智能传感技术在市政道路工程质量动态检测中的应用

引言：市政道路工程质量关乎城市交通与安全。传统检测方法存在局限性，难以实现实时、动态监测。智能传感技术凭借高精度、实时性等优势，为解决这些问题提供了有效途径。探讨其在市政道路工程质量动态检测中的应用具有重要现实意义。

1.智能传感技术概述

1.1 技术原理

智能传感技术通过各类传感器将市政道路工程中的物理量、化学量等转化为可处理的电信号或光信号，结合数据传输与分析系统实现对工程质量的动态感知。其核心原理是利用传感器的敏感元件与被测对象发生作用，如应变片感知道路结构的形变产生电阻变化，光纤传感器通过光的折射或反射变化反映应力状态，将这些物理变化转化为标准化信号后，经无线或有线传输至数据处理中心，再通过算法对信号进行解析，提取与道路质量相关的特征参数，如结构应力、位移、路面平整度等。同时，部分智能传感技术融入了物联网与人工智能技术，能够实现数据的实时采集、自动分析和异常预警，形成从“感知-传输-分析-反馈”的完整闭环，为道路工程质量动态检测提供精准、连续的技术支撑。

1.2 技术特点

智能传感技术在市政道路工程质量检测中展现出多项显著特点，使其区别于传统检测手段。其一，具备实时动态监测能力，传感器可长期埋设在道路结构内部或安装在检测设备上，持续采集数据，突破了传统人工抽检的时间与空间限制，能够捕捉道路在不同荷载、环境条件下的质量变化过程。其二，检测精度高且稳定性强，采用的光纤、压电等新型传感材料受温度、湿度等环境因素影响小，可精确感知微小的应力变化和位移量，确保数据的可靠性。其三，具有分布式与网络化特征，通过多个传感器组成监测网络，实现对道路全域的覆盖式检测，数据通过无线传输技术汇总，便于集中管理与分析。此外，部分智能传感系统具备自诊断功能，能实时监测自身工作状态，发现故障时自动报警，减少维护成本，这些特点使其在道路工程质量动态检测中具有不可替代的优势。

2.智能传感技术在检测中的应用

2.1 道路结构应力监测

智能传感技术在道路结构应力监测中通过埋入式与表面安装式传感器相结合的方式，实现对道路基层、面层及路基应力状态的全方位感知。在道路施工阶段，将光纤传感器嵌入沥青混凝土面层或水泥稳定碎石基层，利用光纤的光弹效应，通过监测光信号的相位变化反映结构内部的应变分布，及时发现因碾压不实、材料不均匀导致的局部应力集中区域；在路基监测中，采用压电传感器阵列感知车辆荷载作用下路基的动态应力响应，分析应力传递规律，评估路基的承载能力与稳定性。对于已通车道路，通过安装在桥梁伸缩缝、路面接缝处的应变传感器，长期监测温度变化、车辆荷载反复作用下的应力累积情况，预判结构疲劳损伤趋势，为道路养护提供精准依据。这种实时、全域的应力监测，能够有效避免传统检测中因离散性数据导致的误判，提升对道路结构安全隐患的早期识别能力。

2.2 路面平整度检测

智能传感技术在路面平整度检测中通过集成化的传感设备与数据处理系统，实现对路面高程变化的高精度、高效率测量。检测车辆搭载激光传感器、加速度传感器及GPS定位装置，激光传感器发射的激光束照射路面，通过反射光的时间差计算路面各点的高程值；加速度传感器实时采集车辆自身的颠簸振动数据，用于修正路面实际高程测量结果，消除车辆振动对检测精度的影响；GPS 定位装置则记录每个测量点的位置信息，将高程数据与道路里程精准匹配。采集的数据经车载计算机实时处理，生成路面平整度指数，如国际平整度指数，直观反映路面的起伏状况。相比传统的三米直尺或连续式平整度仪，智能传感技术不仅能实现高速检测，适应通车道路的交通环境，还能获取连续的路面平整度数据，覆盖道路全断面，准确识别局部坑槽、波浪、沉降等病害，为路面维修养护方案的制定提供详细、可靠的依据。

3.应用效果与发展趋势

3.1 提升检测质量与效率

智能传感技术的应用显著提升了市政道路工程质量检测的质量与效率，改变了传统检测模式的局限性。在检测质量方面，由于采用自动化数据采集与分析，减少了人工操作带来的主观误差，数据的精度和一致性得到保障，例如路面平整度检测的重复测量误差大幅降低，结构应力监测数据能够精确到微小应变，使工程质量评价更加客观。在检测效率方面，智能传感系统可实现连续不间断检测，检测速度较人工抽检提升数倍，对于长距离市政道路，能在短时间内完成全域覆盖式检测，同时数据传输与分析同步进行，检测结果可实时反馈，避免了传统检测中样本采集、实验室分析的冗长流程，使工程管理人员能快速掌握道路质量状况，及时采取整改措施，尤其在道路施工关键节点和运营期突发状况处理中，体现出高效响应的优势，有效缩短了质量管控周期。

3.2 面临的挑战

智能传感技术在市政道路工程质量动态检测中应用仍面临多项挑战，制约其进一步推广。技术层面，传感器的长期稳定性有待提升，道路环境中的高温、振动、化学腐蚀等因素会导致部分传感器性能衰减，埋入式传感器的布设还可能影响道路结构的整体性，需要平衡检测需求与工程安全。成本方面，高精度智能传感设备及配套的数据传输与分析系统初期投入较高，对于中小型市政工程而言，经济压力较大，且传感器网络的维护、数据管理需要专业技术人员，增加了运营成本。数据处理方面，海量监测数据的存储、分析与价值挖掘面临困难，现有算法对复杂环境下干扰信号的剔除能力不足，易出现误报或漏报，同时不同品牌传感器的数据格式不统一，导致跨系统数据融合难度大，这些挑战需要通过技术创新与行业标准完善逐步解决。

3.3 未来发展方向

智能传感技术在市政道路工程质量检测中的未来发展将向更高精度、智能化、集成化方向迈进。技术上，新型传感材料的研发是重点，如柔性电子传感器可更好地适应路面形变，自供能传感器通过收集环境振动、光能实现自主供电，减少对外部电源的依赖，提升长期监测能力。智能化方面，人工智能算法将深度融入数据处理过程，通过机器学习实现对复杂环境下故障特征的自动识别，提升异常预警的准确性，同时结合数字孪生技术，将传感数据与道路三维模型实时关联，构建可视化的动态质量数字图谱，直观展示道路内部结构状态与外部性能变化。集成化趋势表现为“传感-通信-计算”一体化设备的开发，小型化、低功耗的传感器节点将组成更密集的监测网络，结合 5G、北斗定位等技术，实现全域、实时、高精度的协同监测。

结束语：智能传感技术在市政道路工程质量动态检测中的应用成效显著，有效提升了检测水平。虽面临一些挑战，但随着技术进步，其应用前景广阔。持续探索与创新该技术应用，将为市政道路工程质量保障提供更有力支持。

参考文献：

[1]赵文强.高速公路隧道工程质量检测中的地质雷达技术[J].四川建材,2023,49(07):10-11+14.

[2]臧宝童.无损检测技术在市政道路工程中的应用探析[J].四川水泥,2015,(09):328.

[3]张瑞杰.质量检测技术在道路工程施工中的应用研究[J].黑龙江交通科技,2022,45(03):178+180.