道路與橋梁檢測(cè)技術(shù) 第一章緒論 概述 試驗(yàn) 已知某種事物 為了了解它的性能或者結(jié)果而進(jìn)行的嘗試性操作 亦指為了察看某事的結(jié)果或某物的性能而從事某種活動(dòng) 這里要注意 試驗(yàn) 與 實(shí)驗(yàn) 的區(qū)別 實(shí)驗(yàn) 為了檢驗(yàn)?zāi)撤N科學(xué)理論或假設(shè)而進(jìn)行某種操作或從事某種活動(dòng) 實(shí)驗(yàn) 是對(duì)抽象的知識(shí)理論所做的現(xiàn)實(shí)操作 用來(lái)證明它正確或者推導(dǎo)出新的結(jié)論 實(shí)驗(yàn) 是相對(duì)于知識(shí)理論的實(shí)際操作 試驗(yàn) 是對(duì)事物或社會(huì)對(duì)象的一種檢測(cè)性的操作 用來(lái)檢測(cè)正常操作或臨界操作的運(yùn)行過(guò)程 運(yùn)行狀況等 試驗(yàn) 是就事論事的 試驗(yàn)都是實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)比試驗(yàn)的范圍寬廣 概述 檢測(cè) 用指定的方法檢驗(yàn)測(cè)試某種物體指定的技術(shù)性能指標(biāo) 適用于各種行業(yè)范疇的質(zhì)量評(píng)定 標(biāo)定 使用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量?jī)x器 或者精度更高的儀器 對(duì)所使用儀器的準(zhǔn)確度 精度 進(jìn)行檢測(cè)以檢驗(yàn)是否符合標(biāo)準(zhǔn) 概述 校準(zhǔn) 在規(guī)定條件下 為確定測(cè)量?jī)x器儀表或測(cè)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(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作 其目的是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比較確定測(cè)量裝置的示值準(zhǔn)確性 檢定 由法制計(jì)量部門或法定授權(quán)組織按照檢定規(guī)程 通過(guò)實(shí)驗(yàn)提供證明確定測(cè)量器具的示值誤差滿足規(guī)定要求的活動(dòng) 概述 校準(zhǔn)與檢定的區(qū)別 校準(zhǔn) 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(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為 校準(zhǔn) 主要用以確定測(cè)量器具的示值誤差 檢定 是對(duì)測(cè)量器具的計(jì)量特性和技術(shù)要求的全面評(píng)定 校準(zhǔn) 的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范 校準(zhǔn)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(zhǔn) 不判斷測(cè)量器具合格與否 但需要時(shí) 可確定測(cè)量器具的某一性能是否符合預(yù)期的要求 檢定 要對(duì)所檢的測(cè)量器具作出合格與否的結(jié)論 校準(zhǔn) 結(jié)果通常是出具校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告 檢定 結(jié)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(cè)意義 二 道路橋梁主要檢測(cè)項(xiàng)目1 壓實(shí)度 灌砂法 環(huán)刀法 核子密度儀 鉆芯法 無(wú)核密度儀壓實(shí)度 指的是土或其他筑路材料壓實(shí)后的干密度與標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比 以百分率表示 壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)之一 表征現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后的密度狀況 壓實(shí)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(píng)價(jià)及路面施工驗(yàn)收中的一個(gè)重要指標(biāo) 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(dòng)彎沉儀落錘式彎沉儀彎沉值就是荷載對(duì)路面作用前后 路面發(fā)生變形的大小 計(jì)算彎沉值與路面的設(shè)計(jì)強(qiáng)度有直接的關(guān)系 計(jì)算彎沉值越小 則強(qiáng)度越高 4 抗滑性 擺式儀 摩擦系數(shù)測(cè)定車構(gòu)造深度 鋪砂法 激光 路面抗滑性能是指車輛輪胎受到制動(dòng)時(shí)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(zhǔn)儀 寬度 尺量 橫坡 水準(zhǔn)儀 6 厚度 挖坑及鉆芯 雷達(dá)測(cè)厚 7 滲水系數(shù) 