时间:2023-03-27 16:39:22
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇无损检测技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】射线检测,复合材料,无损检测
中图分类号:TU761.1+4 文献标识码:A文章编号:
前言
随着近代高新技术的发展,对材料性能要求的日益提高,单质材料很难满足性能的综合要求和高指标要求。因此复合材料凭借其优良的性能得到了广泛的开发和利用,成为了很多行业的优选关键材料。为了保证工程的质量必须要保证使用的复合材料的质量,这给复合材料的无损检验提出了更多更高的要求,如何提高无损检验技术也就成为了复合材料能否更多的被广泛应用的关键,从目前的情况来看,复合材料的无损检测技术有很多种,其中,射线检测是比较重要的一种,射线检测在工业产品的结构测量、缺陷监测和损伤评价等方面都得到了比较广泛的应用,在现代复合材料的无损检测中发挥着重要的作用,占据着重要的地位。
射线检测法在复合材料无损检测中的应用
X射线照相检测法
这种检测方法已经广泛的应用于工业检测领域,与现在的检测技术来说,是应用比较早的检测技术,是最传统的无损检测方法之一,其基本原理在于,通过射线来穿过不同的材料,因为材料的性质不同,射线在经过材料时的衰减量也是不一样的,从而射线的透射强度也是变化的,在胶片上就会呈现出明暗变化不同的影像,通过观察这些影像得到检测结果。针对X射线照相检测法可以检测到的材料的缺陷问题,倾向性的观点是可以发现夹杂物、气孔,而不能发现垂直于射线方向分布的脱粘和裂纹。X射线照相检测法的优点是成本低,易操作;其局限性为效率低,缺陷(裂纹)的方位是决定性的,要求与射线平行。
2、X射线实时成像检测法
随着生产规模的扩大和对复合材料质量的更高要求,早期的检测方法已经不再适用于材料的无损检测,它的可靠性和效率都已经不再适用新的要求,X射线实时成像检测法就是比传统检测方法更进一步的无损检测法,它的基本原理是利用X射线的特性,即穿透物体的时候,会因为物体的吸收及散射的原因产生衰减,从而在荧光屏上通过特殊的图像增强器会形成与物体内部想对应的图像,然后在通过摄像设备把图像转化成视频信号,然后输出,通过计算机的数字图像处理技术,对输出的视频信号进行分析,从而得到结果。这种检测法的优点就在于对材料的缺陷可以进行在线检测,检测结果自动生成,检测效率较高。其缺点在于,
通过这种检测方法得到的图像样品是层叠的影像,不利于观看和分析,缺陷的影像也是累积的,而不是三维的空间影像信息。现在已经发展的主要成像系统有:数字实时成像系统、荧光屏成像系统、图像增强器成像系统等。
射线计算机断层扫描检测法
此种检测方法是起源于前面提到的第一种方法,与第一种方法的不同之处在于,它的区别在于采用的是圆锥状射线,检测原理在于通过准直设备将圆锥状射线变成面状或线状扫描束,从而对射线穿过的物体的某一个断面扫射,得到一个断面的图像,通过分析每一层断面的图像就可以得到详细的检测结果,达到检测目的。
4、X射线断层形貌成像检测法
X射线断层形貌成像检测法的基本原理是利用样品散射的空间探测来描述材料的内部特征,从而通过分析,得到检测结果。这种检测法是X射线散射和图像成像的优点进行了结合的检测法,可以对材料机械性能的关系、晶体的界面面貌组织,尺寸进行研究,并且可以对微观的细小的损失进行分析。它具体的可以分为大、小角度X射线散射方法,大角度的X射线散射是无能量转变的弹性散射,对结构比较小的分子和原子结构能够快速反应。而小角度的X射线散射则是传统的一种对胶体、生物和聚合物进行研究的工具,也可检测纤维转向。
5、X射线康普顿散射成像检测法
康普顿散射成像检测技术采用散射线成像,射线源与检测器位于物体的同一侧,其技术上的显著特点是单侧几何布置。具有层析功能,一次可以得到多个截面的图像,也可得到三维图像。在理论上图像的对比度可达到100%。其局限性为,由于康普顿散射成像检测技术采用散射线成像,因此它主要适于低原子序数物质且位于近表面区厚度较小范围内的缺陷检测,通常它适宜检验的物体表层厚度区是:钢约为3ram,铝约为25ram,塑料和复合材料约为50ram。在应用时必须考虑基体材料和缺陷对射线的散射差别、检验要求的分辨力和成像时间。
6、中子射线照相检测法
中子照相检测法的基本原理是,通过准直器将中子源发射出的中子束射到被检验的物体上,因为不同的物体对中子的衰减系数是不同的,所以检测器记录到的已经投射形成的中子束分布图像就是不均匀的,通过分析这些图像,就可以对物体内部的杂质和缺陷有清晰的了解,与以前的R或X射线不同的是,中子射线照相检测法还可以对放射性的物质进行检测,并且可以对金属中的一些低原子序数物质进行检验,对同一元素的不相同的同位素也可以进行区分,这种检测法的缺点在于,中子源的价格昂贵,所以检测耗费就比较贵,中子的安全防护也是必须要特别注意的问题。
三.结束语
综上所述,目前已有多种射线检测技术应用到复合材料无损检测中,获得了较好的结果,对复合材料制备过程的质量控制及其产品的质量评价等起到了至关重要的作用。提高了复合材料的使用可靠性,同时也为复合材料结构设计提供了更多的选择机会。随着复合材料设计水平的不断提高和新制备方法的应用,将会有越来越多性能优良的复合材料被开发利用。
参考文献:
[1]徐丽 张幸红 韩杰才 航空航天复合材料无损检测研究现状(被引用 8 次)[期刊论文] 《材料导报》 2005年8期
[2]苏新彦 韩焱 微波在无损检测技术中应用 [会议论文]- 2005年全国射线检测技术及加速器检测设备和应用技术交流会
[3]吴斌斌 邬冠华 铝基复合材料无损检测研究进展 [期刊论文] 《无损探伤》 -2012年1期
关键词:建筑工程;检测技术;发展特点
中图分类号:TU7文献标志码:A文章编号:2095-2945(2018)06-0057-02
工程檢测在建筑工程中的重要行主要体现在提高工程质量和保障施工安全两个方面,与此同时其还能够保障相关监督工作落实到位。近年来,我国建筑行业发展速度不断加快,大量的新型材料被应用与建筑工程中,在此基础上,工程检测技术的发展进程不断加快,目前我国工程检测技术种类十分丰富。而所谓的工程检测技术其存在的主要目的是利用相关手段来对工程的施工质量进行测试,并为工程建设提供可靠的技术依据。基于此可以看出,工程检测技术的发展水平也在一定程度上影响着建筑行业工程的发展水平。
1研究现状
伴随着我国建筑工程行业的迅猛发展,工程检测技术随之日益丰富化、创新化,检测技术水平不断提升。我国学术界对于建筑工程检测技术的发展进行了诸多研究,且研究硕果累累。解国梁、申向东等人(2011年)在文章《红外热像技术及其在建筑工程无损检测中的应用》中着重分析了红外热像技术的应用原理,指出物体表面发热率、大气的吸收、背景的辐射都会对红外热像测试精度产生一定程度的影响,在此基础上,从建筑节能是否达标、外墙饰面砖粘结质量是否良好、屋面、墙体是否有渗漏、受潮现象,混凝土表面是否存在缺陷等方面探讨了红外热像检测技术的具体应用。何忠华(2012年)在论文《浅谈桩基检测技术在建筑工程中的应用》中认为桩基工程是建筑工程的基础,直接关系到建筑工程质量,对桩基检测是控制建筑工程质量的重要手段,并提出桩基低应变、桩基高应变、单桩复合地基静荷载三种桩基检测技术,最后基于其多年在工程现场检测中的经验对桩基检测做出了详细总结,他指出,在桩身抗阻多变时,以低应变桩基检测技术对桩身完整性进行检测局限性较大,很难对桩身进行全面测量,检测结果的准确性有待考量。并提出高应变在获取相关参数后,可精准检测出桩基单桩载荷能力,该方法是桩基检测中最为快捷有效的方法。通过对我国建筑工程检测具体案例的分析,笔者了解到近年来,在我国建筑工程检测中应用最广泛的当属无损检测技术。例如,张亚峰(2014年)在《无损检测技术在既有建筑工程中的应用》一文中,分别论述混凝土强度无损检测与钢结构无损检测,其中混凝土检测主要利用声波法、回弹法、探地雷达法、综合法四种检测方法;钢结构检测主要利用磁粉、渗透、超声波三种方法进行检测。最后提出,为进一步提升无损检测精度,可建立更为完善的检测体系,加强检测过程的全程监控。另外,扩大检测范围与内容,实现对建筑结构的综合检测,从而有效确保的建筑结构的安全性与可靠性。
近年来,我国学者在建筑工程检测上进行了多方位的理论研究与实践探索,但伴随着建筑工程行业的飞速发展,建筑工程检测仍需不断完善。本文在分析当前建筑工程检测特点出发,分析其常用检测技术,提出建筑工程检测的未来发展趋势。
2我国建筑工程检测技术现状
