沥青路面无损检测技术分析

发表时间:2020/8/10   来源:《城镇建设》2020年12期   作者:郭丰坤
[导读] 就目前对沥青道路无损检测的现状为立足点,全面解析沥青路面非均匀性的构成

         摘要:就目前对沥青道路无损检测的现状为立足点,全面解析沥青路面非均匀性的构成,最后再对非均匀性快速无损检测技术的分析,希望给予后者提供经验。
         关键词:沥青路面;非均匀;快速无损;检查技术
        
        
         传统的破坏性试验方法包括钻芯取样、灌砂法和探坑法等。钻芯取样会降低结构承载力,影响路面的强度和耐久性。提取芯样后,用粘结材料进行充填的操作方法单一,耗时较长。
         无损检测技术(NDT)能够用于评估结构性能和确定各种参数,例如混凝土弹性模量、载荷传递效率和孔洞位置等。常用的无损检测方法包括探地雷达质量评定法、超声断层扫描法、贝克曼梁判别法、地震路面分析仪法和落锤式弯沉仪法等。在上述可用的方法中,探地雷达以其快速、高效、简便的特性得到了广泛应用。
1 沥青路面非均匀性分析
         沥青路面非均匀性主要包括几个方面,路面的平整、构成深度、路面层厚度、密度等,如果在施工的时候发生了此类现象,导致的结果是,公路的整体性能的下降,在通车之后的几年中,经常会出现坑洼、车辙、泛油等情形。本文研究了沥青路面施工控制所产生的非均匀性对于路面性能影响。具体见表1。
         表1非均匀性对混合材料性能的影响
        
         目前,对于非均匀性对于沥青路面的影响还是不太确定,在研究中,并没有严格的量化标准和一整套的分类,本文主要想从以下几个方面考虑。集料解析,因为沥青混合的集料非均匀性主要表现在局部,对于不同的规格的集料所定目标要求各不一样,一旦超出了可控制的范围,结果将是显而易见的,会使得混合料的主要性能发生变化。简单来说,如果一个区域的粗集料和细集料之间的搭配没有那么合理,这导致相应的孔隙率偏大,他们的粘合度也会发生变化,此时,路面有水并渗透下去,这将会导致沥青和集料之间出现脱离的现象,继而出现松散的现状。如果局部地区的细集料多余粗集料,这样会使得沥青含量过多,地面的结构出现了失衡的现象,会出现坑洞。
         温度离析,这主要是在一些原料搅拌后,对路面进行铺设,压实等情形,但是在这个过程中,对于温度的把握没有很均匀,出现了温度过低或者过高等情况。如果一旦没有压实,对于实际要求的孔隙率和路面工程建设的孔隙率出现了无法接受的偏差,混合料的骨架很难形成统一。最后,在通车之后,出现坑洼、车辙、泛油等现状。弱压实,主要是指在沥青路面的强度和稳定性、耐久度上的控制,这些一直是好的路面建设的重要衡量指标。弱压实出现是对于碾压的组合、次数、时间长度了解不够,环节把关不严格导致出现的路面压实程度不够,这就需要在后期施工中需找相应的措施解决,提高路面质量。
2 沥青路面非均匀性快速无损检测方法
2.1 传统检测法
         虽然在很多情况下,传统检测方法很难用上,但是其扔具有可以学习的地方。主要有几种判断方法。视觉识别法,主要是能够快速的进行判定,是否为非均匀性现象,但是这种方式较为主观,智能作为开始的检测观察使用,更强调的是个人经验,不同的检测人员对于个人的看法存在不一致,对于细离析很难判断清楚。另外便是铺砂法,这是为了检测路面的粗糙程度所进行的一种方式。同时,路面的构造深度和非均匀性有着密切联系,但是确定也很明显,时间长、不能快速确定,和实际检查结果差异大。
2.2 核子密度仪检测法
         核子密度仪是通过对测定路面的表层密度进行的一种检测方法,而这种方式能间接的测试出非均匀性。首先这种方法要有前提,混合料自身的密度需要岁粗细集料的离析而决定,通过预设一定的标准去进行判断,核子密度仪通过检测密度的变化情形进行判定。优点很快速便捷、无损,但是缺点也极为明显,对于操作人员的身体健康造成损伤。


