道路與橋梁檢測第一章

道路與橋梁檢測技術 第一章緒論 概述 試驗 已知某種事物 為了了解它的性能或者結果而進行的嘗試性操作 亦指為了察看某事的結果或某物的性能而從事某種活動 這里要注意 試驗 與 實驗 的區(qū)別 實驗 為了檢驗某種科學理論或假設而進行某種操作或從事某種活動 實驗 是對抽象的知識理論所做的現(xiàn)實操作 用來證明它正確或者推導出新的結論 實驗 是相對于知識理論的實際操作 試驗 是對事物或社會對象的一種檢測性的操作 用來檢測正常操作或臨界操作的運行過程 運行狀況等 試驗 是就事論事的 試驗都是實驗 實驗比試驗的范圍寬廣 概述 檢測 用指定的方法檢驗測試某種物體指定的技術性能指標 適用于各種行業(yè)范疇的質(zhì)量評定 標定 使用標準的計量儀器 或者精度更高的儀器 對所使用儀器的準確度 精度 進行檢測以檢驗是否符合標準 概述 校準 在規(guī)定條件下 為確定測量儀器儀表或測量系統(tǒng)所指示的量值 或?qū)嵨锪烤呋騾⒖嘉镔|(zhì)所代表的量值 與對應的由標準所復現(xiàn)的量值之間關系的一組操作 其目的是通過與標準比較確定測量裝置的示值準確性 檢定 由法制計量部門或法定授權組織按照檢定規(guī)程 通過實驗提供證明確定測量器具的示值誤差滿足規(guī)定要求的活動 概述 校準與檢定的區(qū)別 校準 不具法制性 是企業(yè)自愿溯源的行為 檢定 具有法制性 是屬法制計量管理范疇的執(zhí)法行為 校準 主要用以確定測量器具的示值誤差 檢定 是對測量器具的計量特性和技術要求的全面評定 校準 的依據(jù)是校準規(guī)范 校準方法 可作統(tǒng)一規(guī)定也可自行制定 檢定 的依據(jù)必須是檢定規(guī)程 校準 不判斷測量器具合格與否 但需要時 可確定測量器具的某一性能是否符合預期的要求 檢定 要對所檢的測量器具作出合格與否的結論 校準 結果通常是出具校準證書或校準報告 檢定 結果合格的出具檢定證書 不合格的出具不合格通知書 第一章緒論 第一節(jié)概述一 道路橋梁檢測意義 二 道路橋梁主要檢測項目1 壓實度 灌砂法 環(huán)刀法 核子密度儀 鉆芯法 無核密度儀壓實度 指的是土或其他筑路材料壓實后的干密度與標準最大干密度之比 以百分率表示 壓實度是路基路面施工質(zhì)量檢測的關鍵指標之一 表征現(xiàn)場壓實后的密度狀況 壓實度越高 密度越大 材料整體性能越好 2 平整度 3m直尺 連續(xù)平整度儀 顛簸累積儀 激光平整度儀路面平整度指的是路表面縱向的凹凸量的偏差值 路面平整度是路面評價及路面施工驗收中的一個重要指標 主要反映的是路面縱斷面剖面曲線的平整性 3 彎沉值 貝克曼梁 自動彎沉儀落錘式彎沉儀彎沉值就是荷載對路面作用前后 路面發(fā)生變形的大小 計算彎沉值與路面的設計強度有直接的關系 計算彎沉值越小 則強度越高 4 抗滑性 擺式儀 摩擦系數(shù)測定車構造深度 鋪砂法 激光 路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動時沿表面滑移所產(chǎn)生的力 影響杭滑性能的因素有路面表面特性 路面潮濕程度和行車速度 5 幾何尺寸 平面偏位 經(jīng)緯儀 高程 水準儀 寬度 尺量 橫坡 水準儀 6 厚度 挖坑及鉆芯 雷達測厚 7 滲水系數(shù) 路面滲水儀8 強度和模量 土基CBR 承載板 貝克曼梁9 路面破損 攝像車 雷達 超聲波 道路綜合測試車 三 道路橋梁檢測方法分類1 直接法檢測量與檢驗指標一致 如彎沉值等 2 間接法檢測量與檢驗指標不一致 如壓實度等 四 檢測技術分類1 機械貝克曼梁3m直尺車轍儀擺式儀2 機電機械動作 電器 計算 顯示摩擦系數(shù)測定車 自動彎沉儀 連續(xù)平整度儀3 