工程检测主要有检测工程建设中材料、施工质量以及工程使用功能的水平等内容,随着检测技术在建筑行业中的不断应用和革新,我国建筑检测技术发展速度加快,检测技术种类不断增加,但是这些检测技术在应用过程中都或多或少的存在一些问题。而导致这一现象的主要原因在于我国建筑检测工作中并没有建立一个相对完善统一的检测标准来规范检测工作,这对于检测技术的发展而言是一大阻碍。目前,建筑检测技术中无损检测技术的应用可以说是检测行业中最新的突破,随着无损检测技术应用范围的不断扩大,其逐渐成为了检测行业未来发展的主要趋势。但是现有的技术并不能完全满足建筑工程发展的需求,还需要对相关技术进行完善和发展。例如,在实践过程中,对工程检测技术中存在的问题进行深入的分析,并提出针对性的改善措施。总而言之,我国工程检测技术虽然得到了一定的发展,但是其依然存在一定的不足之处,例如缺失相关的法律法规,需要对这方面的问题进行及时的完善。
3建筑工程检测技术发展特点和发展中存在的问题
(1)相比其他国家,我国建筑工程发展的时间比较晚,为了对建筑质量进行更好地评定我国制定了一系列的质量评定规定、施工结构验收、设计规范等标准,然而并没有从原则方面对规范的方法和原则进行规范。(2)目前在工程中最常见的检测方法主要有破损检测、微破损检测以及非破损检测等。其中非破损检测在对检测系数进行判定时并不会对建筑结构产生破坏,且使用方便。其中,利用红外线像技术来检测混凝土的强度,用磁效应来测量钢筋位置和直径。非破损检测技术能够保有建筑原有的结构,应用十分方便,精确度较高,但是由于使用量大,因此会增加工程的成本。而另外两种方法——微破损检测以及非破损检测都会对建筑结构产生一定的破坏,在此基础上它们才能完成检测估计。微破损法在对工程混凝土强度进行检测时,一般采用钻芯法和拉拔法来进行检测;而破坏性检测则是对建筑结构的破坏更大,如果想要不破坏建筑达到检测的目的,就需要对建筑工程进行综合性试验,以试验结果来对检测值进行判定。通常情况下这两种方法会用于局部建筑检测中,这样能够减少资源的浪费。然而这两种方法不仅会破坏建筑结构,同时检测不全面,且由于取样较少,因此精确度也无法与非破损检测法相比。当然随着我国科学技术水平的不断提高,相关检测技术的检测水平也有了明显的提高。(3)就目前我国检测技术发展的现状来看,其中存在的许多的问题,例如检测结构的准确性低,检测工程缺乏相对统一的规范,检测技术研究不深入等。除此之外,检测人员和检测技术管理方面同样存在一定的缺陷,例如检测设备标准不统一,建筑工程检测中的设备质量无法得到保障等。这些问题的存在会给建筑工程的检测带来负面的影响。例如检测过程中使用不合格的检测设备会对检测结果有着直接的影响,导致检测结构出现误差。随着科学技术的发展,无损检测技术开始廣泛应用于过程检测技术中,这种技术不仅能够提高检测的精确度,同时还能将对建筑结构的破坏降至最低。
4建筑工程的主要检测方法
(1)红外热像技术。该方法主要依靠红外辐射来提高温度使得分子进行运动,分子运动辐射红外线,倘若被检测对象内部有缺陷或破损,会影响热传导。进而影响被检测对象表面温度分布,而借助红外检测设备则可准确定位被检测对象的缺陷所在。当前工程检测中常用的为检测设备为红外热像检测仪。一般情况下红外热像技术用于检测建筑物的墙体、墙面以及屋顶等地方施工质量。(2)超声波技术。一般情况下,在检测建筑工程中岩石抗压性时会使用该种技术,以此判断岩石的性质,当然检测路面也可以使用超过声波技术来对路面损坏的情况进行了解。在检测路面过程中,要将传感器安装在需要检测的位置,利用超声波算出波速,以此来对检测材料的弹性和抗压程度等情况进行判定。(3)频谱分析技术。该种技术主要是通过频率来进行检测。例如在检测路面时,会对路面施加垂直力,并让频率在路面上扩散,通过调整锤头和锤重量的方法来获取频率信号,通过不同部位传感器上的数据和相关进行来计算出介质的力学参数。(4)路用雷达检测技术。在公路检测、管线检测以及水库检测时常常会用到路用雷达检测技术,其主要的工作原理为在检测时将电磁波发送到低下,通过电磁波遇到介质所反馈的信息可以了解相关的数据,如位置和结构等信息。路用雷达检测技术在工程检测中常常会在地面工程检测中使用。
5建筑工程检测技术的发展前景
随着我国科学技术水平的不断提高,我国检测技术的种类逐渐丰富,其中无损检测技术是其中主要的发展趋势,其使用范围不断扩大。无损检测技术之所以能够受到广泛的欢迎,是因为无损检测技术既不会对建筑结构产生破坏,同时还能应用于各种工程建筑中,应用范围十分广泛。目前,我国对无损检测技术的研究还在继续,也在一定程度上推动了无损检测技术的发展。在研究的过程中,理论和实际相结合的科学研究可以更好地推动无损检测技术的发展,并且随着网络技术的发展,也为无损检测技术的发展和推广提供了一定的条件,但是无损检测技术在不断发展的同时一些问题也开始逐渐显现出来。随着无损检测技术的发展,相关的检测设备为了满足该技术的使用要求,相关企业需要投入大量的资金购买相关的检测设备。同时为了确保工程检测的质量,相关的标准和规范也需要进一步完善,以此来提高检测的整体水平。最后,检测人员是否履行自身的监督职责对于工程检测质量而言,有着十分重要的意义,因此企业在不断提高自身检测水平的同时,还需不断培养相关检测人员的整体水平,确保相关工作落实到位,从根本上保障建筑工程的整体质量。
关键词:混凝土灌注桩,缺陷,超声检测法
前言:由于灌注桩可做成大直径桩,以提高单桩承载力,又可以根据桩身内力状态分段配筋。而且施工时对周围建筑物影响较小,施工噪声也较小,因而使用较广。但灌注桩在工地条件下,现场灌注成桩,施工工艺较为复杂,影响灌注质量的因素较多,极易形成各种缺陷而影响桩身的完整性。据统计,现场灌注桩施工中桩身混凝土出现缺陷的概率约为15%—20%。而对这些缺陷的无损检测技术中,超声检测应用较为广泛,在此作简要分析。
1.混凝土灌注桩常见缺陷
按混凝土的灌注方式而言,灌注桩可分为水下灌注和干孔灌注两类。
1.1 水下灌注桩的常见缺陷
桩身混凝土中的缺陷与施工方法密切相关,不同施工方法出现缺陷的类型以及不同类型的缺陷出现的几率都不一样。水下灌注施工时,可能出现的缺陷有以下几种。
1)断桩(包括全断面夹泥或夹砂)
这类缺陷多半因为导管提升时不慎冒口,新注入的混凝土压在封口砂浆及泥浆上,以及因机械故障而停止灌注过久,提升导管时把已初凝的混凝土拉松,或继续施工时对表面未加清理等原因所致。断桩部位往往不是一个薄层,而是具有相当厚度的一个缺陷段,检测时不难发现。断桩严重影响桩的承载能力,检测时不应漏检或误判。断桩对承载力的影响程度与其出现的位置有关,应按桩的受力状态分析,但断桩均应采取适当措施修理或加固。
2)局部截面夹泥或颈缩
这类缺陷一般是由于混凝土导管插入深度不适当,导致混凝土从导管流出往上顶托时,形成湍流或翻腾,使孔壁剥落或坍塌,形成局部断面夹泥或周边环状夹泥。局部截面夹泥或颈缩将影响桩的承载面积,同时由于钢筋外露而影响耐久性,对这类缺陷检测时应仅可能检出其面积大小,以便核算桩的承载能力。
3)分散性泥团及“蜂窝”状缺陷
其成因与孔壁因混凝土骚动而剥落有关外,还与混凝土离析及导管中被压人的气体无法完全排出有关。这类缺陷将影响混凝土的强度,若分散性泥团或气孔数量不多,影响面积不大,则对混凝土强度的影响有限,可不予处理。
4)集中性气孔
当导管埋人厚度较深,混凝土流动性不足时,间息倒人导管的混凝土会将导管中气体压人混凝土中而无法排出,有时会形成较大的集中性气孔,将影响断面受力面积。
5)桩底沉渣
在灌注前应彻底清孔,若清孔不净,则导致桩底沉渣。对端承桩而言,桩底沉渣过厚会导致桩受力时沉降位移,因此,应进行桩底压浆处理。科技论文。
6)桩头混凝土低强区
在混凝土灌注过程中,封口混凝土或砂浆与水接触,在顶托过程中会混入泥水,因而强度较低,灌注完成后应将其铲除,若未彻底铲除,则形成桩顶低强区。在桥梁桩中,桩顶低强区非但影响承载力,而且当河床变化时很容易被水流冲刷和腐蚀。由于桩顶一般均已露出地面,可用多种方法对混凝土强度进行检测,所以其检测值也可作为全桩混凝土强度超声推算值的校验值。
1.2干孔灌注桩的常见缺陷
干孔灌注时可能出现的常见缺陷有以下几种:
1)混凝土层状离析或断桩
在地下水位较高的地区,常因地下水涌人孔中来不及抽干,浇人的混凝土被水冲刷或浸包,形成层状离析,严重时砂石成层状堆积,水泥浆上浮,形成断桩。科技论文。
2)局部夹泥或“蜂窝”状缺陷
干孔灌注时常因孔壁护筒渗漏,涌人泥水而形成局部夹泥,或灌注时未予捣实,形成“蜂窝”状缺陷。
3)局部严重离析
由于混凝土注入高度超过施工规定,往往形成石子滚到边缘的离析现象,此时,石子集中区易形成“蜂窝”,而砂浆集中区因声速下降而被误判。
4)桩底沉渣
操作工未清孔即浇人混凝土,形成桩底沉渣。
2.灌注桩缺陷无损检测方法
灌注桩的综合质量体现在以下三方面,即承载力、桩的完整性、桩的耐久性,其中承载力因桩体较大用无损方法难以准确测量,而当地下无明显腐蚀性介质而且桩身完整时也未见有因耐久性破坏的报导。所以,完整性是混凝土灌注桩质量的主要指标。科技论文。所谓灌注桩的完整性是指桩身混凝土质量均匀,无全断面断裂及影响断面承载面积或导致钢筋外露的明显缺陷。