2.3 激光纹理检测法
         雷达检测技术对其进行病害检测之后,发现该段公路的面层结构为沥青层+水泥混凝土板+基层,经过雷达图像的处理和分析,可知该段公路的具体病害主要包括以下几类,即:(1)基层顶面松散质量病害。在公路路面施工的时候,如果公路基层材料选配不合理、压实度不足、行车挤压或者受到雨水的侵袭,那么很容易使公路基层顶面出现松散问题或者混凝土底板出现漏空(欠密实)等质量问题,尤其常发于左右幅行车道中。(2)公路结构层或者基层出现滑移,这主要是由于公路局部地段在行车荷载作用下,已经出现路基或者基层沉降问题的公路路段会进一步加剧,此时可能会使公路路面的结构层发生整体滑移问题。(3)公路路基沉陷问题。由于公路局部路段出现了路基沉陷问题,致使公路基层可能会存在坍落问题,使基层的顶面出现比较大的起伏,影响了实际的公路路基质量。
3 地质雷达检测技术的检测误差分析
         探地雷达系统主要由三部分组成:控制单元、天线和测距仪(DMI)。该系统的控制单元为SIR-20,它是一台用于存储和分析数据的计算机。天线由发射器和接收器组成。探地雷达系统能够产生连续的短波高频电磁脉冲,该脉冲在目标介质中传输时,遇到电特性不同的介质层后会发生部分反射,反射的电磁脉冲被天线接收后再传送至控制单元,通过控制单元对接收的脉冲信号波形、波速、振幅进行分析处理后得到介质的空间分布和结构形态。天线的频率在探地雷达信号的穿透深度和数据识别中起着重要作用。
         当探地雷达天线频率较高时,原入射脉冲和反射脉冲的形状并没有出现失真。这可能是因为1GHz和2GHz的天线穿透深度较小,因此遇到的目标结构层较少,能量损失较小。当探地雷达天线频率较低时,穿透深度超过2m,电磁脉冲传播时间将更长,传播时会遇到更多的介质并进行多次反射,能量损失较大,从而导致脉冲形状发生变化。
3.1 地质雷达检测技术原理
         探地雷达系统的原理是利用空气或地面耦合式天线将电磁脉冲发送到探测物体表面,电磁脉冲在路面结构层传播时,一旦遇到不同介质交界面,一部分信号就会被反射回地面(又称回波信号)而被天线接收,另一部分则会透过介质层继续向下传播。通过测量回波信号的振幅、相位和到达时间等,可以了解地层特征信息。电磁波的传播速度主要由材料的相对介电常数决定。通过监测回波信号在不同介质层的双程走时,可以得到结构层的层厚h。
3.2反射信号时间误差
         在对公路工程进行检测的过程中,如果采用地质雷达检测技术,那么需要分析和处理该技术在实际检测应用中存在的误差。而为了确保该检测技术在实际检测过程中检测结果的准确性,要先确保反射时间差记录结果的准确性,这就要求相应的检测人员记录好检测的起始时间点,同时要将雷达反射信号的实际触发点当作时间的起点,但是要应用适宜的方法来进行零点标定,从而全面确保反射信号时间测定的质量,提升检测结果的准确性。
3.3标定公路结构介电常数
         公路结构介电常数直接影响电磁波冲波的实际传播速率,所以也需要确保地质雷达检测技术在应用过程中相应介电常数的准确性,这就要求测量人员做好其标定工作,具体的标定法包括反射波推导标定法、钻芯厚度标定法和数据计算模型标定法等方法。另外,鉴于介电常数的标定法会随着公路施工材料的纵坡或者均匀度而发生相应改变,所以具体需要根据实际的情况来进行合理确定,从而全面确保地质雷达检测技术应用的质量。
4 总 结
         总之,地质雷达检测技术是现阶段工程中常用的一种无损工程质量检测技术,其在公路工程建设中的合理运用可以快速发现工程中的有关质量缺陷,准确探明公路质量病害,可以为公路病害防治提供参考。但是为了确保该检测该技术应用的有效性,必须要结合实际的公路工程建设情况,制定合理的检测方案,以为我国公路建设提供参考。
        
        
参考文献:
[1] 龚涛, 罗伟. 沥青路面非均匀性快速无损检测技术分析[J]. 黑龙江交通科技, 2016(11).
[2] 罗镜平. 无损检测评价沥青路面施工离析技术[J]. 低碳地产, 2016, 2(013):449-449.
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