无损检测技术在公路工程检测中的应用分析

韩堃

摘 要：随着交通事业的不断发展，智能化、无损化以及快速化是未来公路工程检测技术发展的主要方向。本文阐述了无损检测技术的特点与类型，并结合具体工程实例，论述了无损检测技术在公路工程中的应用价值。研究表明，无损检测技术有效提升了公路工程检测的效率与质量，为道路工程的发展提供了新的方向。

关键词：无损检测技术 公路工程 道路检测 探地雷达技术

1 引言

自改革开放以来，我国交通事业建设进入了蓬勃发展阶段，公路工程规模不断扩大，道路工程施工建设质量成为人们关注的重点问题，关系着人们的出行安全。由于地理环境与施工技术的不同，各地公路性能存在明显的差异，随之而来的道路检测维护工作难度发生了质的变化。公路病害问题是近年来影响公路行驶安全的重要原因，也是公路工程检测养护的难题之一[1]。为了解决此问题，本文将对无损检测技术在公路检测中的应用进行深入的分析，为推动无损检测技术的广泛应用提供一点帮助。

2 无损检测技术的特点及分类

2.1 无损检测技术的特点

无损检测技术是指在不损害或者不影响被检测对象本身性能的基础上，利用物质的声、光、磁电等特性对被检测对象是否存在损害或缺陷等问题进行全面检测的一种新型检测方式。于传统的检测方式相比，无损检测具有以下几个特点：

（1）非破坏性。非破坏性是指在利用无损检测技术对公路工程在进行维护检测时，在获得全面详细的检测结果的同时，不会对公路本身造成影响与破坏。

（2）互容性。互容性是指检测方式能够互相结合使用，在对公路公测进行检测时，同一个检测地点可以同时或依次采用不同的检测方法，并且由于无损检测具有非破坏性，可以重复多次的对被检测对象进行检测。

（3）动态性。动态性是指在公路病害的检测过程中，可根据检测进度与发现适当的调整检测技术的应用，从而保证能够准确的检测出病害的类型、位置与范围等。

（4）严格性。严格性是指无损检测技术应用条件较为严格，在公路工程检测中应用无损检测技术需要配备专业的检测设备与仪器，同时需要专业的技术人员按照规定的操作流程进行检测。

（5）检测结果分歧性。检测结果分歧性是指在公路工程检测中，检测结果因检测人员的不同可能会产生些许的分歧，特别是在无损检测技术中，超声波技术在应用时需要两个检测人员共同完成。

2.2 无损检测技术的分类

2.2.1 图像检测技术

图像检测技术是指以红外成像原理或者全息成像原理为理论基础，对公路工程进行检测的一种技术，主要分为红外成像技术与激光全息技术。其中红外成像技术基于红外成像原理，利用热敏传感器对公路表面由于物质内部运动产生的温度进行检测，然后将检测到的数据通过图形的形式表现出来，从而判断公路是否存在病害问题。而基于全息成像理论的激光全息成像技术，主要利用专业的全息成像设备对公路的破损情况进行检测，然后对检测得到的全息图像中的相关数据进行计算，从而判断公路的实际破损程度，与红外成像技术相比，激光全息成像技术准确度更高，更接近道路的实际情况[2]。

2.2.2 激光检测技术

激光检测技术在公路工程检测中的应用，主要基于光的衍射原理、反射原理以及时差原理，其中，光的衍射原理主要用于检测路面结构中狭缝宽度；光的反射原理用于检测公路的弯沉位移，而光的时差原理则用于对公路工程的时差问题进行有效处理[3]。激光检测技术作为无损检测技术分类中重要的新型技术，具有分辨率较高、检测方向性较好的特点，因此，近年来，在公路工程中得到了广泛的应用。