混凝土灌注桩的完整性的无损检测方法,目前主要是超声检测法。超声检测法是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管道,将超声探头通过声测管直接伸人桩身混凝土内部进行逐点、逐段探测,即逐点发射和接收超声脉冲,通过接收信号的声时、波幅、波形等参数,逐点判断混凝土的质量,并分析缺陷向位置、性质和大小。其基本原理是根据超声脉冲穿越被测混凝土时传播时间、传播速度及能量的变化反映缺陷的存在,并估算混凝土的抗压强度和质量均匀性。但由于桩的混凝土灌注条件与上部结构的成型条件完全不同,尤其是水下灌注时差异更大,混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等许多因素,都会严重影响对缺陷的判断和对强度及均匀性的推算,因此,灌注桩的超声检测必须有一套适合其特点的方法和判据,而不能完全延用上部结构检测的现有方法。其基本技术依据是《基桩低应变动力检测规程》(JGJ/T93—95)、《超声法检测混凝土缺陷技术规程》(CECS 21:2000)以及大量研究资料。超声检测法因必须在设计或施工前即列入计划,增加了工程量,但由于它比较直观,可靠,在一些重大工程及大直径灌注桩中得到广泛应用。
3.检测前的准备工作
进行灌注桩完整性超声检测前,除需认真检查检测单位和检测人员的资质、仪器设备的技术状态和预埋声测管外,还应做好下列各项准备:
(一)了解工程概况,认真阅读和分析下列资料:岩土工程勘察资料、基桩设计计算资料及图纸、基桩位置平面图及编号、基桩施工原始记录、混凝土灌注龄期。
(二)确定被检桩的基本原则
当某工程桩量较多,无法逐一检测时,可按一定原则和比例进行抽测,抽测应有代表性,以便确切反映成批桩的质量,受检桩的确定应考虑下列因素:
1).选择设计方认为重要的桩;
2).选择施工质量有怀疑的桩;
3).选择岩土特性复杂,施工难度较大的桩;
4).选择代表不同施工工艺条件和不同施工单位或班组的桩;
5).在同类桩随机选取的基础上,宜使被检桩位置均匀分布。
(三)被检桩的抽样数量的基本规定
1).对于一柱一桩的建筑物或构筑物,全部桩均应进行检测;
2).非一柱一桩的建筑物或构筑物,应根据上述原则进行抽测,抽取的数量不得少于桩的总数的20%,且不得少于10根。
3).当抽测不合格的桩数超过抽测数的30%时,应加倍重新抽测。
4).若加倍抽样复测后仍有抽测数的30%不合格,则该批桩应全数检测。
由于超声检测法需预埋声测管,因此,检测单位应尽早介入,事先提出检测要求,并与设计和施工单位协商确定受检桩数量和桩号。有预埋管的桩数应超过抽样数,以备复检之需,一般有预埋管的桩数可达桩总数的40%左右,某些重要工程则应100%埋管。当需要加倍复测,而又没有足够的埋管桩时,则可用其他检测桩的完整性的方法补足应检桩数量。
4.结语:
保证混凝土灌注桩的综合质量,有助于提高整个建筑工程的质量,但由于灌注桩内部缺陷复杂,有时候用一种方法难以准确检测并给予判定,因此需要相关工程检测技术人员在实际工程中不断摸索总结,同时联合使用多种检测方法,慎重判断。
参考文献
[1]卢杉.无损检测技术及其进展[J].焦作大学学报,2004,1,73~74
[2]焦登文.混凝土无损检测技术应用及发展趋势[J].商品混凝土,2009,2,58~60
[3]王云平.超声无损检测与评价的关键技术问题及其解决方案[J].煤矿机械,2009,9,194~196
无损检测技术专业为该校的精品专业和骨干专业,其培养目标为:能从事机械制造、航空、航天、道路交通、能源、船舶制造、特种设备等行业原材料、产品无损检测、理化测试等相关工作中的高级技术人才。要求学生掌握足够的力学、热学、电磁学、几何光学、物理光学和原子核物理基础知识。几年来,该专业的物理课程教学一直采用理论教学和实践性教学相结合的模式,学院办学层次提高以后,对人才培养的目标有了更高的要求。为更好地服务专业基础课和专业课教学的需要,必须对物理学的教学体系和教学内容以及教学方法做出改革,以适应高职教育的需要。下面就无损检测专业高等职业教育中物理教学过程中的改革问题,谈谈该研究者的几点想法。
1 高职物理教学现状分析
(1)生源质量不高。由于社会大众普遍对职业教育的认可度不高,再加上高职的录取分数线在逐年降低,高职招收的学生入学成绩较低,而该院无损检测专业又可文理兼招,因此大部分学生入学前成绩不理想,高中物理和数学知识很薄弱,学生在学习物理课程中存在学习动机不明确,学习兴趣不浓等问题,这给物理课的教学带来了很大的困难。
(2)物理教学内容多、课时少,与专业课教学的衔接不够。该校无损检测专业开设了一年的物理课,物理学作为一门基础课程,按照高等职业教育对基础知识的要求是“必需、够用”,教学内容的“必需、够用”是由专业教学计划的整体知识结构和能力结构来确定的,实际教学中任课教师一般为基础部的物理教师,由于他们对于不同专业对物理知识的要求缺乏了解,从而导致任课教师对“必需、够用”的度把握不准,往往根据课时数和经验来取舍教学内容。现有的高职物理课程体系和教学内容比较陈旧,基础物理的内容比例较大,近现代物理的比例较小,且太注重知识体系的完整性,和其它相关学科的联系及后续专业课程不能有效衔接,不能适应不断变化的专业教学的要求和人才培养的需求。
(3)教材与专业课程不配套。由于该校高等职业教育起步较晚,物理课程一般都沿用理工类专科教材,缺乏与之配套的能反映高职特色和专业要求的教材。
2 物理在无损检测专业学习中的重要意义
无损检测是一门综合性的应用技术科学,该技术以不损害被测对象的使用性能为前提,对各种工程材料、零部件和结构件进行有效地检验和测试,借以评价它们的完整性、连续性、安全可靠性及某些物理性能。无损检测技术所使用的各种无损检测方法的原理几乎涉及到现代物理学各个分支,目前应用最广泛的常规无损检测方法主要是渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声波检测。例如渗透检测的基本原理是利用渗透液的湿润作用和毛细现象,使渗透液进入工件表面开口的缺陷,随后被吸收和显像。磁粉检测是利用导磁金属在磁场中被磁化,并通过显示介质来检测缺陷特性的一种方法,铁磁材料的工件若有缺陷就会磁化后产生漏磁,采用磁粉或霍尔元件可以检测出漏磁场的存在,从而判断缺陷位置、大小、形状和性质。涡流检测是建立在电磁感应理论基础上,利用交变磁场作用在不同材料上会产生不同振幅和相位的涡流来检测导电材料的物理性能、缺陷、结构情况的差异。射线检测是利用X射线、γ射线和中子射线易于穿透物体,穿透物体过程中受到吸收和散射而衰减的性质,在感光材料上获得与材料内部结构和缺陷相对应的黑度不同的图像,从而检测出物体内部缺陷的种类、大小、分布状况。超声检测是工业检测中应用最广泛的一种方法,超声波被用于无损检测,如脉冲反射法,其原理是利用高频电脉冲激励压电晶片,发出超声波,通过偶合剂进入工件,在工件中传播如果遇到缺陷发生反射,反射波再由压电晶片转化成电脉冲,放大后由仪器显示出来,根据反射波可以确定缺陷的大小和位置。
近年来随着物理学发展,许多无损检测新方法和新技术也获得了迅速的发展和应用,如声发射、激光全息、微波、红外线等。
由此可见学好物理是学好无损检测专业课的基础,同时学习过程中还能不断培养学生的思维品质,让学生的逻辑性、认知性有较大的提高,这对于学生的积极影响,是要远超课程本身的内容。
3 无损检测专业物理教学的改革探讨
(1)提高认识,建立科学的课程教学体系。由于物理课的教学质量好坏会直接影响后续专业课的教学质量,因此教研室应对《物理学》教学有一个全面的规划、整体设想,在物理课程教学方面真正形成一个多层次(高职三年制文理科、高职五年制构成),多模式(理论教学与实验教学相结合,分级教学与大面积教学相结合,多媒体教学与黑板教学相结合)立体化的物理课程教学体系。
(2)正确定位高职物理课程教学思想。在高职教学中开设物理学,其目的不但要让学生掌握物理学的基础理论、基本规律及一些实际应用,而且还要培养学生的思维能力、用物理学知识解释自然现象、分析问题、解决问题的能力,培养学生的观察能力和实验动手能力,通过物理实验训练培养学生实事求是的科学态度,使学生获得可持续发展的能力。
(3)教学内容的改革。针对物理学时少、内容多、学生高等数学知识不足、基础知识参差不齐等问题,决定在物理教学上实施以模块为主的教学改革。在教学中淡化理论、注重实践,不再保全物理内容的系统性,而强调其应用。该课程欲设计力学、热学、电磁学、光学和原子物理5个模块,分两学期完成。第一学期开设力学和热学等知识;第二学期开设电磁学、几何光学和物理光学、原子物理学等知识。力学包括运动学、动力学、振动和波动等内容,对应无损检测专业的超声检测;热学包括分子的动理论基础、液体的表面张力和毛细现象等知识,物理光学包括光的波粒二象性、光度学等知识,对应无损检测专业的渗透检测;电磁学包括静电场、稳恒磁场、电磁感应等内容,对应无损检测专业的磁粉检测和涡流检测;原子与原子核物理学包括原子和原子核结构理论、射线产生的机理、种类和性质等知识,对应无损检测专业的射线检测。