路面滲水儀8 強(qiáng)度和模量 土基CBR 承載板 貝克曼梁9 路面破損 攝像車 雷達(dá) 超聲波 道路綜合測(cè)試車 三 道路橋梁檢測(cè)方法分類1 直接法檢測(cè)量與檢驗(yàn)指標(biāo)一致 如彎沉值等 2 間接法檢測(cè)量與檢驗(yàn)指標(biāo)不一致 如壓實(shí)度等 四 檢測(cè)技術(shù)分類1 機(jī)械貝克曼梁3m直尺車轍儀擺式儀2 機(jī)電機(jī)械動(dòng)作 電器 計(jì)算 顯示摩擦系數(shù)測(cè)定車 自動(dòng)彎沉儀 連續(xù)平整度儀3 振動(dòng)沖擊波 反彈位移 錘擊 測(cè)壓實(shí)度 強(qiáng)度落錘式彎沉儀 落錘式壓實(shí)儀 4 雷達(dá)電磁波發(fā)射 接收雷達(dá)測(cè)厚5 超聲波波速水泥混凝土強(qiáng)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(cè)試車 五 檢測(cè)儀器 一 擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展 公路 城市道路及機(jī)場(chǎng)跑道等路面的防滑問(wèn)題 已引起有關(guān)部門的普遍重視 擺式磨擦系數(shù)測(cè)定儀 簡(jiǎn)稱擺式儀 是一種測(cè)定路面 機(jī)場(chǎng)跑道 標(biāo)線漆等磨擦系數(shù)的儀器 也可能過(guò)典型路面磨擦系數(shù)的測(cè)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(jiǎn)單 測(cè)試時(shí)對(duì)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(cè)儀器 擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀原理擺式儀是動(dòng)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(guò)路面時(shí) 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(cè)定儀主要技術(shù)參數(shù)1 擺動(dòng)的力矩 615000g mm其中擺重量 1500 30g擺重心矩 410 5mm2 橡膠片對(duì)路面的正向靜壓力 2263g3 擺頭傾斜5 處自由放下到擺動(dòng)停止的次數(shù) 不少于70次 4 橡膠片外邊緣距擺動(dòng)中心距離508mm 5 儀器總重約14Kg左右 五 檢測(cè)儀器 適用于測(cè)定靜止加載時(shí)或非常慢的速度加載時(shí)路面彈性彎沉值 并能良好的反映出路面的總體強(qiáng)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(qiáng)度的一項(xiàng)指標(biāo) 路面結(jié)構(gòu)愈厚 路面材料或路基的強(qiáng)度越高則彎沉值越小 反之則彎沉值越大 因此路面設(shè)計(jì) 施工 養(yǎng)護(hù) 加固等工作中制定一條既經(jīng)濟(jì)又合理的方案 路面彎沉值是必不可少的手段 近年來(lái)為公路部門廣泛應(yīng)用 五 檢測(cè)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(lái)測(cè)定汽車后軸雙輪之間的路面彎沉值 路面在負(fù)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(fù)荷點(diǎn)為中心盆形 稱之為彎沉盆 當(dāng)負(fù)荷移開(kāi)后彈性使路面恢復(fù)到原狀 彎沉盆消失 負(fù)荷前后的差值即稱為彎沉值 試驗(yàn)證明 總彎沉和彈性彎沉不相等即負(fù)荷移開(kāi)后供應(yīng)商河北大宏實(shí)驗(yàn)儀器有限公司電路面彎沉盆并不完全消失 路面還會(huì)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(guān)系 五 檢測(cè)儀器 貝克曼梁彎沉儀測(cè)定步驟 A 將儀器擦凈 B 測(cè)定選好后 將測(cè)定的汽車后軸雙輪間隙中心距測(cè)點(diǎn)不超過(guò)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(cè)端恰好在雙輪胎間隙的中心處供應(yīng)商河北大宏實(shí)驗(yàn)儀器有限公司電垂直于車軸中心點(diǎn) 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(cè)點(diǎn)螺釘中心 并記錄其讀數(shù)B1 D 汽車向前開(kāi)動(dòng) 使其后輪在影響半徑以外 一般距測(cè)定5米左右 此時(shí)百分表走動(dòng) 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(diǎn)溫計(jì)測(cè)出并記錄下路面的溫度t F 將測(cè)定結(jié)果 記錄于下式中 G 根據(jù)記錄下的讀數(shù) 計(jì)算路面彈性彎沉值 Rt B1 C1 2式中 Rt 路基溫度時(shí) 路面彈性彎沉值 單位 mm B1 有載荷時(shí)百分表讀數(shù) 單位 