丁苹苹

(锡林浩特养路工区)

随着我国社会经济技术的不断发展，人们生活水平不断提高，人们之间的交流也变得越来越频繁，这在很大程度上加快了我国现代化建设的步伐，促使我国公路产业加快建设进程，从而为公路产业的发展提供了更大的发展空间。而且，随着我国市场经济体制的不断成熟，在一定程度上为我国公路产业的发展带来了很大的机遇，但是这远远满足不了我国国人对公路在刚性方面的需求量，从而造成我国公路工程带来了巨大的运输压力。

1 瞬态锤击检测技术的应用在公路工程施工中的意义

公路工程是一个非常庞大的运输系统，各个环节之间是非常紧密的联系在一起，相互之间密不可分，一个环节出现了问题，就会直接影响着其他环节，从而致使整个公路系统出现问题，导致公路不能正常运行。就目前我国公路工程的现状来看，一旦公路运输系统出现问题，将会直接影响我国国人的正常出行，严重的甚至直接影响着各个行业的正常发展，尤其是科学技术不断发展的今天，不同城市之间的经济交流和竞争对公路的需求是越来越大，并且越来越多的企业为了在最大程度上提高自己企业的经济利益去选择跨区域竞争，从而为我国公路运输面广、影响力大奠定了良好的基础。就我国目前的公路运输来说，其运输能力在很大程度上受到公路工程成效的影响，这也是一个非常关键的影响因素，因此，要想使公路工程的整体运行得到根本性的保证，就必须确保公路运输的要求能够在保证公路工程质量的前提下得到满足。所以，在进行公路工程施工过程中，必须确保公路工程的各个环节都能协调起来，并且使每个环节的工程质量都能跟上科技发展的需求。

就目前对公路工程所有的影响因素中，影响其实现高效化、现代化的一个非常重要的影响因素就是对公路工程的瞬态锤击检测技术的应用，并且其主要作用还体现在对公路工程质量的监控中，这也是一个非常重要影响作用。所以，为了能够在最大程度上确保瞬态锤击检测技术的应用得到落实，就必须加强对公路工程工作人员在这方面技术的培训，使他们能够充分认识到瞬态锤击检测技术的应用中各个要点，以及怎样在化瞬态锤击检测技术的实际应用中标准化、实际化和规范化的使用，从而能够在最大程度上避免因不正确使用瞬态锤击检测技术的应用而出现的不能有效控制公路工程质量现象的出现。

2 公路工程瞬态锤击检测技术应用分析

2.1 瞬态锤击检测原理

路基表面弹性分布的不同，受到瞬态竖向冲击时产生的波也是不相同的，因此，以表面均匀的弹性路基在受到瞬态竖向冲击时为例说明，其在受到瞬态竖向冲击时，介质中会有纵波、横波和瑞雷波(R 波)这三种波进行传播，并且这三种波在受到瞬态竖向冲击时所产生的波能所占的比例也是不同的，成一次增大的趋势即，纵波占7%，横波占26%，瑞雷波占67%，由此可见，瑞雷波的衰减程度是最缓慢的，而纵波的衰减程度是最快的，我们就瑞雷波信号收集起来进行多次反演分析，从中能够得到土体中的剪切波速，这也就是我们常说的路基压实质量的剪切波法检测，由图1 所示，就是瞬态锤击检测原理示意图。

图1 瞬态锤击检测原理

路面板的瞬态振动信号可以通过激振刚性路面板表面的方法来获得，但是，在这里需要注意的是，必须将脱空面板的振动频率和无脱空面板的振动频率这两种频率之间有着非常大的差距，所以，在这种情况下就可以通过傅里叶变换原理，将收集到的瞬态时域振动信号转换到频率域中，然后在经过幅频特征分析，最终能够在最大程度上实现对路面的脱空检测。

2.2 瞬态振动信号分析

(1)单道检波器

用f(t)来表示单道检波器采集的时域震动信号，再将采集的数据经过傅里叶变换，就能够得到想要的频率域中的幅频值，由式(1)所示:

在式(1)中，频率用f 来表示，时间用t 来表示。

(2)多道检波器

大部分瞬态震源产生的有序波都会被多道检波器接收到，瑞雷波传播速度是由一群瑞雷波结合在一起而形成的群速度，该类瑞雷波的频率成分是不相同的，而且还是在瞬态激振过程中产生的，带有一定的频带宽度，因此，要想能够准确的得到相速度的频散曲线，可以选择采用数学处理的方式来处理时间域的瑞雷波信号。

可以在地面上设置n 个检波器，每个检波器之间的距离是△x，该检波器分别记录到的时间瞬态面波信号依次用f1(t)，f2(t)，f3(t)，……，fn－1(t)，fn(t)来表示，然后在经过傅里叶进行相应的转换，最终得到的频谱是由式(2)所示:

我们可以将相邻的两个时间瞬态面波信fh(t)、fh+1(t)，用式(3)、(4)来表示他们每个的功率谱:

我们可以将相邻的两个时间瞬态面波信fh(t)、fh+1(t)，用式(5)来表示他们每个的功率谱互功率谱:

式(5)中，Fh※(w)、Fh+1(w)分别是Fh(w)、Fh+1(w)的复共轭谱。

2.3 路基压实度检测研

在对公路路基进行相应的检测时，一般都是在室内对路基材料进行相应的击实实验，从而能够将最大的干密度的出来，公式(6)就是路基实际压实后的干密度ρ 和最大的干密度ρ0之间的比值，用L 来表示，即:

在实际检测过程中，瑞雷波(VR)基本上不会受到介质含水量的影响，而纵波(VP)却受到介质的含水量的影响，所以，我们经常会在压实度的测试过程中用瑞雷波(VR)，而不用纵波(VP)的速度来检测，在弹性理论中，密度ρ 和横波速度(VB)的关系为:

剪切的模量(MPa)用Z 来表示。

根据以上公式进行分析知:剪切波速(VA)和瑞雷波速(VR)之间的关系用式(8)来表示:即

由公式(8)中可以看出，地层的泊松比μ 在很大程度上影响着剪切波速(VA)和瑞雷波速(VR)之间的差异。

3 结 论

随着我国社会经济的快速发展，跨区域竞争已经成为促进企业发展的一个重要措施，因此，公路工程在这方面扮演着非常重要的作用，而瞬态锤击检测技术的应用对公路运输实现高效化、现代化起着非常重要的作用，本文就对其进行了详细的分析。

［1］张献民，宋长柏，刘秀菊.瞬态振动信号在公路工程检测中的应用［J］.河北工业大学学报，2001，(1).

［2］张宜洛，郑南翔，顾炳其.中粗粒土路基压实度快速测定方法［J］.中国公路学报，2006，19(5):29－33.