(4)积极探索教材建设。针对高职学生理论基础较差这一特点,教研室应选择或编写出适合高职检测专业要求的物理教材。具体是要注重教材知识的合理性、基础性,对基本概念、基本理论、基本方法论述要深入浅出,清楚明白;内容编排要由易到难、循序渐进,注重知识的连贯性和衔接性;同时还要根据检测专业的特点,注重物理教材的专业性和实用性;并且还要紧跟科学技术的发展,注重教材的先进性、实践性,增加实验内容的叙述。
(5)优化教学手段、完善教学方法。教学方法采用项目导向方法为主,多种教学方法灵活运用和体验性学习的方法;教学手段采用高水平的多媒体教学影片、电子教案与多媒体课件、互联网的使用、实践教学等。
(6)明确高职物理教学目的,改革考核方式。
民以食为天。
21世纪的今天,人们在快节奏的工作生活环境中,领悟到食品对身体的重要性,尤其对高质量的食品更是青睐。
南京农业大学食品科技学院在肉类的成熟机理,果蔬采后生理等的研究,新型食品发酵微生物和酶的筛选与鉴定,酶技术、超高压技术、辐射技术在农畜产品贮藏加工中的应用基础及其应用研究;同时在农畜产品加工新技术、新方法的研究,功能性食品的开放,农畜产品加工的质量控制以及利用声、光、电磁等无损检测技术与方法的研究,为我国农畜产品加工业的发展和提高人们对食品高质量的需求及农村经济发展做出了贡献。为此,记者一行专程前往该学院采访了陆兆新院长。
具有儒雅的风度和睿智的思维的陆院长在百忙之中热情地接待了我们,一席长谈使我们了解到:该学院以研究农畜产品贮藏保鲜技术,即注重系统研究和专门研究相结合,又注重理论研究与应用技术相统一。紧密围绕我国农业产业化和优质、高产、高效农业的要求选题,并与国际研究和标准接轨。该学院在近几年内获部省科技进步二等奖2项,发表学术论文70多篇,其中2篇被SCI收录。
该院在食品微生物与生物技术研究方面的特色是:新型食品发酵微生物,如纳豆和丹贝:新型食品用酶,如原果胶酶、羧肽酶等;固定化细胞及酶技术;食品发酵高效菌株选育及超浓食品发酵剂生产技术,切割蔬菜流通过程中微生物生长模型建立;食品微生物的分子检测及标记等,在国内同行中具有明显优势。
该院1996年以来,共获科技进步奖3项,完成和承担国家自然科学基金、科技部“九五”攻关和省部级及地方科研项目23项,出版教材及专著7部,在国内外学术刊物上40多篇,在国际学术会议上5篇,SCI论文2篇。
该学院在农产品贮藏加工与质量检测方面主要有三方面的内容:一是农产食品质量检测与评价;二是农产品贮藏保鲜;三是农产品深度加工和综合利用。在农产食品质量的检测和评价方面,主要研究果蔬农药残留和农产品品质无损检测技术及农产食品成分和功能的评价。在农产品的贮藏保鲜方面主要从事果蔬等采后的贮藏、保鲜机理及鲜切果蔬及净菜的研究应用,农产品深度加工与综合利用方面重点研究农副产品在原料处理、加工过程中的变化规律,并以此为据筛选科学合理的加工工艺和配方,用以指导生产实践。在研究该项目五年来共获部省级科技进步奖3项,承担国家攻关、自然科学基金和部省级科研项目26项,在国内外学术刊物上60多篇,其中SCI或EI收录16篇。
该院最新研究课题是肉品成熟和蛋白质凝胶机理的研究、中式传统特色肉制品的现代化研究、肉品质量控制和标准研究、畜产品综合利用研究、类胡萝卜素级收机理研究等。通过人才引进,使该院的研究队伍不断壮大,1999年12月将研究室更名为“农畜产品加工与质量检测实验室”,并批准为南京农业大学重点实验室。目前该院实验室共有在编固定人员23名,其中教授8名,副教授、高级实验师10名,中级职称5名,具有博士学位人员7名,占30%,硕士学位的13名,占57%,非在编人员(包括博士生和硕士生和客座研究人员)共83名。研究人员的年龄和知识结构合理,形成了训练有素、工作协调、学风良好、严谨敬业的学术梯队,具有承担国家重大科研项目和国际合作项目的能力。
我们衷心的祝愿南京农业大学食品科技学院在新世纪坦途上,开拓奋进。
关键词 机器视觉技术;螺纹检测;应用
中图分类号:THl31 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)20-0110-01
在机械紧固零件中,螺纹是重要的组成部分。但是其表面结构较为复杂,因此在进行检测的时候,往往会出现多方面问题。采用传统方法进行螺纹检测,不仅检测速度慢,而且检测成本也相对较高。机器视觉技术被研制出来,并广泛地应用与制造业中,实现了自动化无损检测。采用这种技术,不仅提高了螺纹检测速度,而且具有高精确度和良好的稳定性,且方便维护。
1 机器视觉技术螺纹检测系统工作流程
机器视觉的检测是适应科学技术的发展而研制出来的自动化无损检测技术,在目前的制造业生产中得以广泛应用。采用机器视觉技术对螺纹进行检测,主要是通过两个CCD摄像机,对螺纹的头部图像和杆部图像进行采集。
机器视觉技术螺纹检测系统的工作流程上,传动装置为汽缸,进料装置为震动上料盘。对于进料主要是采用主机控制,当摄像机被触发之后,就开始进行图像采集工作,然后将所采集的图像传送到计算机中,进行图像分析和技术处理,所获得的结果就可以对分选汽缸进行有效控制。
从机器视觉技术的螺纹检测系统的组成上来看,主要包括光学照明、光学成像系统,运动控制系统,以及计算机图像处理软件和CCD摄像器件。
2 螺纹检测系统的工作原理和步骤
1)螺纹检测系统的工作原理。
工作原理上,是螺丝通过进料轨道进入进料系统中,首先是滑落到处于高速旋转状态的分度盘上。当载有螺丝的分度盘旋转到CCD摄像机的视野之下,摄像机就会采集图像,并使用计算机对于所有的图像进行分析、筛选,以挑选出技术合格的螺纹零件。
2)螺纹检测系统的检测步骤。
螺纹检测系统的检测过程中,将螺纹工件放置在传送装置上待测。传输装置分为检测区域和分离区域两个区域。将螺纹工件进入到检测区域,CCD摄像机会对待测的工件进行检测,对所发出的模拟视频信号进行采集。当信号经过图像采集卡后,就转换为数字信号,经过计算机软件技术处理中,计算机会对螺纹工件的各项数据进行处理,根据设计好的模拟程序对螺纹是否合格进行判断,之后将检测结果输出。
当所有螺纹检测程序结束后,螺纹工件进入到分离区域,相应的机械控制装置在计算机的调控下,根据检测区域所获得的检测结果对螺纹工件进行筛选,实现了合格产品与废品的
分离。
3 螺纹检测系统对螺纹轮廓线的提取
螺纹检测系统采用机器视觉技术,由于原始图像会有噪声出现,因此在检测的过程中,要重点对螺纹视频图像信息的边缘进行检测。在空间域中,边缘和噪声在灰度表现上都会呈现出大起大落。特别是当频率域反映出高频分量的时候,边缘检测就会非常困难。为了能够使图像测量达到要要求的标准精度,就要将边缘特性充分地运用起来,采用滤波功能,使其对十字窗图像边缘检测算法具有适应性。具体做法上,将图像边缘定位在象素上,运用二次多项式插值函数检测亚象裹级边缘,以提高CCD摄像机的分辨率,此时图像测量系统的检测经确定可以提高60倍之多。
4 测量螺纹的几何参数
由于螺钉定位面的误差,使得螺纹的位置和方位都会出现变化。那么,就要将螺纹的位置首先确定下来,然后对其几何参数进行测量。
1)螺纹两轮廓基准轴心线位置的测量。
CCD摄像机为离散化采样,边缘主要为点列。那么在进行测量的时候,就可以采用最小二乘法测量基准轴心线。
假设测量点列P(x,y),直线方程为:y=ax+b
将所获得的a、b带入到直线方程中,即可获得轴心线直线方程。
2)螺纹的牙型角的确定可以采用Hough算法。
在螺纹的牙型角检测中,将随机的Hough变换检测方法运用于其中,其基本思想为点与线之间的对偶性的应用。将直角坐标中点(x,y)变换为极坐标中的一条正弦曲线,那么,直角坐标与极坐标之间就存在着一个变换点。正弦曲线为极坐标中的一个公共点。那么,极坐标就可以被量化为许多的小格,根据小格的步长将各个极角数值计算出来。当所获得的数值落在某一个小格内之后,这个小格就会被累加计数器加1。直角坐标中的点有所变化,就会检验小格,小格的计算值最大,点的极坐标就与直角坐标中所求的直线相对应。
要提高检测度以及计算的精确度,可以运用两次检测法,即全局检测和直线的邻域检测。将该检测技术应用于工业螺纹检测中,可以实现对落位的中径和螺距继进行快速检测。在图像技术处理上,根据螺纹自身所具备的几何特点,将Hough变换检测方法运用于其中,获得螺纹牙型角的检测结果。对于螺纹检测系统进行误差对比分析,所获得的螺纹检测系统的总误差值低于预期误差值。将检测结果与螺纹预期效果进行比对,检测精度要有所提高,才能够符合质量要求。
5 结论
综上所述,基于传统检测技术在螺纹检测中不仅成本高,而且技术不稳定的弊端,引用了目前广泛使用的及其视觉无损检测技术,其可视化效果解决了螺纹检测中所遇到的各种关键问题。此外,机器视觉技术对螺纹的检测,已经由是否合格的检测升级到生产线的全数值检测,从而提高了产品质量。
参考文献
[1]卜晨,万鹏.基于机器视觉的螺纹参数检测[J].工业仪表与自动化装置,2011(03).
