为了检验超声波混凝土厚度测试仪（ACT）探测缺陷的能力，我们制作了一块含有分层和空洞的混凝土板（见图1，2，3所示）。板长60”(英寸)，宽120”，厚度分别为8”和4”。板在铺筑了一层碎石灰石作为基底的开挖过的密实粘土上建造，并由钢筋增强。在石灰石上铺设了一层12”´24”大小的3/4”厚的泡沫薄片，及一层24”´24”大小的1”厚的鹅卵石层。

缺陷仅布设在8”厚的那部分板中。通过布设1/32”厚的三元乙丙(EPDM)橡胶薄片来产生分层。其中3个12”´12”大小的分层分别设置在2”,1/2”和1-1/2”深处，另外2个6”´6”大小的分层分别设置在1”和4”深处。通过使用3-1/8”´3-1/8”´23”大小的密封塑料管来产生空洞，密封塑料管顶面置于4-1/2”深的地方。而在鹅卵石基层上5”深的地方还布置了一块12”´12”´1/4”大小的钢板，另外该混凝土板还包有一个大小24”´24”的由水泥浆和鳞片石构成的蜂窝缺陷。

测试步骤

1、用ACT对该混凝土路面进行了扫描得到1121个数据，在X-Y 坐标系统上建立间距为2” (ΔX = ΔY = 2”) 的灰度图案，X坐标点范围从2-118，Y坐标点范围从2-58，如图4所示.在每个数据点，得到一个2-30KHz范围内的主频（共振频率峰值）。

2、为便于数据采集和扫描报告生成,对每一个Y坐标点（上诸如 2, 4, ...，58）创建1个记录名。对每个记录名，在每个X坐标点处采集得到一个数据。通过这种数据采集方法可优化生成扫描结果。通过微软EXCEL电子表格显示和分析,得到主频形成的相对应图像，结果如图5所示，其中灰色区域是与8”厚度区域共振频率相对应的，而蓝色区域是与4”厚度区域共振频率相对应的。
 

测试结果

测试结果表明，在没有缺陷的地方，主频（厚度共振）所对应的结果与8”和4”厚的混凝土板相一致。在有分层和空洞的区域，主频由厚度共振变成弯曲共振。与厚度共振频率相比，弯曲共振的频率是锐利且低频的。在泡沫基底区域，主频结果与厚度的减少相对应，在鹅卵石基底和蜂窝区域，得到的主频与厚度共振频率接近。由于采用的是湿的混凝土拌合物，认为模拟的蜂窝不起作用且混凝土可以容易地在鹅卵石四周流动使石头成为混凝土板的一部分。缺陷位置和扫描结果叠加图清晰地表明了ACT检测缺陷的能力（见图6）。

图1.  8”到4”深的部分

图 2  8”深处有缺陷、砂砾和泡沫基底
 

图3混凝土板构造分布图
 

图4. 按2”测试间隔分布测点的混凝土板
 

图5  由ACT扫描混凝土板得到的数据绘制的EXCEL图

图6 缺陷位置和扫描结果叠加图