混凝土橋面板的健全度評估一般通過橋面板底面和頂面的檢測結(jié)果進(jìn)行綜合判斷,但橋面板頂面通常設(shè)有鋪裝層,因此還需考慮鋪裝層的狀態(tài),過去檢測橋面板頂面狀態(tài)須鑿除鋪裝層后才能得到詳細(xì)的檢測結(jié)果?;炷翗蛎姘宓膿p傷形式有:交通荷載導(dǎo)致的疲勞損傷,防凍劑導(dǎo)致的鋼筋腐蝕,以及浮渣、剝落、疏松起砂等。
為提高檢測效率,近年來嘗試使用雷達(dá)來檢測評估有鋪裝層的混凝土橋面板損傷情況。雷達(dá)檢測的原理是通過儀器設(shè)備向?qū)ο笪矬w發(fā)射電磁波,利用電磁波在不同介質(zhì)中產(chǎn)生反射波的性質(zhì),根據(jù)入射波和反射波的傳播時(shí)間和傳播速度檢測鋼筋的保護(hù)層。另外,根據(jù)發(fā)射的電磁波波段的不同可知道檢測深度和分辨率的變化等。利用這些特性,開發(fā)了用于檢測混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部損傷的雷達(dá)檢測儀。從鋪裝層表面使用雷達(dá)檢測橋面板頂面損傷時(shí)發(fā)現(xiàn),電磁波反射信號發(fā)生紊亂的異常處,是混凝土保護(hù)層疏松起砂的位置。
從鋪裝路面對混凝土橋面板進(jìn)行無損檢測的方法有很多,為提高檢測效率和確保高速公路使用者的安全,開發(fā)了不需要交通管制,可按50 km/h速度行駛的電磁波雷達(dá)檢測車。鹽分滲透導(dǎo)致橋面板鋼筋腐蝕,橋面板保護(hù)層上會(huì)產(chǎn)生浮渣、剝落、疏松起砂等損傷,將雷達(dá)測量深度設(shè)定為到達(dá)橋面板鋼筋附近,距橋面板頂面10 cm。為滿足以上性能,雷達(dá)設(shè)備的參數(shù)如下。
為確認(rèn)雷達(dá)檢測橋面板損傷的精度,對鑿除鋪裝層后的橋面板頂面進(jìn)行目視觀察和雷達(dá)檢測,并對兩者的檢測結(jié)果進(jìn)行比較分析,對雷達(dá)檢測混凝土橋面板的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。
檢測對象為北海道16座高速公路橋梁的鋼筋混凝土橋面板(25聯(lián)945塊橋面板),橋面板均使用了30~45年。此次調(diào)查的對象橋梁橋面板主要損傷是防凍劑導(dǎo)致的。目視觀察檢測寬度為行車道的寬度(寬3.5 m),雷達(dá)檢測寬度限定在行車道2 m寬的范圍。
比較檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn),雷達(dá)雖然不能100%檢測出損傷和健全的部位,但25聯(lián)945塊橋面板中,可檢測出具有損傷傾向的橋面板,評價(jià)橋面板健全的檢測結(jié)果具有80%的準(zhǔn)確率。
雷達(dá)反射信號的數(shù)據(jù)可通過測量儀器作為圖像數(shù)據(jù)輸出,由技術(shù)人員來完成圖像解析作業(yè)。技術(shù)人員水平的差異可能導(dǎo)致結(jié)果改變。期待今后解析作業(yè)可通過圖像解析技術(shù)或人工智能學(xué)習(xí)解析等手段客觀地評估,以提高解析精度,且省力、高效并降低成本等。