关键词:混凝土防渗墙;质量;控制;检测
0引言
今天的混凝土防渗墙质量控制及检测技术已经不能满足施工需要了,需要进一步研究其主要原材料。既要急于弄清楚其主要影响混凝土防渗墙质量控制及检测因素,又要把施工中混凝土防渗墙暴露出的问题和施工检测时不准确没达到要求的情况都进行,防治在施工中引起不便。
1施工用泥桨
作业过程中现在有一种施工用泥桨让混凝土防渗墙质量控制得到有效保障,其主要有功能有防止孔壁掉块或坍塌,大胆的悬浮岩屑,携带岩屑并净化孔底。不论是大面积采用施工用泥桨,还是运用泥浆冷却与钻具都能起到引人眼球的效果。施工用泥桨的质量越好那么墙混凝土防渗墙质量就越坚固。防渗墙的施工用泥桨处理主要作用是:加强孔壁的固定,防止孔壁坍塌;把岩屑进行悬浮处理,同步进行岩屑携带和清洗井底。
2原材料及混凝土拌和物
防渗墙混凝土是在自密实、无振捣的混凝土。具有合格试验资质的单位通过实验选择其比例,同时其比例是根据防渗墙承担的工作量和现场实际条件而定的,结合混凝土防渗墙的施工经验原材料和混凝土浇筑要求包括:
(1)有必要优化配合比,保证工程质量。(2)水泥应选用低标号水泥,砂应选用纯天然河砂。(3)混凝土拌合物必须具有良好的流动性、和易性,坍落度和扩散度应符合规范要求。(4)如果想要实现混凝土防渗墙的功能就必须要求混凝土必须具有良好的抗渗性能。(5)原料级配应良好,一般用二级混凝土。
3混凝土和泥浆的密度
混凝土和泥浆密度差越大,混凝土的流动性越大,促进力更大,对混凝土墙的质量更好,因此在泥浆的防渗墙施工总(粘土)不超过1.3g/cm密度在2500公斤/米的混凝土的密度,从而提高混凝土和泥浆的密度差,确保混凝土防渗墙质量。
4成孔工艺
我们可以从成孔工艺上进行指导,根据不同的条件和钻机选择确定常用于钻、割、钻、抓几种方法:
(1)钻劈法:目前国内许多防渗墙工程仍采用钢丝绳冲击钻钻劈法造孔槽成槽时先钻孔,切割侧孔与普通钻孔在相邻的两主孔中将地面砂斗渣切边后,当用反循环钻机的的影响,钻井泵吸渣砂。由于钻头是圆的,它将被留在后面的主孔钻。
(2)两钻抓法:此法是目前广泛采用的防渗墙方法。一般使用冲击钻钻主孔、侧孔抓取。你可以钻一二个钓点,三个也可以钻两个钓点,四钻三抓不同槽长的形成,要注意边孔的长度小于抓斗的最大开口,或可能漏或小部分的墙。
(3)这是抓主侧孔的施工,每个槽是由三个或更多的抓。主孔的长度不大于抓斗最大开度,侧孔长度小于主孔长度。这种方法适用于软土或细颗粒的形成,无大颗粒。
(4)铣槽法:液压机设备由三部分组成:吊机,铣床,泥浆站。岩渣泥钻井泥浆泵用泥浆挖至地面站进行集中处理。这种方法适用于各种土壤和抗压强度低于100MPa基岩,缺点是不适用于非均匀地层和岩石。
5导管埋深
在发现问题后,可采用导管埋深影响混凝土的流动状态、现场试采样分析、薄膜界面探测器(MIP)等技术方法来完成快速应急调查。导管埋深收集的数据包括环境背景信息和具体的混凝土防渗墙质量两个基本信息。环境背景信息主要包括施工周边环境等。检测基本数据可以建立基础设施、设立网站、现场踏勘、人员访谈等形式进行收集。基于收集的基础数据,可尝试使用层次分析法和经验公式法进行混凝土防渗墙质量检测分析,全面实现数据准确的深埋导管方案。
6浇筑速度
浇筑速度太快,使混凝土表面成锯齿状裂缝,甄别出渗漏潜势较大的混凝土以备进行重点浇筑。当混凝土浇筑速度过快时,应该通过对周边及浇筑相关人员的进行提醒,确认混凝土浇筑速度是否适当和对上限作出明确规定来解决问题。
7混凝土防渗墙质量控制及检测技术的查勘
混凝土防渗墙质量控制及检测技术日常监控与调查系统主要包括严密性测试、内液位自动检测器、人工量测、土壤气体监测孔、水固定监测、混凝土防渗墙质量间隙监控器以及其他辅助方法。每种方法的渗漏认定标准和调查频次和监管部门可根据混凝土防渗墙质量的日常施工标准资料做统计分析,大致判断是否出现泄漏。在混凝土防渗墙或沿管线附近适当位置安置固定监测点,定期人工取样或用自动感测装置决定是否有渗漏。在日常监管中,需要同时结合多种方法来判断混凝土防渗墙是否出现渗漏。
本文在阅读大量国内外文献基础上,建立了一套精确的和可靠的施工过程质量控制,建立混凝土防渗墙模型及其墙体无损检测。适时进行详细普查和损失预防的组合后,为以后的混凝土防渗墙工程施工质量检测技术提供参考。本文基于现有的理论和方法在混凝土防渗墙上对成孔和搭接厚度检测方法进行了系统总结,设想有效地控制施工过程中的质量;主要研究领域为分辨率和检测方法在对施工用泥桨模型试验理论进行研究和原材料及混凝土拌和物测试,利用混凝土和泥浆的密度差和成孔工艺测试的方法来修改完善配套建设控制指标,以浇筑速度为标准来进行有效的混凝土防渗墙质量控制及检测技术的查勘。
参考文献:
[1]薛云峰.混凝土防渗墙质量控制及检测技术研究[J].中南大学博士论文,2007.
[2]混凝土防渗墙质量控制及检测技术研究[J].互联网文档资源,2013.
[2]张爱羚.混凝土防渗墙施工质量影响因素研究[J].科技创新导报,2010.
[3]连华.防渗墙混凝土施工工艺及质量控制[J].中国新技术新产品,2011.
关键词:煤矿;机械设备;维修;故障;诊断
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.052
0 引言
煤矿企业属于是国家的基础单位,其运营状况直接关乎到国民经济的发展。虽然国家倡导开发新的可再生能源,但是,目前煤炭依然是不可或缺的能源。对于藏在底层深处的煤炭资源,需要使用煤矿机械设备开采。要保证煤矿生产安全稳定地运行,就需要保证煤矿机械设备的质量,做好设备的维修工作是非常必要的,还要对设备的故障诊断予以高度重视,以确保煤炭的开采过程中,包括掘进、运输以及洗选等各个环节都能够安全落到。
1 煤矿机械设备的总体水平
目前,中国多数的煤矿企业由于资金不足,所采用的机械设备依然是煤矿建立之时所引进的设备,不仅机械设备的科技含量不高,而且在进行开采作业时,技术水平比较低。一些大型的煤矿企业在近年来相继引进了科技含量较高的机械设备,不仅装备非常好,而且具有较高的煤炭开采能力[1]。在设备的引进上,以国产的煤矿机械设备为主,部分企业引进了进口设备,使得煤矿企业开采作业的安全系数有所提高。随着技术先进的煤矿机械设备的使用,使煤矿企业的生产能力提升,甚至所引进的设备具有在线监测功能和对开采作业实时监控的功能,不仅使得机械设备的性能得以充分发挥,而且还提高了煤矿企业的生产安全性。
2 煤矿机械设备的使用维修
(1)煤矿机械设备的主动防范性维修。煤矿机械设备的主动防范性维修,是在设备运行中进行检测,以对设备运行中所存在的异常及时发现。这种维修采用检测的方法,主要检测的是设备在运行中产生磨损的状况,获得根源性参数。通常环境温度对设备的影响是非常大的,甚至会使设备不能够正常运行[2]。因此,需要对煤矿机械设备采用主动防范性维修的方式,以及时地发现设备问题,及时采取措施解决,却对设备故障无法起到预防作用。
(2)煤矿机械设备的预防性维修。煤矿机械设备长期处于运行状态,设备的功能以及使用性能就难以正常发挥出来,设备的运行质量降低,精度也难以达到规定的标准。这样的设备就需要进行维修,以避免运行中产生故障。在维修设备的过程中,要做好设备检修工作,特别是在交接班的时候,要对煤矿机械设备的进行检查,如果发现设备的机械或者设备的部件存在问题,就要对设备进行维修。
(3)煤矿机械设备的事后维修。煤矿机械设备长期而持续地运行中,必然会在性能上有所降低,而且很容易产生运行故障。在煤矿开采工作中,使用这样的机械设备,会导致工作质量下降,相继产品的质量也会下降[3]。此时,就需要采用事后维修,即非计划性的设备故障维修。
在煤矿企业的生产运行中,一旦设备发生故障,就会造成极大的安全隐患,给企业造成的经济损失也是非常大的。目前煤矿企业对煤矿机械设备的维修,多会采用事后维修的方式。煤矿企业要实现可持续发展,采用这种维修方式很显然是不够的,已经难以满足企业的发展需求。
(4)煤矿机械设备的改善维修。煤矿机械设备的改善维修重在对设备运行中经常产生的故障以及自身的性能缺陷进行技术性改善。所改善的内容主要包括,机械设备的零部件设计、设备的结构等等,都可以根据需要进行改进,同时对设备进行维修,要提高设备运行的可靠性。采用改善维修的方式,可以使得煤矿机械设备能够满足煤矿企业现代化发展需求。
3 煤矿机械设备故障诊断技术
(1)煤矿机械设备的振动检测技术。煤矿企业的生产运营中,如果开采作业的时候设备产生故障,就要收集振动信号,对其频率上的变化进行收集,基于此诊断设备的运行情况,分析所产生的故障。采用这种诊断技术可以使得机械设备的运行中所产生的变化规律呈现出来,从中总结出动态特征。振动检测技术具有很强的实用性,技术操作上较为简单,很多的煤矿企业都乐于采用这种技术对机械设备进行诊断。
(2)煤矿机械设备的无损检测技术。煤矿机械设备的故障诊断中采用无损检测技g,其优势在于,不需要对设备造成损坏就可以对设备的运行状况以及设备的故障进行诊断。在故障检测中,通常采用的方法为化学检测犯法或者物理检测方法[4]。即便是在机械设备处于运行状态的时候,也可以采用无损监测技术进行检测,同时还要对设备的运行状况做好监控工作。
(3)煤矿机械设备的红外测温诊断技术。煤矿企业在开采作业中,当机械设备或者所使用的材料温度呈现出上升的趋势之后,就要对电器节点进行检查,看是否此处被烧坏,还要检查机械设备的磨损问题。如果材料的温度提升,或者是由材料自身的性质所决定的,也很有可能是由于产品的属性所引起的,对机械或者材料的温度采用红外测温诊断技术,主要是使用温度检测仪器或者温度传感器检测温度,了解温度的变化规律,以对设备的故障及时发现,并采取相应的技术措施解决,以确保煤矿机械设备处于持续稳定的运行状体。
(4)煤矿机械设备的油液磨屑分析技术。煤矿机械设备的油液磨屑分析技术就是分析设备运行中所使用油液,根据其中的磨屑分析结果对煤矿机械设备的故障加以确定。
4 结束语
综上所述,中国的煤矿企业在今年的发展得益于引进了科技含量高的煤炭机械设备,伴随而来的就是设备的维修工作和故障诊断工作。煤矿企业的生产环境存在一定的风险性,要加强安全管理工作,就要对煤矿机械设备的各项性能予以高度重视,以提高设备的运行效率,使煤矿企业在生产运营中避免安全事故的发生,为煤矿企业的员工创造安全的工作环境。
参考文献:
[1]李文龙.煤矿机械设备故障的诊断及维修[J].产业与科技论坛,2015(09):63-64.
