綜上所述，隨著無損檢測技術在公路工程中被廣泛的運用，其重要性不容忽視。它對公路建設有很高的指導價值，對公路網(wǎng)的管理和養(yǎng)護工作給提供了有利依據(jù)，保證公路施工工程的質量，提高了建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，推進了我國公路事業(yè)的不斷發(fā)展。

[1]張獻民，王建華.公路工程瞬態(tài)激振無損檢測技術[J].土木工程學報，2003，36（10）：105～110.

[2]朱希安，苑守成.探地雷達在公路質量無損檢測中的應用研究[J].煤田地質與勘探，2002，30（5）：47～51.

[3]黃光明.探地雷達在隧道襯砌及公路無損檢測中的應用研究[J].能源與環(huán)境，2013，25（4）：101～103.

[4]梁金純.公路橋梁結構無損檢測與評估的試驗研究[J].建材發(fā)展導向，2013，3（12）：186，187.

U415

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1673-0038（2015）06-0149-02

2015-1-25

徐有文（1965-），男，工程師，本科，從事高速公路質檢工作。