红外热成像法在路面检测中的应用

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1、建材世界2013年第34卷第5期红外热成像法在路面检测中的应用张永健1，张川2(1．广东省建筑科学研究院，广州510500；2．武汉理工大学，武汉430070)摘要：采用红外热成像检测法对混凝土路面板底脱空进行了检测分析。并经过现场钻孔校验，证实了红外热像与混凝土路面板底部结构状况之间存在一定的对应关系，结果表明将红外热成像法用于路面缺陷检测具有一定的可行性。关键词：红外热成像；脱空；无损检测ApplicationofInfraredThermographyontheRoadDetectionZHANGYong-jian1。ZHANGChuan2(1．GuangdongProvinc

2、ialAcademyofBuildingResearch，Guangzhou510500，China；2．WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Theinfraredthermalimagingdetectionmethodwasusedtodetectandanalyzethevoidsunderthecon—cretepavement．Acomparativedetectionwithdrillingon-siteprovesthefeasibilityoftheinfraredthermalimagingd

3、e—tectionmethod．Theresultsshowtheviabilityoftheinfraredthermalimagingdetectionmethodforpavementdefectsadequately．Keywords：infraredthermalimaging；void；non-destructivedetection近年来随着经济和社会的不断发展，公路所需承载的荷载量迅速增加，对公路的损害程度越来越大，国内外的重大工程因混凝土的质量问题引发重大事故的事例时有发生，给国家以及人民的生命造成了巨大的损失。因而，如何做到无损伤并能有效准确地对服役过程中的混凝土

4、基层结构性能作实时监测显得尤为重要。红外热成像技术具有非接触性、非破坏性、直观快速、全视场和较宽的动态测温范围等优点‘卜3

5、，昼夜均可探测，对温度变化识别灵活，能远距离跟踪拍摄目标[4]。该技术能直观地看出路面温度分布，反应出混合料的温度离析程度及离析区域的面积大小[5]。通过对红外热图像作数据分析处理，以及设备功能指标参数的设置，大大增加了其测量的精确性。1红外热像仪的检测原理及方法1．1检测原理在自然界中，任何高于绝对温度零度(--273℃)的物体都是红外辐射源，红外无损检测是测量通过物体的热量和热流来鉴定物体特征的一种方法，红外线的辐射特性是红外成像的理论依据和检测技术的物理基

6、础。根据普朗克辐射定律，一个绝对温度为T(K)的黑体，在波长为叉的单位波长内所辐射的能量功率密度为W(Z，T)=FCl(ec盯z一1)一1(w／cm2·弘m)其中，T为材料的绝对温度；A为导热系数；C，和Cz均为常数。由定律可知，一个物体的绝对温度只要不为收稿日期：2013—08—13．作者简介：张永健(1962一)，高级工程师．E-mail：zhangyongjian@21cn．corn53建材世界2013年第34卷第5期0，它就有能量辐射；不同材质的材料由于A值的不同其热辐射也不同。红外热像仪是用于红外无损检测的主要设备，其工作原理是通过对物体所辐射的红外线进行收集，对该物体表面

7、不同部位的fI：夕b线辐射强度进行感应、识别，将各点的红外线辐射强度以不同的颜色表示，并最终转换为红外热图，从而达到了将不可见的红外线转化为可见光的目的‘6

8、。该次检测采用的红外热成像仪是美国FLIRSYSTEMS公司研发譬。的红外检测设备，见图1，能够精确测量被测结构的表面温度分布，精度可达0．08℃，同时生成红外热图。附带分析软件可以对采集的热图进行分析。可以用于道路(包括水泥混凝土、沥青混凝土)及桥梁结构病害、缺陷检测，沥青路面施工质量控制。1．2实验方法试验首先对被测路段进行了全面的探测，以获取红外热图，然后利用红外成像分析软件进行分析处理，确定面板脱空区域的具体位置，并进行

9、现场钻孔验证，复核探测结果，确定探测的准确性。2红外检测结果分析及验证图1红外热成像仪2．1红外检测结果分析红外热成像技术在高速公路路面后期性能评估研究项目中主要用于路面结构缺陷的检测，因而在技术实施可靠性的评价方面，研究人员选择以探测路面脱空为目标进行评价。在某高速公路混凝土路面改造过程中，研究人员利用红外热像技术对混凝土路面板底脱空进行了检测。图2和图3分别为在探测面板脱空时，无脱空处和脱空处的红外热图，测试时间为上午11点，从图中可以看出：无脱空处温