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預拌混凝土路麵透水的紅外檢測技術及原理講解
發布時間:2020-9-24 11:05:53      點擊次數:123

  水損是預拌混凝土路麵的主要病害形式,瀝青路麵容易出現鬆動、洞穴、包裝、縱橫裂縫、雨水沿縫滲透形成的啃咬、局部陷落、翻漿等病害現象,是目前道路行業關注的重要問題。

  一般來說,瀝青結構層之間的接觸麵的間隙率較大,瀝青路麵結構上層發生滲水時,水容易積聚在瀝青結構層之間的接觸麵上,成為瀝青容易脫落的地方。這是因為瀝青結構層之間的接觸麵在鋪設下一層之前經常通過施工車輛,發生灰塵汙染,瀝青膜被車輛磨損等現象,如果有積水,在車輛的高速行駛作用下容易發生剝落破壞,鬆動,接觸麵下的結構層由於水會通過預拌混凝土板的接縫或瀝青路麵的裂縫進入結構層,因此磨砂的範圍限於接縫或裂縫周圍。基層結合材料不斷被砂漿作用壓在路表上,表層會隨著基層材料的流失而陷落。瀝青麵層因沉降變形過大而破裂時,水侵入路麵的通道更加順暢,漿液現象惡化,沉降加速,形成惡性循環。路麵陷落時,說明基礎頂麵脫落,陷落。路麵結構內部剝落的主要原因是地下毛細水和上部雨水滲入的長期侵蝕,內部原因是集料和瀝青的水煮法附著性低。路麵瀝青混合材料受到比想象中更嚴重的水侵蝕和衝洗,路麵積水在高速輪胎下產生的動水壓力非常大,可以直接衝洗內部混合材料。因此,路麵積水在高速公路下產生的水壓是早期水損壞的主要原因之一。

  鑒於水損傷的上述危害,及時檢測瀝青路麵滲水部位,有效管理已成為高速公路養護工作的重要內容。

  紅外線檢測技術的工作原理。

  紅外線熱影像檢測是利用光電技術檢測物體熱幅射出的紅外線特定頻帶信號,將該信號轉換為人類視覺識別的影像和圖形,進一步計算溫度值。

  物體表麵溫度超過零度就會輻射電磁波,隨著溫度的變化,電磁波的輻射強度和波長分布特性也會發生變化,波長在0.75~1000μm之間的電磁波被稱為紅外線,人類視覺上可見的可見光波長在0.4~0.75μm。紅外線在地表傳輸時,會被大氣構成物(尤其是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)吸收,強度明顯下降,短波(3~5μm)和長波(8~12μm)兩個波段具有良好的穿透率,通稱大氣窗(Atmosphericwindow)另外,紅外線對大部分固體和液體物質的透過能力差,因此紅外線熱成像檢查以測量物體表麵的紅外線輻射能量為主。

  紅外熱流注入均勻,對於沒有缺陷的物體,正麵和背麵的溫度場分布基本均勻的物體內部有缺陷的話,缺陷的地方的溫度分布會發生變化。對於絕熱性的缺陷,正麵檢查時的缺陷是熱量堆積的人氣,背麵檢查時的缺陷是低溫點,對於導熱性的缺陷,正麵檢查時,缺陷的溫度是低溫點,背麵檢查時的缺陷的溫度是人氣。采用紅外線檢測技術可以形象地檢測材料表層和淺層缺陷及其範圍。

  波長一定,測量紅外線輻射能量w可以計算溫度值t。與黑體標準參數對比,儀器處理器能夠具體計算出各測點的實際溫度值,並用不一樣顏色的溫度標識出檢測麵溫度分布的轉變。

  瀝青路麵施工過程的分析和固定間隙率導致路麵密度、透水率不一致,雨後結構層含水量不同。接受日照時,水分蒸發會帶走路麵的熱量,使路麵反映出不同的溫度,通過對差熱圖像的分析可以判斷路麵的密度差異。

  檢測儀器。

  紅外線檢測瀝青路麵透水性技術采用車載式高速公路瀝青路麵透水性紅外線檢測器。紅外線檢測技術迅速無損,采集瀝青路麵溫度,根據溫度差異形成差熱圖像,從定量、定性兩個方麵評價路麵的密實性和透水區域,不僅為瀝青路整體的密實性和透水性評價提供了檢測手段,還為滲水引起的道路病害處理提供了技術依據。透水性紅外線檢測器的測試數據都可以保存,為道路養護部門提供詳細的路麵技術數據、色譜和曲線,實現路麵密實性、透水性的快速無損檢測和評價。

  圖像分析。

  預拌混凝土路麵透水紅外線檢測圖分析步驟如下。(1)以每2km為一個區域進行擴大分析,選擇區域時,須保證區域的起止點至少分布在正常溫度區域內。(2)根據圖像和溫度曲線找到低溫區域,檢索記錄低溫區域的起點和終點位置的事件記錄,如果低溫區域是異常的低溫區域,則不記錄該低溫區域。(3)對於正常的低溫區,記錄其起點和終點距離,計算溫差值、溫差度(不包括檢測區異常事件影響的局部溫差值、溫差度)。(4)確定正常低溫區域的麵積和分布。(1)~(3)步驟確定正常低溫分布。所有通道探測器出現低溫區時,路麵橫向檢測寬度L為3750mm。一些通道檢測器出現低溫區域時,重新計算路麵橫向檢測寬度l,記錄出現低溫表現的具體通道數n。

  評價方法。

  預拌混凝土路麵透水紅外檢測評價方法如下。(1)溫差值△T:在溫度曲線上,低溫區域出現的低溫度值T1和基準溫度值T2(接近低溫區域的正常區域溫度值)的差距,即△T=T1-T2。(2)溫差U:溫差值△T與基準溫度值T2的比例,即U=(△T/T2)積累的紅外線檢測器的檢測結果和人工檢測結果的誤差率為百分之七,屬於可接受的誤差範圍。驗證結果表明,紅外線檢測儀的檢測結果是可靠的。(3)透水性采用五級劃分,等級數越高,透水度越大。(4)等級超過2級的橋麵或包括橋麵的路段降低1級判定。

  檢查報告書。

  檢查報告書的內容包括檢查路段的名稱、檢查位置(起止樁號)、預拌混凝土檢查日期和時間、檢查數據報告書。檢測數據報告應詳細劃分檢測部分,包括檢測起點位置、終點位置、檢測長度、檢測麵積、正常低溫部分表現分布、溫差值、溫差值、透水性等級、對應起點樁號。


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