無損檢測技術在道路橋梁工程中的應用分析

周綠野

摘 要：本文首先簡要介紹了道路橋梁檢測技術，總結了無損檢測技術在道路橋梁檢測中的主要優勢，在此基礎上探討了道路橋梁檢測中無損檢測技術的應用方法，旨在提升無損檢測技術在道路橋梁檢測中的應用效果。

關鍵詞：無損檢測技術;道路橋梁工程;應用

0 前言

加強檢測正在使用的道路和橋梁是了解道路和橋梁運行狀態的有效方式，也是獲取道路和橋梁養護所需參考數據的有效途徑[1]。合理運用無損檢測技術可以最大限度地減少檢測對道路和橋梁結構的破壞。

1 道路橋梁檢測技術

1.1 道路橋梁試驗檢測的重要性

（1）通過對原材料進行檢測，判斷其是否合格，以便于因地制宜的選擇工程材料。

（2）通過檢測技術對新技術、新材料以及新工藝的可靠性以及適用性進行鑒別，為其在工程實踐中的推廣應用提供幫助。

（3）試驗檢測的結果都是建立在數據的基礎上的，能夠對工程質量進行客觀評價，對整個工程的質量進行全過程鑒定。

1.2 常用的試驗檢測技術

（1）壓實度檢測技術。壓實度作為一項重要的指標，是道路橋梁工程中的主測項目。常用的壓實度檢測方法有灌砂法、環刀法以及核子密度儀法。其中灌砂法是最常見的一種檢測方法，其原理是通過標準砂來對試洞中的集料進行替換。灌砂法可廣泛應用于土層以及路面結構層，但是在檢測過程中需要攜帶大量的砂，并且需要反復稱重，工作強度比較大，由于儲砂筒為密閉狀態，檢測結果受到外界因素的影響較小，但是檢測結果的精度容易受到來自檢測人員的影響。環刀法檢測的檢測結果只能代表取樣區域的平均密度，并非整個檢測區域的平均密度，由于環刀法需要采用環刀進行現場取樣，因此主要應用于對土層進行檢測。核子密度儀法是利用放射性元素來對路面材料進行檢測，檢測速度很快，且不需要太多的工作人員進行操作，而且這種檢測方法是一種非破壞性檢測方法，在同一個位置處可多次進行檢測，能夠實時的監測壓實度的變化情況。

（2）回彈彎沉檢測技。術彎沉檢測的方法主要有貝克曼梁法、落錘式彎沉儀法以及自動彎沉儀法，常用的方法為前兩種。作為一種靜態彎沉測量方法，貝克曼梁法以其簡單便捷以及易于掌握的優點在實際工作中應用更為廣泛，但是貝克曼梁法在接地面積以及輪胎壓力控制方面的能力較小，因此不能對路面各結構層的承重強度進行全面的反應。采用落錘式彎沉儀法進行檢測時，由于落錘會對地面造成一定的沖擊，因此需要對路面的彎沉進行全方位的檢測，這種方法在道路上有車輛行駛時也可進行檢測。

（3）無損檢測技術。與傳統檢測技術相比，無損檢測技術在確保檢測精度以及效率的基礎上，不會對結構產生影響，常用的有地質雷達技術與超聲法。地質雷達技術即探測雷達技術，具有精度高、直觀等優點，是一種無損檢測技術，其工作原理是通過發射高頻電磁波，通過雷達接收到的反射波來對道路橋梁結構內部的情況進行檢測。超聲波法使用的主要儀器有超聲波檢測儀與聲波換能器，以接收到的超聲脈沖的波速、頻率等參數為基礎，對道路橋梁結構內部的情況進行檢測，操作簡單快捷、安全性好。但是超聲波法有一個缺點，即它是建立在聲波可以穿透結構的基礎上的，當聲波不能穿過結構，那么就無法得到檢測結果，因此其直觀性相對而言較差。在實際操作中通常要設置多個測點來進行檢測，利用概率統計的原理對檢測數據進行處理，對檢測結果進行評估。

2 無損檢測技術的應用及檢測方法

2.1 超聲波技術的應用

（1）超聲波檢測是現階段應用最廣泛的無損檢測技術。該技術使用聲波觸發儀器，通過儀器形成波長、頻率特定的超聲波。當超聲波接觸到結構時可以在其內部傳輸，可以根據觀測到的聲波衰減、散射以及波形變化判斷被測對象的結構內部缺陷。