[2]杨.煤矿机械设备的使用维修和故障诊断[J].煤矿机械,2014,11(09):4-5.
目前,小型便携式的电子血糖仪得到了广泛的应用。现代光谱分析技术是实现无损血糖检测的一个重要的发展方向。糖尿病是一种常见的慢性终身性疾病。近年来,随着人民生活水平的提高,糖尿病发病率不断升高。最新调查数据显示[1],1994年我国糖尿病患病率仅为2.5%,到2008年,糖尿病患病率已经高达9.7%,其中前期患病率为15.5%。血糖是诊断糖尿病的关键指标。
以往的血糖检测研究多集中于长波近红外(1 100~2 500 nm)[27],其主要原因是在这些区域,含有葡萄糖的甲基CH对称伸缩振动和 OH伸缩振动的一级、二级倍频,具有较强的葡萄糖特征吸收信号。然而这些区域内水分子也会产生较强的吸收信号,在此干扰条件下使得在长波近红外内实现血糖的无损检测几乎是不可行的。本文则关注短波近红外(700~1 100 nm)的检测分析。在短波近红外处,人体骨骼、肌肉、脂肪、皮肤等的吸收系数很小,该波段被誉为人体“光学治疗窗”[8],处于该窗口的光学波段可以更有效地携带人体内部的信息。而且短波近红外包含了葡萄糖的甲基CH对称伸缩振动的三倍频和OH伸缩振动的三倍频[9],具有检测的可能性。长波近红外区域制作成快速并行检测所需的阵列检测器,价格较为昂贵,且检测时间较长。
相比较,短波近红外光谱区域可以使用成本较低的Si基光敏元件,硅阵列检测器CCD的技术也已成熟,可以大幅度提高检测速度,有利于实现检测设备[第一论文 网 dylw.net]的小型化和低成本。本文对短波近红外波段用于血液样本中葡萄糖浓度的定量检测的可行性进行探索。与长波近红外相比,短波近红外是更高倍频(或合频)的振动吸收,谱峰更宽,光谱重叠的情况会更严重。为了充分提取光谱信息,需要研究有效可靠的定量校正方法。本文在640~1 100 nm范围内测量血清短波近红外光谱,采用间隔偏最小二乘法(interval partial least squares,IPLS)和移动窗口偏最小二乘法(moving window partial least squares,MWPLS)分析了吸光度与血清中葡萄糖浓度之间的量化关系。
1原理及方法
偏最小二乘法(partial least squares,PLS)是一种较为常用的近红外光谱数据处理方法[10],主要用于线型模型的建立。为了更有效利用光谱信息,选择血糖光谱信息最为丰富的波段进行建模,文章采用IPLS和MWPLS技术,其主要原理和步骤如下:
IPLS:
(1)将整个光谱分割成若干个波段,对每个波段进行偏最小二乘分析,根据交叉验证均方差(root mean square error of cross validation,RMSECV),从中找出最佳主成份数;
(2)改变光谱分割的波段数目,按照(1)中的过程分析;(3)对比(2)中不同波段数时所得到的结果,最终找出最适宜建模的光谱区间。
MWPLS:
选取一个宽度为w的光谱窗口,从整个光谱(假设有n个波长点)的第一个波长点开始依次向右移动一个波长点直至最后,设置一最大主成分数,对每个子波长区分别建立偏最小二乘法PLS 模型,分别得到不同主成分数里对应PLS 模型的预测误差(root mean square error of prediction,RMSEP),从而找出含有用信息的一个或几个波长区。然后利用这些波长区建立PLS模型。
文章采用IPLS和MWPLS对血清样品的短波近红外光谱进行数据分析和优化时,模型最终的预测能力通过相关系数R,预测均方差RMSEP,偏差Bias的值来检验,其中RMSEP和Bias的定义如下:RMSEP=1Ip∑Ipi=1(y^i-yi)2(1)
Bias=1Ip∑Ipi=1(y^i-yi)(2)其中y^i表示样本的预测值,yi表示样本的实测值,Ip表示检验的样本数。2数据测量及模型建立
2.1数据测量对13名志愿者在午饭后3h各抽取静脉血约5 mL,为了扩大样本血糖范围,每名志愿者第一次抽血后口服葡萄糖50 g,30 min后再次抽血。每个样品取少量全血用血糖仪测量其血糖值作为参考值,血糖浓度范围4.9~8.3 mmol/L,剩余血样经分离得到血清约2.5 mL。使用UV1900紫外可见分光光度计室温下测定样品的吸收光谱,带宽1 nm,测量波长范围640~1 100 nm,采用10 mm光程的石英比色皿,以空气作参比,测量其吸光度。样品中,血清的提取及血清中葡萄糖浓度参考值由上海交通大学校医院采用血糖仪测量后提供。
2.2数据预处理为了避免除血糖浓度以外的因素对血清样本光谱的干扰,根据马氏距离采用最小半球体积法(smallest halfvolume,SHV)[第一论文 网 dylw.net][11]对样本中的奇异样品进行筛选,结果如图1所示。由图1可以发现标记1的样品其马氏距离明显高于其它样品,经检查发现是由于该血清较其它样品混浊,呈乳浊液状,而乳浊液在光谱检测时,由于溶液中颗粒的存在容易导致光线通过样品池时产生散射,因此建立模型时将样品1剔除较好。将奇异光谱剔除后,为了去除高频噪声,基线漂移等影响,对剩余的样品在640~1 100 nm波段内作基线校正,然后采用窗口宽度为10 nm,多项式次数为2的SavitzkyGolay平滑法对光谱作预处理[1213],处理后的血清光谱如图2所示。
图5可以看出,在915~1 065 nm这个波段建立PLS模型,当主成分数为9时交叉验证均方差RMSECV最小,因此选用这一谱段对血糖浓度进行回归建模。用建立的模型对验证集每一个样品进行预测,其预测结果如图6所示,相关系数R=0.982 2,预测均方差RMSEP=0.163 5 mmol/L,偏差Bias=-0.087 3 mmol/L。3结论本文主要研究了使用短波近红外进行血糖浓度检测的可行性。通过IPLS与MWPLS对640~1 100 nm血清光谱的数据建模,结果表明:(1)根据马氏距离对样品的光谱进行奇异样品筛选,可以提高建模的准确性;(2)采用IPLS方法对全谱进行分析,能够提取葡萄糖分子官能团对应的近红外特征谱段,从而有效提取光谱中有效信息建立较好的预测模型;(3)采用MWPLS的方法,能够找出包含光谱有效信息的精确波长起止点,进一步优化其预测模型。下一步的工作是将样本浓度范围扩大,从而使建立的模型适用范围更广泛,并提高血糖定量分析的准确性。本文的研究结果将为进一步发展短波近红外的无损血糖检测技术提供基础。
参考文献:
[1]YANG W,LU J,WENG J,et al.Prevalence of diabetes among men and women in China[J].The New England Journal of Medicine,2010;362(12):1090-1101.
[2]肖君,王龙,骆清铭,等.基于近红外三波长的血糖检测系统研制[J].光电子·激光,2007,18(9):1135-1138.
[3]高丽丽,陶卫,赵辉,等.用于无创血糖检测的光声池设计与研究[J].光学仪器,2012,34(2):55-60.
[4]刘娟,王尚奇,简水生.血糖浓度检测技术的最新进展[J].激光生物学报,2005,14(5):393-396.
[5]李刚,刘玉良,林凌,等.采用多光程长建模方法检测血液成分含量[J].分析化学,2007,35(10):1495-1498.
[6]张兰,张清悦,南群,等.中红外光谱法在无创血糖检测技术中的应用[J].光学与光电技术,2008,6(2):81-84.
[7]王云,徐可欣,常敏.近红外光谱技术检测牛奶中脂肪及蛋白质含量校正模型的建立[J].光学仪器,2006,28(3):3-7.
