一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法與流程
2023-09-20 15:20:25 1
本發明涉及了一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，屬於橋梁檢測技術領域。
背景技術：
鋼橋面鋪裝目前是一個世界性難題。正交異性鋼橋面板由於柔度較大，在行車荷載、風載、溫度變化等因素的作用下，鋪裝層的受力和變形十分複雜，與常規道路結構鋪裝及其路基、基層的結構支撐相比，鋼橋面鋪裝變形量大，各種因素易產生振動和變形；受力不利，易形成負彎矩；鋼板與瀝青鋪裝層間粘結困難，層間剪切應力很大；因而，其橋面鋪裝更容易出現脫空等早期病害。由於鋼橋面鋪裝一般是交通要道，交通量繁重，且沒有與之替代的其他選擇，對其病害的修復通常要快或不斷交。而脫空病害一旦出現，必然快速發展成更大範圍的更難以快速修復的坑槽、坑洞。因此，及時地檢測出脫空病害並加以處治是目前亟待解決的問題。
目前，關於鋼橋面鋪裝的脫空檢測方法領域基本空白一直處於無檢測手段狀況。在瀝青路面領域多採用落錘式彎沉儀(FWD)和探地雷達(GPR)技術來檢測層間脫空。FWD對路面結構衝擊力較大，若用於鋼橋面鋪裝會可能對橋梁結構造成破壞，因而，FWD技術不適宜用於鋼橋面鋪裝脫空檢測。GPR可用於混凝土橋面鋪裝、路面等的層間檢測。國內進行過採用探地雷達檢測鋼橋面鋪裝層間脫空的探索。經過多次的實踐應用，發現鋼板對雷達發射出的高頻電磁波具有高強的反射幹擾作用，幾乎達到100％的完全反射，因此很難適用於鋼橋面鋪裝的脫空檢測。有學者研究採用機械波對鋼橋面鋪裝進行脫空檢測，雖然原理可行，但其檢測效率過低。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，該檢測方法實現了鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害的無損、高效、準確的檢測。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：
一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，包括如下步驟：
(1)在橋梁跨中檢修道架設定位基站，與高精度定位裝置、紅外熱像儀建立連接；
(2)採用天然砂機械拋丸清潔鋪裝表面；
(3)採用紅外熱像儀垂直於鋪裝表面對檢測區域進行熱圖像俯視掃描，識別溫度異常區域；
(4)計算溫度異常區域溫度對比度Z，初步判定溫度異常區域是否存在脫空；其中，溫度對照度Z的計算公式如下：
式中，——溫度異常區域內的平均溫度
——溫度正常區域內平均溫度；
σ0——溫度正常區域內的溫度標準差；
當Z小於閾值2時，則該溫度異常區域無脫空；當Z大於閾值2時，則該溫度異常區域存在脫空；
(5)採用回彈測試儀分別檢測溫度異常區域和溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值，計算回彈值差異比U，判定環氧瀝青鋪裝溫度異常區域是否存在脫空以及脫空程度，其中，回彈值差異比U計算公式如下：
式中，U—溫度異常區域和溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值差異比；
S—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝回彈值；
S(T)—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝回彈值溫度修正值，按下式計算：
S(T)＝-0.5(T-25)
T—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝溫度；
S0—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值；
S0(T0)—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值溫度修正值，按下式計算：
S0(T0)＝-0.6(T0-25)
T0—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值。
當U小於第一閾值0.1時，則該可疑區域無脫空；當U大於第一閾值0.1且小於第二閾值0.3時，則該可疑區域為輕度脫空；當U大於第二閾值0.3，則該可疑區域為重度脫空。
前述的一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，其特徵在於：所述高精度定位裝置安裝於所述紅外熱像儀上，並與所述定位基站採用GPRS網絡通訊，所述紅外熱像儀和高精度定位裝置通過無線WIFI與PC端區域網連接，所述回彈測試儀檢測數據手動輸入PC端。
前述的一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，其特徵在於：所述定位基站和高精度定位裝置通過GPS衛星與省測繪部門CORS網絡聯測統一坐標，確保坐標的絕對準確。
本發明的有益效果是：通過溫度對照度初步判定異常區域是否存在脫空，再通過回彈測試儀分別檢測溫度異常區域和溫度正常區域的環氧瀝青鋪裝回彈值，通過回彈值差異比進一步判定是否存在脫空和脫空程度，並對確定脫空區域，高精度定位裝置可自動定位並記錄其位置，實現了鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害的無損、高效、準確的檢測。
附圖說明
圖1是本發明一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法原理示意圖；
圖中，1、紅外熱像儀；2、高精度定位裝置；3、定位基站；4、GPS衛星；5、PC端；6、回彈測試儀。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。
實施例1
如圖1所示，一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，包括以下步驟：
(1)選擇天氣晴朗的日子進行檢測，在上午10:00前封閉檢測車道；
(2)在橋梁跨中檢修道架設定位基站3，與高精度定位裝置2、紅外熱像儀1建立連接；並通過GPS衛星4與省測繪部門CORS網絡聯測統一坐標，確保坐標的絕對準確；
(3)對檢測區域採用天然砂機械拋丸清潔鋪裝表面工作；
(4)採用紅外熱像儀垂直於鋪裝表面對檢測區域進行熱圖像俯視掃描，識別溫度異常區域，對照典型圖譜進行判別；若溫度異常區域符合典型圖譜，則判定該區域存在脫空病害；若不符合，則需計算溫度異常區域溫度對比度Z，通過溫度對比度Z初步判定溫度異常區域是否存在脫空；
(5)計算溫度異常區域溫度對比度Z，初步判定溫度異常區域是否存在脫空；其中，溫度對照度Z的計算公式如下：
式中，——溫度異常區域內的平均溫度
——溫度正常區域內平均溫度；
σ0——溫度正常區域內的溫度標準差；
當Z小於閾值2時，則該溫度異常區域無脫空；當Z大於閾值2時，則該溫度異常區域存在脫空；
(6)採用回彈測試儀分別檢測溫度異常區域和溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值，計算回彈值差異比U，判定環氧瀝青鋪裝溫度異常區域是否存在脫空以及脫空程度，其中，回彈值差異比U計算公式如下：
式中，U—溫度異常區域和溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值差異比；
S—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝回彈值；
S(T)—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝回彈值溫度修正值，按下式計算：
S(T)＝-0.5(T-25)
T—溫度異常區域環氧瀝青鋪裝溫度；
S0—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值；
S0(T0)—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值溫度修正值，按下式計算：
S0(T0)＝-0.6(T0-25)
T0—溫度正常區域環氧瀝青鋪裝回彈值。
當U小於第一閾值0.1時，則該可疑區域無脫空；當U大於第一閾值0.1且小於第二閾值0.3時，則該可疑區域為輕度脫空；當U大於第二閾值0.3，則該可疑區域為重度脫空。
本實施例中，所述高精度定位裝置安裝於所述紅外熱像儀上，並與所述定位基站採用GPRS網絡通訊，所述紅外熱像儀和高精度定位裝置通過無線WIFI與PC端區域網連接，所述回彈測試儀檢測數據手動輸入PC端。
綜上所述，本發明提供的一種鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害快速檢測方法，該檢測方法實現了鋼橋面環氧瀝青鋪裝脫空病害的無損、高效、準確的檢測。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界。