振動沖擊波 反彈位移 錘擊 測壓實度 強度落錘式彎沉儀 落錘式壓實儀 4 雷達電磁波發(fā)射 接收雷達測厚5 超聲波波速水泥混凝土強度 探傷6 射線同位素或粒子 放射性核子濕度密度儀 7 激光激光紋理儀 激光彎沉儀 激光平整度儀 車轍儀8 影像路面破損9 紅外紅外熱像儀10 集成綜合測試車 五 檢測儀器 一 擺式摩擦系數(shù)測定儀隨著交通運輸事業(yè)的發(fā)展 公路 城市道路及機場跑道等路面的防滑問題 已引起有關部門的普遍重視 擺式磨擦系數(shù)測定儀 簡稱擺式儀 是一種測定路面 機場跑道 標線漆等磨擦系數(shù)的儀器 也可能過典型路面磨擦系數(shù)的測定 作為確定保種輪胎配方的依據(jù)之一 本儀器調(diào)試方便 操作簡單 測試時對交通影響較小 數(shù)據(jù)也較穩(wěn)定 且室內(nèi)外均可使用 五 檢測儀器 擺式摩擦系數(shù)測定儀原理擺式儀是動力擺沖擊型儀器 它是根據(jù) 擺的位能損失等于安裝于擺臂末端橡膠片滑過路面時 克服路面等磨擦所做的功 這一基本原理研制而成 擺式摩擦系數(shù)測定儀主要技術參數(shù)1 擺動的力矩 615000g mm其中擺重量 1500 30g擺重心矩 410 5mm2 橡膠片對路面的正向靜壓力 2263g3 擺頭傾斜5 處自由放下到擺動停止的次數(shù) 不少于70次 4 橡膠片外邊緣距擺動中心距離508mm 5 儀器總重約14Kg左右 五 檢測儀器 適用于測定靜止加載時或非常慢的速度加載時路面彈性彎沉值 并能良好的反映出路面的總體強度 路面彎沉值是指在車輪載荷作用下 路面所產(chǎn)生的垂直變形 它是反映路面強度的一項指標 路面結構愈厚 路面材料或路基的強度越高則彎沉值越小 反之則彎沉值越大 因此路面設計 施工 養(yǎng)護 加固等工作中制定一條既經(jīng)濟又合理的方案 路面彎沉值是必不可少的手段 近年來為公路部門廣泛應用 五 檢測儀器 貝克曼梁彎沉儀工作原理路面彎沉儀是采用杠桿原理制成的 用來測定汽車后軸雙輪之間的路面彎沉值 路面在負荷作用下形成局部下沉 即垂直變形 路面反映的形狀是以負荷點為中心盆形 稱之為彎沉盆 當負荷移開后彈性使路面恢復到原狀 彎沉盆消失 負荷前后的差值即稱為彎沉值 試驗證明 總彎沉和彈性彎沉不相等即負荷移開后供應商河北大宏實驗儀器有限公司電路面彎沉盆并不完全消失 路面還會存在微量的殘余變形 路面彎沉值與車速 溫度等因素有密切關系 五 檢測儀器 貝克曼梁彎沉儀測定步驟 A 將儀器擦凈 B 測定選好后 將測定的汽車后軸雙輪間隙中心距測點不超過10厘米處 C 將百分表裝在百分表之架上 然后彎沉儀移至路面上 使其測端恰好在雙輪胎間隙的中心處供應商河北大宏實驗儀器有限公司電垂直于車軸中心點 并調(diào)水平 用表夾及百分表支架的調(diào)平螺絲將百分表讀數(shù)調(diào)至5毫米左右 使指針指零 表的觸頭抵住測點螺釘中心 并記錄其讀數(shù)B1 D 汽車向前開動 使其后輪在影響半徑以外 一般距測定5米左右 此時百分表走動 待百分表讀數(shù)穩(wěn)定后 每分鐘變得小于0 01mm 記錄讀數(shù)C1 E 用熱敏點溫計測出并記錄下路面的溫度t F 將測定結果 記錄于下式中 G 根據(jù)記錄下的讀數(shù) 計算路面彈性彎沉值 Rt B1 C1 2式中 Rt 路基溫度時 路面彈性彎沉值 單位 mm B1 有載荷時百分表讀數(shù) 單位 mmC1 移去載荷時百分表讀數(shù)單位 mm 五 檢測儀器 貝克曼梁彎沉儀主要技術參數(shù) 1 總長 3600毫米2 杠桿比2 13 支點至前測點長 2400毫米4 剛度 以軸孔中心為支點 在距支點全長的三分之一處加載200克 其撓度不大于0 05毫米供 5 表精度為0 