mmC1 移去載荷時(shí)百分表讀數(shù)單位 mm 五 檢測(cè)儀器 貝克曼梁彎沉儀主要技術(shù)參數(shù) 1 總長(zhǎng) 3600毫米2 杠桿比2 13 支點(diǎn)至前測(cè)點(diǎn)長(zhǎng) 2400毫米4 剛度 以軸孔中心為支點(diǎn) 在距支點(diǎn)全長(zhǎng)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(shè)備材質(zhì)為鑄鋁 五 檢測(cè)儀器 顛簸累積式路面平整度測(cè)試儀用于檢測(cè)車輛行駛于路面的顛簸累積值VBI 路面的國(guó)際平整度指數(shù)IRI 平整度標(biāo)準(zhǔn)差 和行駛質(zhì)量指數(shù)RQI等路面性能指標(biāo) 主要用于 各等級(jí)公路 市政道路和機(jī)場(chǎng)跑道的路面施工現(xiàn)場(chǎng)平整度控制和路面施工平整度質(zhì)量交工 竣工驗(yàn)收為路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng) PMS 路網(wǎng)普查進(jìn)行路面平整度數(shù)據(jù)采集 第一章緒論 五 檢測(cè)儀器 主要用于路面平整度的檢測(cè) 具有連續(xù)測(cè)量 自動(dòng)運(yùn)算 測(cè)量精度高 速度快 顯示并打印路面平整度標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)荷載作用的鐵路 公路 機(jī)場(chǎng) 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(cè) 特別適用于場(chǎng)地狹窄地段檢測(cè) 如路橋 涵 過(guò)渡段及路肩的檢測(cè) 既有線路基等 作原理是 在計(jì)算機(jī)控制下 把一定質(zhì)量的重錘由液壓傳動(dòng)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(duì)路面施加脈沖荷載 導(dǎo)致路面表面產(chǎn)生瞬時(shí)變形 分布于距測(cè)點(diǎn)不同距離的傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面的變形 記錄系統(tǒng)將信號(hào)傳輸至計(jì)算機(jī) 即測(cè)定在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆 測(cè)試數(shù)據(jù)可用于反算路面結(jié)構(gòu)層模量 從而科學(xué)地評(píng)價(jià)路面的承載能力 五 檢測(cè)儀器 樁基低應(yīng)變檢測(cè)儀 五 檢測(cè)儀器 基樁動(dòng)測(cè)儀低應(yīng)變 反射波 檢測(cè)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(shí)測(cè)樁頂部的速度時(shí)程曲線 通過(guò)波動(dòng)理論分析或頻域分析 對(duì)樁身完整性進(jìn)行判定的檢測(cè)方法 反射波法能檢測(cè)樁身混凝土的完整性 確定缺陷在樁身中的位置 結(jié)合地勘報(bào)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(cè)儀器 五 檢測(cè)儀器 反射波法測(cè)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(shè)備激勵(lì)樁頭 所產(chǎn)生的應(yīng)力波將沿著樁身向下傳播 在傳播過(guò)程中 如遇到波阻抗界面 將產(chǎn)生聲波的反射和透射 應(yīng)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(dòng)理論可知 當(dāng)應(yīng)力波遇到斷裂 離析 縮頸及擴(kuò)底時(shí) 由于波阻抗變小 反射波與入射波初動(dòng)相位同相 當(dāng)應(yīng)力波遇到擴(kuò)頸 擴(kuò)底時(shí) 波阻抗變大 反射波與入射波的初動(dòng)相位反相 結(jié)合振幅大小 波速高低 反射波到達(dá)時(shí)間等可對(duì)樁的完整性 缺陷程度 位置等作出綜合判斷 五 檢測(cè)儀器完整樁實(shí)測(cè)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(dá)時(shí)間 樁身混凝土平均波速較高 五 檢測(cè)儀器 縮頸樁的實(shí)測(cè)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(shí)間到達(dá)t 反射時(shí)間較為明顯 但整樁波速不會(huì)下降 與完整樁波較為一致 五 檢測(cè)儀器 擴(kuò)徑樁由于在樁身有部分?jǐn)U大的變截面 在實(shí)測(cè)曲線波形特征在擴(kuò)徑處產(chǎn)生與激振脈沖反相位的第一時(shí)間到達(dá)t 的反射波 整樁波速與完整樁較為一致 五 檢測(cè)儀器混凝土離析樁實(shí)測(cè)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(yán)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(cè)儀器樁身夾泥主要是灌注時(shí)反扦抽管過(guò)高 