2.2.3 探地雷达检测技术

探地雷达检测技术是无损检测检测技术中在公路工程检测中应用的典型代表，探地雷达检测技术在公路工程中的应用原理是通过利用高频电磁波向地面发射电磁信号，电磁信号在地层中遇到故障时发生发射的一种先进的无损检测技术。探地雷达发出的高频电磁波在进入地面后，遇到不同介质时会产生不同的反射信号，于是公路检测人员可通过这些信号对公路病害的种类、病害范围、具体位置等进行具体的了解与分析，并利用智能化软件将电磁信号转化为可视的图片或三维图像，从而实现对公路工程的全面检测，同时检测人员还可根据接收到的图像数据，判断公路工程受损的严重程度，为施工管理单位制定相应的道路养护方案提供可靠的参考数据。

2.2.4 超声波检测技术

超声波检测技术主要基于超声波反射原理，并根据不同介质的特征，通过对发射出去并遇到介质反射回来的超声波的有效参数进行全面的分析，从而对被检测公路的实际使用状况展开评价，并制定科学的养护方案。超声波检测技术在公路工程检测中的应用，可以通过对对应时间段内超声传播的位移进行测量，计算出在不同介质条件下超声波的传播速度，从而由介质与波速之间关系，对公路的抗压强度等力学性能进行判断[4]。

3 无损检测技术在公路工程中的应用

3.1 工程概况

此次检测路段为甘肃省LQ高速公路试验段G1，始建于2004年，至今为止已使用19年左右，公路类型为双向四车道的高速公路，设计车辆行驶最高时速为100km/h，公路试验段总长约为5km，所处地势南北方向较高，而东西方向较低，气候屬于北温带半干旱气候，气候干燥，降雨较少，公路施工时，采用的工程材料主要为沥青，试验段沥青路面结构如表1所示。

3.2 路面检测情况

由于探地雷达检测技术是最早应用于道路检测，并且发展最为成熟的无损检测技术，因此本次公路病害问题检测主要利用探地雷达技术，根据《公路技术状况评定标准》[5]规定，公路使用状况的评价检测主要包含了对路面的结构性能、使用性能、承载能力、安全性能等道路指标的检查，以此来评价道路的平整度、抗滑性以及路面破损情况等，具体评价体系见表2。

公路使用状况的综合评价指标（PQI）是指各分项指标按照相应的权重进行相加而得到的结果，具体计算公式如下

3.2.1 路面破损情况

甘肃省的高速公路工程的路面结构大多为半刚性的基层沥青路面，根据探地雷达检测发现试验段路面的病害问题主要分为裂缝、车辙、坑槽以及维护不善等，其中车辙是目前公路病害的主要形式之一，而破损类型可分为裂缝类、变形类、松散类与其他类四种，对于沥青公路路面的破损情况指标（PCI），可通过公式进行计算：

其中，DR表示路面破损率（%），a0=15.00，a1=0.412，Ai表示累计损坏的，面积（m2），A表示检测的路面面积（m2），wi表示路面损害换算的权重或系数；i表示路面损坏类型以及损坏程度（轻、中、重），i0=21。

3.2.2 路面行驶质量

对于本次公路工程来说，沥青公路路面的平整度一般情况下主要表现为路面的凹凸不平，而具体的检测分析，我们通常使用调查指标中的国际平整度指数（IRI）与路面行驶质量指数（RQI）来进行计算：

3.2.3 路面车辙深度

在公路工程的检测过程中，公路病害出现频率最高的就是车辙问题，因此，在《公路技术状况评定标准》中，将车辙作为单独的检测评价标准之一，通常通过路面凹陷的深度来进行初步判断，然后使用探地雷达技术对车辙深度进行具体的测量，最后使用计算公式对路面车辙深度（RDI）进行计算：

其中，RD表示车辙深度（mm），车辙深度参数RDa=10.0，RDb=40.0，模型参数a0=1.0，a1=3.0。

3.2.4 路面抗滑性能

在对本次高速公路工程的抗滑进行检测时，可使用基于横向力参数（SFC）的计算公式对高速公路路面的抗滑性能指数（SRI）进行计算，具体计算公式如下，

其中，标定参数SRImin=35.0，模型参数a0=28.6，a1=-0.105。

通过探底检测技术的应用，甘肃省LQ高速公路试验段G1路面使用情况检测结果如表3所示。

根据上表可得，虽然试验段公路使用状况的综合评价指标（PQI）指数较高，但是在各项指数中RDI最差，说明公路存在较为严重的车辙问题，并且路面破损情况不容乐观，极大程度地影响了公路的使用安全，相关部门应充分重视公路病害问题，及时采取有效的养护措施。