01毫米量程為1厘米6 此設備材質(zhì)為鑄鋁 五 檢測儀器 顛簸累積式路面平整度測試儀用于檢測車輛行駛于路面的顛簸累積值VBI 路面的國際平整度指數(shù)IRI 平整度標準差 和行駛質(zhì)量指數(shù)RQI等路面性能指標 主要用于 各等級公路 市政道路和機場跑道的路面施工現(xiàn)場平整度控制和路面施工平整度質(zhì)量交工 竣工驗收為路面養(yǎng)護管理系統(tǒng) PMS 路網(wǎng)普查進行路面平整度數(shù)據(jù)采集 第一章緒論 五 檢測儀器 主要用于路面平整度的檢測 具有連續(xù)測量 自動運算 測量精度高 速度快 顯示并打印路面平整度標準差的功能 公路連續(xù)式八輪平整度儀 第一章緒論 第一章緒論 手持式落錘彎沉儀適用于受動荷載作用的鐵路 公路 機場 城市交通 港口 碼頭及工業(yè)與民用建筑的地基施工質(zhì)量監(jiān)控檢測 特別適用于場地狹窄地段檢測 如路橋 涵 過渡段及路肩的檢測 既有線路基等 作原理是 在計算機控制下 把一定質(zhì)量的重錘由液壓傳動裝置提升至一定高度后自由落下 沖擊力作用于承載板上并傳遞到路面 從而對路面施加脈沖荷載 導致路面表面產(chǎn)生瞬時變形 分布于距測點不同距離的傳感器檢測結構層表面的變形 記錄系統(tǒng)將信號傳輸至計算機 即測定在動態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動態(tài)彎沉及彎沉盆 測試數(shù)據(jù)可用于反算路面結構層模量 從而科學地評價路面的承載能力 五 檢測儀器 樁基低應變檢測儀 五 檢測儀器 基樁動測儀低應變 反射波 檢測原理反射波法是采用低能量瞬態(tài)激振方式在樁頂激振 實測樁頂部的速度時程曲線 通過波動理論分析或頻域分析 對樁身完整性進行判定的檢測方法 反射波法能檢測樁身混凝土的完整性 確定缺陷在樁身中的位置 結合地勘報告 施工工藝及施工記錄 還可推定樁身內(nèi)部缺陷的性質(zhì) 五 檢測儀器 五 檢測儀器 反射波法測樁的示意圖如上圖所示 其基本原理為 用錘或力棒等激振設備激勵樁頭 所產(chǎn)生的應力波將沿著樁身向下傳播 在傳播過程中 如遇到波阻抗界面 將產(chǎn)生聲波的反射和透射 應力波反射和透射能量的大小取決于兩種介質(zhì)波阻抗的大小 由波動理論可知 當應力波遇到斷裂 離析 縮頸及擴底時 由于波阻抗變小 反射波與入射波初動相位同相 當應力波遇到擴頸 擴底時 波阻抗變大 反射波與入射波的初動相位反相 結合振幅大小 波速高低 反射波到達時間等可對樁的完整性 缺陷程度 位置等作出綜合判斷 五 檢測儀器完整樁實測曲線波形反射很規(guī)則 波列清晰 樁底反射波較明顯 易于讀取反射波列到達時間 樁身混凝土平均波速較高 五 檢測儀器 縮頸樁的實測曲線 波形特征是在樁身缺陷處產(chǎn)生與激振脈沖相同位的第一時間到達t 反射時間較為明顯 但整樁波速不會下降 與完整樁波較為一致 五 檢測儀器 擴徑樁由于在樁身有部分擴大的變截面 在實測曲線波形特征在擴徑處產(chǎn)生與激振脈沖反相位的第一時間到達t 的反射波 整樁波速與完整樁較為一致 五 檢測儀器混凝土離析樁實測曲線波形特征是在缺陷處產(chǎn)生與激振脈沖同相位的反射波形 與完整樁波速相比則略有所下降 一般比完整樁的波速低200 300m s 如果嚴重離析的情況下 反射波峰值更劇烈 波速可能顯得更低 五 檢測儀器樁身夾泥主要是灌注時反扦抽管過高 或孔壁倒塌 造成樁身混凝土夾泥現(xiàn)象 實測曲線 波形特征是在缺陷處與離析樁一樣 激振脈沖同相位的反射波形 與完整樁波速相比則有明顯下降 一般比完整樁的波速低400 600m s左右 五 檢測儀器擴底樁與嵌巖樁的實測波形在曲線信號反射時 