[8]陈文亮,徐可欣,杜振辉,等.人体无创血糖检测技术[J].仪器仪表学报,2003,24(4):258-264.
[9]陆婉珍,袁洪福,徐广通,等.现代近红外光谱分析技术[M].北京:中国石化出版社,2001:18-19,148-149.
[10]李振庆,黄梅珍,倪一,等.改进偏最小二乘法在近红外牛奶成分测量中的应用[J].光学技术,2009,35(1):70-73.
关键词:曲面工件;超声自动检测;碰撞干涉
1碰撞干涉检测
碰撞干涉检测问题是确定不同的物体在空间是否占有相同区域的问题。该问题可描述如下:“给定N 个物体s1 , s2 ,… , sn ,它们在空间中的位置是由定义在时间域[t 0 , t 1 ] 上的函数f 1 ,f 2 ,… , f n 来确定的,判定在这个时间域内相同时刻是否存在任何一对物体占有公共空间”。该问题的描述说明了这样的意义,物体占有的空间决定于时间,由此又引出静态干涉和动态干涉检测的定义。
静态干涉检测: 物体在空间中的位置是可移动的,但不随时间变化,位置的变化是由其它参数定义的,判别是否有任何一对物体占有公共空间。空间布局和装配干涉检测等即属于此类问题。
动态干涉检测: 动态干涉检测与时间相关,即碰撞检测。物体在空间中的位置是随时间变化的,它可分为二种情况: ( 1) 运动空间中只有一个物体是运动的。例如一个机器人在车间里运动,机器人是运动的,车间里的其它障碍物是静止的;( 2) 一对物体都必须是运动的,例如车间里两个运动的机器人。无论是静态干涉检测还是动态干涉检测,目的都是要求避免物体间的碰撞。
2碰撞干涉检测技术
2.1二维平面碰撞检测
Tetsuya,Toshiaki和Mario等人提出了一种称为空间占有的方法,即物体在目标空间移动,当试图占有相同的球体时来检测它们的碰撞。这种算法基于这样一条原理没有任何物体和其它物体占有同一个球体,也不需要特殊的计算来检测碰撞。并且,在它们的方法中,每个物体连同它们所占有的球体在三维空间中都被赋予一个名字,因而其它物体知道它们和哪个物体发生碰撞。
chin和wang研究了两个多边形的相交和最小距离问题。利用可视边链和凸的顶点相对于其内部点的单调性,提出了判别凸一边形和一个简单非凸m-边形的相交问题的最优算法,并且研究了当两个多边形相交时一个多边形是否被另一个多边形完全包含的问题,其时间复杂度都为o(m+n)。
汪嘉业利用单调折线研究了在一个多边形的凸包和另一个多边形不相交的条件下,确定两个多边形是否碰撞,并在碰撞时确定全部碰撞部位的问题,提出了时间复杂度为o(m+n)的最优算法,并且其算法还可推广到确定包含有圆弧边的多边形之间的最初碰撞部位。
李辉利用最大最小坐标的顶点子集的方法研究了一个凸多边形沿一给定方向移动时是否与另一凸多边形发生碰撞,并且利用斜支撑线的方法来研究一个凸多边形相对于另一个凸多边形的可移动区域问题,提出了时间复杂度为o(log(n+m))和o(m+n)的算法,在常数意义下,它们都是最优的。
2.2三维空间碰撞检测
三维空间碰撞检侧干涉有两大类静态干涉和动态碰撞检测。动态碰撞检测就是沿特定轨迹移动的物体的干涉检测。动态碰撞检测算法又可分为两大类①判断移动的物体之间是否发生碰撞亦即可碰撞问题②检测到碰撞的存在并采取措施进行规避,也就是碰撞规避问题。根据所用实体表示模型的不同,静态干涉检测算法大致可分成两类。一类算法主要基于B-rep模型,提高算法效率的关键是如何减少被测元素的数量。在这方面Ganter利用空间分割技术作出了新的尝试。另一类算法是以层次模型为基础的,如八叉树干涉检验算法和层次Sphere检验算法等。由于层次模型中相邻两层节点的检测过程之间缺乏直接联系,即一个层次上的干涉检验结果并没有反映出下一个层次节点的状态信息,因此无法对检验过程进行优化,以减少不必要的运算。
动态碰撞检测先后利用到两类技术。第一类技术是基于给定轨迹反复利用静态干涉检测被称为“单步检测”的方法,即当物体移动过程中将轨迹划分为很多时间步,在每一个时间步都进行静态干涉检测,来判定运动的物体之间是否发生碰撞。Maruyama介绍了多面体之间的静态干涉检测的第一种一般方法,提出了一种递归空间分割算法和一种一般的面对面相交算法然而,提出了第一种可用的单步检测系统,。计算几何领域对许多其它相交测试技术进行了规范化和分类。其中有许多技术是二维相交技术的延伸和扩展。第二类技术是基于产生称之为“扫描实体”的物体。这些物体代表了物体在给定轨迹上移动过程中所占有的体积空间。如果环境中的物体在它们各自的轨迹上行进时会发生碰撞,那么它们各自的扫描体将会发生静态干涉。因而,扫描体可用简单的静态干涉检查来对动态碰撞进行测试,这些扫描体的产生是运动学和实体模型的结合。由于实体模型具有多种表示方式,因此,多种形式的扫描体被提出。
虽然扫描体可用于许多有趣的工程问题,但在现在的计算机图形硬件条件下,单步检测方法更适合于实时计算机图形显示。并且扫描体方法也没有单步检测方法所具有的决定碰撞时间的灵活性。而且用扫描体来进行碰撞检测需要利用一个独立的步骤来产生扫描实体。和发展了单步检测方法,提出了一种空间分割技术的方法,这种空间分割技术将包含物体的空间划分为一个个子空间,将所有的测试限制在两个物体的重叠局部区域来进行。并且在重登区域内的所有的子空间都按照它们的最小、最大值来排序。然而在空间分割技术中,子空间的个数将影响到检侧结果的正确性和算法的效率。
Hahn采用层次包围盒技术来加速多面体场景的碰撞检测。Moore则提出了两个有效的碰撞检测算法,其一是用来处理三角剖分过的物体表面。由于任一表面均可表示成一系列三角面片,因而该碰撞检测算法具有普遍性该算法的缺点是当景物为一复杂的雕塑曲面时,三角剖分可能产生大量的三角片,这会大大影响算法的效率。而另一算法则用来处理多面体环境的碰撞检测。Moore和Wilhelems根据Cyrus-Beck裁剪算法提出了一种凸多面体碰撞检测算法,即通过检测多面体顶点是否相互包含来判定它们是否发生碰撞。对于具有n个凸多面体、每个多面体有m个顶点的问题,此算法的时间复杂度为o(n2m2);对于凹多面体则分解为多个凸多面体来处理Ganter和Isarankura提出了一种空间分割的方法,即将给定物体所占有的空间划分成一系列子空间,将碰撞测试限定在两物体的重叠子空间中进行,并且在重叠子空间里的元素都按最大、最小来排序,从而进一步减少了测试时间。Alonso,Serrano和Flaquer采用定义碰撞影响矩阵及体元的数据结构等一些优化策略来加快碰撞检测,它们的算法分四步来检测两个物体的干涉①检测碰撞影响矩阵②计算每对容器之间的干涉③计算体元之间的干涉④计算面与面之间的干涉。算法的基本思想是每一步都比它的下一步快,因而,假如在某一步发现两个物体不会碰撞,就不必进行下面的测试,从而可节省计算时间。
3碰撞干涉在超声自动检测中的应用
和数控加工、产品装配一样,超声自动检测过程中可能存在碰撞干涉,如探头和工件的碰撞、工件夹具和探头的碰撞等。在实际检测过程中如果发生了碰撞,不仅可能造成工件的报废、探头和设备的损坏,严重时还可能威胁到操作者的人身安全。因此有必要在实际检测之前对扫描路径进行校验,找出发生碰撞干涉的运动点位,重新进行路径规划,避免碰撞带来的损失。
超声检测的曲面工件一般具有复杂的外形,碰撞干涉检测时运算量很大,同时对检测的精度和效率都有较高的要求。尽管现有碰撞干涉检测的方法很多,但针对超声自动检测过程中碰撞干涉检测的性能有限,如包围盒算法计算简单,容易实现快速碰撞检测,但该方法的精确性不高;空间分解法将整个虚拟空间划分成相等体积的小单元格,然后对占据同一单元格或相邻单元格的几何对象进行相交测试,精确性高但运算复杂。
参考文献:
[1]张旭辉,马宏伟.超声无损检测技术的现状和发展趋势,机械制造,2002,40(7):24-26
[2]罗雄彪,陈铁群.超声无损检测的发展趋势,无损检测,2005,27(3):148-152
论文摘要:总结了枫林镇脐橙产业发展现状,针对枫林镇脐橙产业发展存在的问题,提出了产业发展对策。
1脐橙产业发展现状
枫林镇地处永嘉县北部山区,自然环境优美,大气、水源、土壤完全符合无公害农产品基地发展标准。全镇有山场867hm2,其中坡度小于25°的低矮山地近600hm2。土质以壤土为主,土质疏松、肥沃。作为传统的脐橙种植区域,农民积累了丰富的生产经验和种植技术。为了充分发挥得天独厚的脐橙种植优势,枫林镇党委、政府把以脐橙为主的果业作为主导产业来抓,经过近几年的快速发展,已有了初步规模,2008年全镇脐橙种植面积1 218hm2,占全县种植面积的20%,产量达5 011t,枫林镇已成为永嘉县最大的优质脐橙生产基地。