或孔壁倒塌 造成樁身混凝土夾泥現(xiàn)象 實(shí)測(cè)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(cè)儀器擴(kuò)底樁與嵌巖樁的實(shí)測(cè)波形在曲線信號(hào)反射時(shí) 其反射波的方向是和激振脈沖方向相反 擴(kuò)底樁和嵌巖樁的波形是一致的 但擴(kuò)底樁的波形反映是從擴(kuò)底位置開(kāi)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(jiān)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(cè)儀器全斷樁實(shí)測(cè)曲線 波形與其它缺陷樁的波形是不一樣 因?yàn)閿鄻端谖恢?應(yīng)力波無(wú)法往下傳播 主要因在斷裂處空氣的波阻抗無(wú)窮大于混凝土波阻抗 而實(shí)測(cè)波形多次反射 反射時(shí)間間隔一致 并對(duì)反射信號(hào)就會(huì)自由震蕩慢慢的衰減下去 故無(wú)法找出樁底反射 五 檢測(cè)儀器 樁基超聲波檢測(cè) 五 檢測(cè)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(cè)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(guò)混凝土傳播的超聲波攜帶有關(guān)混凝土材料相關(guān)信息 準(zhǔn)確測(cè)定這些參數(shù)的大小變化 可推斷混凝土性能 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成情況 五 檢測(cè)儀器基樁超聲波檢測(cè)是在基樁中預(yù)埋聲測(cè)管 在兩根聲測(cè)管中分別放置發(fā)射換能器和接收還能器 并在聲測(cè)管中注滿水作為耦合介質(zhì) 當(dāng)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(dá)接收換能器并被量測(cè)記錄 由此可計(jì)算出混凝土聲速 五 檢測(cè)儀器 五 檢測(cè)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(diǎn)難于辨認(rèn) 幅值弱波速低 曲線嚴(yán)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(jié)合施工工藝 判斷該處存在夾泥或低強(qiáng)度砼等嚴(yán)重缺陷 依據(jù)樁身完整性類別判定為 類樁 通過(guò)開(kāi)挖驗(yàn)證 發(fā)現(xiàn)在異常部位 確實(shí)出現(xiàn)大量的夾泥現(xiàn)象 五 檢測(cè)儀器 五 檢測(cè)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(rèn)為由于采用普通灌注 在水未排干或砼澆灌時(shí)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(duì)于該類樁 當(dāng)?shù)叵滤克^大而不能及時(shí)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(cè)儀器 五 檢測(cè)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(shì)較高 施工中未見(jiàn)有地下水 僅見(jiàn)在該部位有溶洞發(fā)育 據(jù)此初步判斷在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)了漏漿形成空洞 蜂窩 這些空洞 蜂窩對(duì)超聲波形成阻隔 散射作用而出現(xiàn)異常現(xiàn)象 檢測(cè)時(shí)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(cè)條件后再?gòu)?fù)測(cè) 在經(jīng)過(guò)若干次的強(qiáng)降雨后進(jìn)行了復(fù)測(cè) 從結(jié)果上看 各剖面未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象 見(jiàn)圖3 3 2 經(jīng)對(duì)比分析 認(rèn)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(dǎo) 因此表現(xiàn)出正常的聲學(xué)信息 最后認(rèn)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(cè)儀器 五 檢測(cè)儀器從圖中看 在2 9m段僅見(jiàn)微弱的超聲波信號(hào) 其波幅極弱 沒(méi)有明顯的首波起跳點(diǎn) 但波速并沒(méi)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(biāo)高 都有相同的超聲波異常特征 于是借助低應(yīng)變反射波法進(jìn)行輔助性檢測(cè) 結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些樁樁身未見(jiàn)