其反射波的方向是和激振脈沖方向相反 擴底樁和嵌巖樁的波形是一致的 但擴底樁的波形反映是從擴底位置開始算起 直到樁底反射波形出現(xiàn)為止 而嵌巖樁的波形要看樁底嵌巖情況而定 如果嵌巖程度好 樁底的嵌石堅硬完整 其波速比混凝土的波速更為提高 那么嵌巖樁的樁底反射波形是激振脈沖方向是相反的 反之則同相 五 檢測儀器全斷樁實測曲線 波形與其它缺陷樁的波形是不一樣 因為斷樁所在位置 應力波無法往下傳播 主要因在斷裂處空氣的波阻抗無窮大于混凝土波阻抗 而實測波形多次反射 反射時間間隔一致 并對反射信號就會自由震蕩慢慢的衰減下去 故無法找出樁底反射 五 檢測儀器 樁基超聲波檢測 五 檢測儀器超聲波透射法的工作原理超聲波是彈性波的一種 把混凝土介質(zhì)視為彈性體 超聲波在混凝土中的傳播服從彈性波傳播規(guī)律 混凝土超聲波檢測主要采用所謂 穿透法 即用一發(fā)射換能器發(fā)射超聲脈沖波 讓超聲波在混凝土中傳播 然后由接收換能器接收 透過混凝土傳播的超聲波攜帶有關混凝土材料相關信息 準確測定這些參數(shù)的大小變化 可推斷混凝土性能 內(nèi)部結構及其組成情況 五 檢測儀器基樁超聲波檢測是在基樁中預埋聲測管 在兩根聲測管中分別放置發(fā)射換能器和接收還能器 并在聲測管中注滿水作為耦合介質(zhì) 當發(fā)射換能器發(fā)射超聲波 超聲波在混凝土中傳播后到達接收換能器并被量測記錄 由此可計算出混凝土聲速 五 檢測儀器 五 檢測儀器正常波形首波起跳清晰 幅值 波速高 曲線規(guī)則 而在深度7m左右出現(xiàn)明顯的超聲波異常 異常波形首波起跳點難于辨認 幅值弱波速低 曲線嚴重畸變 從頻譜分析圖上看 正常頻譜主頻約為38kHz 而異常頻譜主頻約16kHz 從以上分析并結合施工工藝 判斷該處存在夾泥或低強度砼等嚴重缺陷 依據(jù)樁身完整性類別判定為 類樁 通過開挖驗證 發(fā)現(xiàn)在異常部位 確實出現(xiàn)大量的夾泥現(xiàn)象 五 檢測儀器 五 檢測儀器從施工資料上看 該樁為人工挖孔樁 樁端持力層為灰?guī)r 巖溶發(fā)育 地下水豐富 分析認為由于采用普通灌注 在水未排干或砼澆灌時涌入大量地下水把膠凝物質(zhì) 水泥 沖洗掉 因此失去了膠凝作用 從而形成離析 對于該類樁 當?shù)叵滤克^大而不能及時排干且地下水位較高 建議采用水下灌注辦法 如果水位低或涌水量不大 可以嘗試把干水泥與水摻和 使之形成水泥漿 避免涌水沖洗 稀釋砼而引起離析現(xiàn)象 五 檢測儀器 五 檢測儀器從樁孔施工資料上看 該樁為人工挖孔普通灌注 由于樁孔所處地勢較高 施工中未見有地下水 僅見在該部位有溶洞發(fā)育 據(jù)此初步判斷在施工過程中可能出現(xiàn)了漏漿形成空洞 蜂窩 這些空洞 蜂窩對超聲波形成阻隔 散射作用而出現(xiàn)異?，F(xiàn)象 檢測時適逢旱季末 因此考慮到為了不出現(xiàn)誤判 決定待雨季水位上升改善檢測條件后再復測 在經(jīng)過若干次的強降雨后進行了復測 從結果上看 各剖面未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象 見圖3 3 2 經(jīng)對比分析 認為上述蜂窩 小空洞中由于充盈了地下水而使超聲波能在樁砼中正常傳導 因此表現(xiàn)出正常的聲學信息 最后認定該樁在上述部位存在蜂窩 小空洞等缺陷 但缺陷程度輕微 該樁判為 類樁 五 檢測儀器 五 檢測儀器從圖中看 在2 9m段僅見微弱的超聲波信號 其波幅極弱 沒有明顯的首波起跳點 但波速并沒有顯著降低 由于該橋所有基樁均約在9m以上 基本上是相同的標高 都有相同的超聲波異常特征 于是借助低應變反射波法進行輔助性檢測 結果發(fā)現(xiàn)這些樁樁身未見