2脐橙产业发展存在的问题
2.1品种单一,供应期短
目前枫林脐橙主要品种是清家、华脐、白柳,其中华脐占主导地位。这些脐橙基本上是中熟品种,供应期2~3个月,上市时间集中,不利于产品效益的提高。
2.2采后商品化处理率低
枫林脐橙采后绝大多数是经过人工粗略地分级、挑选,采用普通纸箱或是薄膜、网袋等粗包装,基本上以初级产品进入市场,深加工可以说是一片空白。
2.3品牌“诸侯混战”,宣传力度不够
在品牌方面,各乡镇纷纷打造自己的品牌,牌子多而杂。枫林镇自2002年就提出了用5年的时间将脐橙统一到“枫林脐橙”品牌上来,但实际效果并不明显。品牌多而乱,阻碍了枫林脐橙知名度的扩大。
2.4技术支持缺乏生力军
目前大部分农户的技术支持是依靠技术员、不系统的宣传资料和针对性不太强的培训,出现问题不能够及时找到解决办法。
2.5无公害高效栽培推广成效不大
邻县发达乡镇已普遍采用无病毒苗木进行脐橙生产,而目前枫林镇脐橙无病毒良种苗木生产能力几乎为零。苗木繁育体系的各个环节没有形成有机整体,乱调乱运苗木现象比较普遍,一些地方甚至把带有检疫性病害(溃疡病、黄龙病)的苗木引入产区,严重制约了脐橙产业的健康持续发展。
2.6资金短缺,发展缓慢
目前,国家虽然出台了农业小额贷款政策,但在脐橙种植初期,投资相对较大又没有收入,况且近几年化肥、农药价格迅速上扬,这无疑增加了果农的生产成本。因此,导致一些果农只栽不管、任其生长。
3脐橙产业发展对策
3.1优化品种结构
针对枫林脐橙品种单一、供应期短的特点,镇政府严格按照县里提出的 “三带两极一目标”发展战略和农村现代化建设要求,以“农业富镇”的镇域经济发展思路,通过充分调查、认真研究,对脐橙进行合理规划,打造具有自己特色的优势品种,实现优势品种区域化。
3.2加强脐橙采后处理技术
结合当地实际,集中科研力量,研究脐橙采后商品化处理技术、脐橙气调贮藏技术,改进橙汁、酱等加工工艺,完善脐橙采后商品化处理技术规范和脐橙加工品标准体系。实现果实分级、包装、运输、贮存以及果品加工一体化,通过产后处理提高果品的商品性。
3.3抓品牌建设
积极实施名牌战略,制定名牌产品培育发展计划,引导果农树立质量和品牌意识,强化脐橙采后的商品化处理,全力打造枫林无公害脐橙观光园。同时,加大品牌宣传力度,努力提高枫林脐橙的知名度,并以此带动相关产业的发展。
3.4加大财政投资力度
以“十一五”规划中大力发展优势农产品为方向,按照“统一规划、规模发展、渠道不乱、用途不变、统筹使用”的原则,集中县、镇内外财政力量,整治和加强果园基础设施,营造有效保持水土的绿化屏障,增强抗御旱、涝、风、冻等自然灾害的能力,形成区域自然环境保障体系。
3.5加强脐橙栽培、绿色脐橙技术研究
与相关高校、科研单位合作,进行脐橙育种育苗、需水需肥规律等基础研究和测土配方施肥、控制枝量、疏花疏果、防晒措施、分期采收、病虫草害综合治理等栽培技术的研究。探索并制定与国际接轨的脐橙质量标准,实现果品生产技术规范化,对果品质量进行全程控制。进行绿色A级、AA级脐橙生产关键技术和脐橙农药残留、有害元素含量快速检测技术及无损检测技术研究,结合当地实际,为绿色脐橙生产构建涵盖产前、产中、产后全过程的技术体系。
关键词:刚性路面;维修技术;路面养护
1、引言
水泥混凝土以其使用年限长、养护费用低等优点,在我国得到广泛应用,这对提高道路等级,改善道路通行能力,提高社会效益起到了明显作用。但是,随着水泥混凝土路面的增多,一些水泥凝混凝土路面因服役期已到或因设计不周、施工不当等原因造成路面出现各种病害(如断板、错台、唧泥等),且有些路面病害相当严重。目前,破损混凝土路面的处理方法可归纳为三大类:第一类是按原结构整修,如断板更换、压浆处理、灌注聚酯胶类粘结剂等,该类方法已普遍适用于断板率较低、病害较轻的混凝土路面;第二类是以混凝土路面做基层,在其上加铺其他结构层,加铺层由于材料的不同可分为素混凝土加铺层、钢筋混凝土加铺层和沥青混凝土加铺层等,该种方法适用于路面破损较严重的路面;第三类是对于混凝土面板严重破损的路面,将老路面板全部拆除掉,重新铺筑新的路面结构,一般情况下将拆除掉的混凝土板用做片石(块石)或废弃掉,其浪费(尤其是石料贫乏地区)及造成的环境污染较为严重,社会影响比较强烈。
破损水泥混凝土路面利用技术,在国外(如美国、日本等)已广泛采用,且机械化程度较高,技术比较成熟。
2、工程概况及修复改建技术方案
西北某公路,1995年以前,该路段路面宽9米(老路面宽6.0米+路肩硬化宽2*1.5米),路面结构为多次罩面形成的黑色颗粒面层和一层15厘米石灰土基层,结构层总厚度约22厘米,路面沉降、坑槽、网裂等病害相当严重。为适应社会经济的发展,满通量日益增大的需求,相关部门决定对其进行以提高标准为目的的修建。
该路段混凝土路面于1995年建成通车后,1996年、1997两年没有出现什么问题,1998年却出现了几十块断板。1999年春融季节断板增多,汛期更为严重,当年换板处理360块。2000年破坏速度更快,汛期以后,平均每天断板5~6块,尽管2000年度又换掉了260块,仍然无济于事,换板速度远远没有断板速度快。到2000年底全面现场调查时,发现混凝土面板断板率高达63.2%,唧泥、错台病害严重,已严重影响车辆的顺畅通行。
2.1修复改建工程技术方案
经过对工程投资、质量、工期、保通工作、环境保护以及社会影响等诸多方面的综合比较,决定充分利用原混凝土面板。基本思路为:虽然原混凝土面板破坏严重,但还有36.8%的完好板和15.8%轻微断板,把这些板废弃极其可惜。故,对完好的轻微断板进行压浆处理,清除脱空现象,再对严重断板和破碎板进行特殊处理(破碎成小块,按间距10~15厘米进行摆放,然后浇筑高塌落度的15#混凝土使之固定)用作下基层,在统一铺筑上基层和沥青面层,改造后成为非标准型的柔性路面。路面结构自上而下分别为:
加宽部分:细粒式沥青混凝土(厚2厘米)+中粒式沥青混凝土(厚4厘米)+水泥稳定石屑(厚15厘米)+水泥稳定碎石(厚24厘米)+水泥稳定土(厚20厘米)。
原混凝土路面部分:细粒式沥青混凝土(厚2厘米)+中粒式沥青混凝土(厚4厘米)+水泥稳定石屑(厚15厘米)+原混凝土板压浆破碎处理(厚24厘米)+利用原路面石灰土基层(厚30厘米)。
路面结构形式如图1所示。
主要设计指标,加宽部分为:设计计算允许弯沉值0.39毫米,设计时速80公里/小时,路面设计采用BZZ-100轴载标准。水泥稳定土回弹模量400Mpa(7d饱水抗压强度大于1.0Mpa),水泥稳定石屑(碎石)回弹模量500Mpa(7d饱水抗压强度大于4.0Mpa),沥青混凝土回弹模量1100Mpa。
3、施工技术关键
3.1混凝土板压浆处理
1、压浆板块的取舍。原混凝土板是否进行压浆,取决于板块裂缝的多少、相邻板块的裂缝情况、压浆板块段落的长短、压浆操作及断板破碎重铺基层的难易程度,从而根据原混凝土板是否具有压浆价值,决定对原混凝土板是压浆利用还是拆除。
2、钻孔孔位布置。根据原混凝土面板沉陷及裂缝情况确定钻孔位置,每块板不少于5个钻孔。另外,钻孔位置距板自由边缘和裂缝的边缘距离不得大于30厘米。
3、压浆材料要求及灰浆配比。根据压浆施工工艺特点,压浆混合料既要有良好的流动性,便于加压输送到板底;又要成形后有足够的强度。因此,压浆混合料所用材料及配合比对压浆效果起决定作用。本工程采用水泥粉煤灰浆作为压浆混合料。配合比为:水泥:粉煤灰:水:膨胀剂=1:0.45:0.5:0.07。
3.2混凝土路面破碎板处理技术
原混凝土路面板断裂、沉陷、错台等病害严重,压浆利用价值不高的,将采取破碎处理。其处理工艺流程如图2所示。
图2 混凝土路面破碎板处理工艺流程
4、结论
本工程圆满完成后,有许多值得我们思考的内容。原混凝土路面建成仅5年时间,混凝土路面断板率达63.2%,不得不投入大量资金重新修复改建,我们为今天得到的成果所付出的代价是沉重的、教训是深刻的。对于造成混凝土路面在如此短暂时间破坏的原因值得我们反思并从中吸取教训。
混凝土路面养护应引起高度重视,要抛弃互凝土路面一劳永逸、重修轻养的认识,养护投入不足就是这种认识的直接体现。混凝土路面板缝灌注不及时、不持久、路面排水不畅,是造成唧泥、板底脱空,出现断板的原因之一。要转变观念,增加养护资金投入,坚持预防为主,充分利用高新检测技术手段,进一步开展刚性路面的无损检测和评价技术研究,加强破损路面再生利用技术的研究,为提高混凝土路面养护和改造技术水平提供技术保障。
参考文献
1、 交通部水泥混凝土路面推广组,水泥混凝土路面研究,北京:人民交通出版社,1995
2、 黄仰贤,路面分析与设计,北京:人民交通出版社,1998