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预拌混凝土路面透水的红外检测技术及原理讲解
发布时间:2020-9-24 11:05:53      点击次数:127

  水损是预拌混凝土路面的主要病害形式,沥青路面容易出现松动、洞穴、包装、纵横裂缝、雨水沿缝渗透形成的啃咬、局部陷落、翻浆等病害现象,是目前道路行业关注的重要问题。

  一般来说,沥青结构层之间的接触面的间隙率较大,沥青路面结构上层发生渗水时,水容易积聚在沥青结构层之间的接触面上,成为沥青容易脱落的地方。这是因为沥青结构层之间的接触面在铺设下一层之前经常通过施工车辆,发生灰尘污染,沥青膜被车辆磨损等现象,如果有积水,在车辆的高速行驶作用下容易发生剥落破坏,松动,接触面下的结构层由于水会通过预拌混凝土板的接缝或沥青路面的裂缝进入结构层,因此磨砂的范围限于接缝或裂缝周围。基层结合材料不断被砂浆作用压在路表上,表层会随着基层材料的流失而陷落。沥青面层因沉降变形过大而破裂时,水侵入路面的通道更加顺畅,浆液现象恶化,沉降加速,形成恶性循环。路面陷落时,说明基础顶面脱落,陷落。路面结构内部剥落的主要原因是地下毛细水和上部雨水渗入的长期侵蚀,内部原因是集料和沥青的水煮法附着性低。路面沥青混合材料受到比想象中更严重的水侵蚀和冲洗,路面积水在高速轮胎下产生的动水压力非常大,可以直接冲洗内部混合材料。因此,路面积水在高速公路下产生的水压是早期水损坏的主要原因之一。

  鉴于水损伤的上述危害,及时检测沥青路面渗水部位,有效管理已成为高速公路养护工作的重要内容。

  红外线检测技术的工作原理。

  红外线热影像检测是利用光电技术检测物体热幅射出的红外线特定频带信号,将该信号转换为人类视觉识别的影像和图形,进一步计算温度值。

  物体表面温度超过零度就会辐射电磁波,随着温度的变化,电磁波的辐射强度和波长分布特性也会发生变化,波长在0.75~1000μm之间的电磁波被称为红外线,人类视觉上可见的可见光波长在0.4~0.75μm。红外线在地表传输时,会被大气构成物(尤其是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)吸收,强度明显下降,短波(3~5μm)和长波(8~12μm)两个波段具有良好的穿透率,通称大气窗(Atmosphericwindow)另外,红外线对大部分固体和液体物质的透过能力差,因此红外线热成像检查以测量物体表面的红外线辐射能量为主。

  红外热流注入均匀,对于没有缺陷的物体,正面和背面的温度场分布基本均匀的物体内部有缺陷的话,缺陷的地方的温度分布会发生变化。对于绝热性的缺陷,正面检查时的缺陷是热量堆积的人气,背面检查时的缺陷是低温点,对于导热性的缺陷,正面检查时,缺陷的温度是低温点,背面检查时的缺陷的温度是人气。采用红外线检测技术可以形象地检测材料表层和浅层缺陷及其范围。

  波长一定,测量红外线辐射能量w可以计算温度值t。与黑体标准参数对比,仪器处理器能够具体计算出各测点的实际温度值,并用不一样颜色的温度标识出检测面温度分布的转变。

  沥青路面施工过程的分析和固定间隙率导致路面密度、透水率不一致,雨后结构层含水量不同。接受日照时,水分蒸发会带走路面的热量,使路面反映出不同的温度,通过对差热图像的分析可以判断路面的密度差异。

  检测仪器。

  红外线检测沥青路面透水性技术采用车载式高速公路沥青路面透水性红外线检测器。红外线检测技术迅速无损,采集沥青路面温度,根据温度差异形成差热图像,从定量、定性两个方面评价路面的密实性和透水区域,不仅为沥青路整体的密实性和透水性评价提供了检测手段,还为渗水引起的道路病害处理提供了技术依据。透水性红外线检测器的测试数据都可以保存,为道路养护部门提供详细的路面技术数据、色谱和曲线,实现路面密实性、透水性的快速无损检测和评价。

  图像分析。

  预拌混凝土路面透水红外线检测图分析步骤如下。(1)以每2km为一个区域进行扩大分析,选择区域时,须保证区域的起止点至少分布在正常温度区域内。(2)根据图像和温度曲线找到低温区域,检索记录低温区域的起点和终点位置的事件记录,如果低温区域是异常的低温区域,则不记录该低温区域。(3)对于正常的低温区,记录其起点和终点距离,计算温差值、温差度(不包括检测区异常事件影响的局部温差值、温差度)。(4)确定正常低温区域的面积和分布。(1)~(3)步骤确定正常低温分布。所有通道探测器出现低温区时,路面横向检测宽度L为3750mm。一些通道检测器出现低温区域时,重新计算路面横向检测宽度l,记录出现低温表现的具体通道数n。

  评价方法。

  预拌混凝土路面透水红外检测评价方法如下。(1)温差值△T:在温度曲线上,低温区域出现的低温度值T1和基准温度值T2(接近低温区域的正常区域温度值)的差距,即△T=T1-T2。(2)温差U:温差值△T与基准温度值T2的比例,即U=(△T/T2)积累的红外线检测器的检测结果和人工检测结果的误差率为百分之七,属于可接受的误差范围。验证结果表明,红外线检测仪的检测结果是可靠的。(3)透水性采用五级划分,等级数越高,透水度越大。(4)等级超过2级的桥面或包括桥面的路段降低1级判定。

  检查报告书。

  检查报告书的内容包括检查路段的名称、检查位置(起止桩号)、预拌混凝土检查日期和时间、检查数据报告书。检测数据报告应详细划分检测部分,包括检测起点位置、终点位置、检测长度、检测面积、正常低温部分表现分布、温差值、温差值、透水性等级、对应起点桩号。


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