4 无损检测技术在公路工程检测中的应用价值

4.1 无损检测技术的优势

根据国家相关规定，交通部门要定期做好公路的检测养护工作，在公路检测过程中，无损检测技术的应用，使得公路使用状况的检测更加全面且高效，更有利于对公路进行有针对性的养护，与传统的检测技术相比，无损检测技术在公路检测中具有明显的优势。

4.1.1 提高了公路检测的准确性

公路在长期使用过程中，除了本身内部结构性能随着时间发生的不可避免的变化之外，还会受到外部荷载的反复施压以及自然环境等因素的影响[6]，从而使得公路的使用寿命缩短，使用质量下降，因此，为保证人们的交通安全，须对公路病害问题进行全面的检测。以往使用的有损检测技术在检测过程中会对公路造成一定的损失，并且检测效率较低，但是对外部检测环境要求较高。而无损检测技术的应用，会大幅提升公路工程检测的效率与准确性，可以快速地定位并判断出公路病害的類型与具体位置，以便于后续维修工作的开展，同时无损检测技术不会对公路本身产生影响。

4.1.2 降低了公路检测维护的成本

在公路工程建设中，公路病害问题的及时检测与养护是延长公路使用寿命，降低公路检测维护成本的重要措施，而无损检测技术的应用可以有效提高检测的准确性，在检测过程中，及时发现病害问题，并精准地判断病害所在的位置，从而在短时间内进行维护，尽可能地实现检测维护成本的降低。

4.1.3 提高了公路行驶的安全性

公路作为我国交通重要的基础设施，是人们出行的主要渠道，因此，公路的使用性能与检测维护质量决定着公路行驶的安全性，关系着人们出行的生命与财产安全，无损检测技术在公路工程检测中的应用，可以及时发现公路结构性能的损伤，并采用维护措施，进而提高公路的行驶安全，减少交通事故的发生。

4.2 无损检测技术的发展趋势

随着我国交通事业的迅速发展，公路工程规模的扩大，相关管理人员要意识到无损检测技术对提高公路质量与安全性的重要作用，在公路工程检测中，适当地选择合适的无损检测技术，并结合公路工程的具体情况，优化与完善公路工程的检测形式，实现公路工程的针对性检测。信息化时代计算机技术的广泛应用，使得无损检测技术的发展进入了新的阶段，智能化无损检测技术成为检测领域未来发展的必然趋势，因此，现阶段技术研究人员要加强对智能化无损检测技术的研究力度[7]。

5 结语

综上所述，无损检测技术在公路工程检测中应用具有重要的影响与作用，能够有效提高公路的使用性能，以及保障人们出行的人身安全，因此，交通部门要重视无损检测技术在检测工作中应用，意识到无损检测技术应用的重要价值，为公路工程的建设提供有力的支持。

参考文献：

[1]郭晋波.关于无损检测技术在公路工程中的应用[J].黑龙江交通科技，2023，46（2）：179-181.

[2]李鹏晶.探地雷达在公路工程检测中的应用分析[J].价值工程，2022，41（15）：144-146.

[3]李敏辉.高速公路路基路面无损检测分析[J].运输经理世界，2022（22）：20-22.

[4]张辉，倪凯男.雷达技术在公路工程隧道无损检测中的应用[J]. 交通世界（中旬刊），2022（3）：123-124.

[5]刘谋智.公路工程试验检测工作中的问题及对策分析[J].工程技术研究，2023，8（1）：149-152.

[6]邢庆方.无损检测技术在高速公路施工检测中的应用[J].交通世界（下旬刊），2021（10）：142-143.

[7]黄乾才.提升公路工程试验检测工作水平的具体途径分析[J].企业科技与发展，2020（2）：105-107.