（2）超聲波無損檢測系統的主要構成是聲波觸發儀器。其由大量的聲波觸發裝置組成，通過集中控制、單元控制各個聲波觸發點，執行聲波收發、信號處理、成像處理等操作。聲波觸發器發出的超聲波遇到被測物體繼續在其內部傳播，根據物理學理論可知，超聲波在質量均勻分布的物體中傳播時表現出一定規律。當遇到物體內部的缺陷點時，超聲波的波形和衰減規律將明顯變化，通過儀器捕捉超聲波的異常變化就可以確定物體結構內部缺陷。超聲波檢測設備可以收集處理超聲波信號，然后借助FIFO緩沖器將超聲波傳播至控制器，進行分析計算之后，控制器會在終端上直觀呈現最終結果。

（3）超聲波掃描是超聲波無損檢測的關鍵環節，掃描結果的精準程度直接影響到檢測結果的準確性，現階段，應用最廣泛的超聲波掃描方式有三種，即：A類、B類及C類。

（4）在超聲波無損檢測過程中，探頭無法完全貼合被測物體，當超聲波遇到空隙時會出現諸如反射、折射、擴散等，會降低超聲波穿透被測物體的能力，影響超聲波檢測裝置的精度。為了有效減少超聲波的反射、折射、擴散，可以用增粘劑填充空隙。超聲波探頭和被測物體之間最常見的聲耦合方法是液浸法，即將探頭和被測物體一同浸入液體中，利用液體填充探頭與被測物體之間的空隙，排除空氣。用于浸沒的液體可視為超聲檢測的耦合劑，水是常用的超聲檢測耦合劑，因此液浸法通常是指水浸法。超聲波發射后首先在液體和被測物體接觸表面發生反射，然后進入物體內部，如果遇到結構缺陷將再次反射，最后在被測物體底部反射，最終呈現出波形。

2.2 光纖傳感技術的應用

（1）光纖傳感器檢測是一種新興無損檢測技術，出現時間不長，處于初步應用階段。現階段，光纖傳感器無損檢測多用于大跨徑橋梁和超長隧道等大型復雜道路和橋梁項目，主要用來彌補傳統檢測技術的不足。

（2）光纖傳感器檢測技術適用范圍很廣，可以基于多種檢測指標，輸出準確的檢測結果，大大降低了無損檢測技術的操作難度，提高了無損檢測的效率。

2.3 檢測方法

2.3.1 機敏混凝土檢測方法

（1）機敏檢測技術是專為水泥混凝土結構設計的無損檢測技術。考慮到道路和橋梁工程中會使用大量的水泥混凝土，為了提高道路和橋梁混凝土構建質量，可以使用機敏檢測技術對構建進行專項檢測。

（2）相較于傳統的水泥混凝土構件檢測技術，機敏檢測技術的檢測精度更高，該技術可以全面精準地檢測到各種復雜工況下水泥混凝土構件的力學性能變化。

2.3.2 電化學檢測方法

（1）電化學檢測和機敏檢測技術一樣也是一種專項檢測技術，電化學無損檢測專用于鋼筋結構檢測，其主要作用是確定惡劣自然環境中鋼筋混凝土結構中的鋼筋腐蝕情況。

（2）電化學無損檢測技術需要用到化學知識，通過化學反應得到化學產物，分析化學反應產物，間接判斷鋼筋的劣化情況。

（3）現階段，半電位法是應用最廣泛的電化學無損檢測技術。

3 結束語

無損檢測技術在道路和橋梁結構檢測中的應用研究是一個相對較新的領域，為了解決無損檢測技術在實踐應用中存在的問題，需要進一步探索其應用技術和應用領域。本文基于無損檢測技術的概念和原理，介紹了常見的無損檢測方法，并分析了無損檢測技術的優點和應用局限性。同時，結合無損檢測技術未來的發展趨勢，提出無損檢測技術應該與傳統檢測技術聯合應用的觀點，以實現多種檢測方法的優勢互補，從而進一步提高道路和橋梁結構檢測的準確性和檢測效率。

參考文獻：

[1]曹祥保.無損檢測技術在混凝土鋼筋檢測中的應用研究[J].四川水泥，2021（2）：28-29.

[2]趙勁彪，馮超，居龍，等.法蘭螺柱原位超聲無損檢測技術研究[J].現代機械，2021（1）：25-27.