[发明专利]一种半刚性基层强度无损检测方法及检测设备

说明书

本申请提供了一种半刚性基层强度无损检测方法及检测设备，所述半刚性基层强度无损检测方法，包括：测量得到半刚性基层的超声波速和基层材料密度；基于半刚性基层的超声波速与半刚性基层的弹性模量，以及半刚性基层的超声波速与基层材料密度的关联关系，建立以超声波速和基层材料密度为双变量耦合的强度推定规则，确定半刚性基层的强度。本发明提供的方法及设备在不破坏或损伤基层结构的前提下，能够有效检测半刚性基层的强度。

技术领域

本公开涉及路面基层检测技术领域，尤其涉及一种半刚性基层强度无损检测方法及检测设备。

背景技术

半刚性基层具有强度高、刚度大、整体性和稳定性好、造价低、有利于环保等优点。根据半刚性基层中颗粒组成的不同，常用的半刚性基层可分为悬浮密实型和骨架密实型两大类，骨架密实型结构由于其整体强度高、耐久性好，被用于高速公路和一级公路半刚性基层中。骨架密实型半刚性基层是基于各档集料逐级填充的理论按照体积法进行设计的，使细集料充分填充到粗骨料形成的空隙中，形成密实的板体结构。半刚性基层强度形成的过程可以简化为：胶结料化学反应(作用)→新生物凝胶→晶体(结晶)→形成板体强度，这一过程是不断、连续地进行的。半刚性基层强度形成是一个长期的过程，尤其对于二灰稳定类半刚性基层而言，胶结料的火山灰反应是一个长期、缓慢的过程，基层强度也随着龄期的增长而逐渐增大。

半刚性基层整体强度的大小和施工质量的优劣，将会直接影响整个沥青路面的使用质量和寿命。随着我国公路交通运输业的迅速发展和交通轴载的不断增加，一些半刚性基层沥青路面已经开始出现不同程度的损坏，其中大部分病害的产生是由于半刚性基层强度不足和施工不均匀导致的。

目前对施工期半刚性基层质量检测采用钻孔取芯法，即对不同养护期的半刚性基层进行钻孔取芯，检测半刚性基层的整体性。取出芯样则认为半刚性基层强度满足要求，若无法取出完整芯样，则认为不满足要求。

但是这种方法由于受机械钻头掘进难易程度、钻孔位置、坡度和操作者水平影响以及检测数量的限制，测定结果存在一定的随机性和偏差，并且取芯后基层板体留下薄弱面，加速了水分渗入和冻融，损坏了基层结构的整体性和板体性，降低路面结构功能。

发明内容

本公开的目的之一是通过提供一种半刚性基层强度无损检测方法及检测设备，在不破坏或损伤基层结构的前提下，能够有效检测半刚性基层的强度。

为实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种半刚性基层强度无损检测方法，包括：测量得到半刚性基层的超声波速和基层材料密度；基于半刚性基层的超声波速与半刚性基层的弹性模量，以及半刚性基层的超声波速与基层材料密度的关联关系，建立以超声波速和基层材料密度为双变量耦合的强度推定规则，确定半刚性基层的强度。

可选地，采用超声波检测仪测量得到半刚性基层的超声波速，或/和采用电磁密度仪测量得到半刚性基层的基层材料密度。

可选地，所述电磁密度仪包括电磁波发射器、隔离环、电磁波接收器和信号处理装置，所述测量得到半刚性基层的基层材料密度的步骤包括：由电磁波发射器向半刚性基层材料发射透过隔离环的电磁波，其中所述电磁波在半刚性基层材料中传播的过程中，其能量被吸收并发生损耗，所述能量被吸收和损耗取决于半刚性基层材料的介电常数，所述介电常数与基层材料的组分成分及组分的比例及基层材料压实程度相关；由电磁波接收器接收从半刚性基层材料反射并透过隔离环的电磁波；由信号处理装置根据电磁波接收器接收到的电磁波计算得到半刚性基层的基层材料密度。

可选地，所述建立以超声波速和基层材料密度为双变量耦合的强度推定规则，确定半刚性基层的强度具体包括：

采用以下公式(1)-公式(6)计算半刚性基层的强度：