摘要:改革開放以來,我國的高速公路有了很大的發(fā)展, 尤以瀝青路面為多。在大規(guī)模的高速公路建設(shè)以后, 隨之而來的將是任務(wù)繁重的公路養(yǎng)護(hù)和管理。路面檢測是養(yǎng)護(hù)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容, 也是路面管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的重要組成部分。本文根據(jù)路面檢測指標(biāo)分類論述瀝青面檢測新技術(shù), 并簡要簡述了目前瀝青路面檢測存在問題及發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞:瀝青路面，彎沉檢測，平整度檢測，抗滑性能檢測，無損檢測

　　Abstract: since the reform and open policy, our country of highway had the very big development, especially in the asphalt pavement which is. In the scale of the highway construction later, will be followed task heavy highway maintenance and management. Pavement maintenance detection is an important content of the pavement management system is an important part of data collection. In this paper, according to the classification of asphalt pavement examination indexes paper face detection new technology, and briefly describes the asphalt pavement detection problems at present and the development trend.

　　Key words: the asphalt pavement, deflection testing, flatness detection, slide resistant performance testing, nondestructive testing

　　中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　前言：

　　瀝青路面病害較多，且各種病害的成因又較復(fù)雜，不同路段、不同環(huán)境、不同交通量和原建設(shè)時設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的差異性都會造成高速公路瀝青路面的不同病害。如果在瀝青路面大修時不進(jìn)行科學(xué)檢測，僅根據(jù)路面病害的表面現(xiàn)象，盲目進(jìn)行銑、刨、加鋪等施工，不但不利于節(jié)約投資，還會造成養(yǎng)護(hù)質(zhì)量降低，陷入瀝青路面病害重復(fù)出現(xiàn)的怪圈。

　　1公路瀝青路面的檢測技術(shù)

　　瀝青路面檢測應(yīng)包括以下四個方面的指標(biāo)：路面彎沉檢測、路面平整度檢測、抗滑性能檢測、路面損壞狀況檢測和路面車轍檢測。下面將就這方面來介紹路面檢測技術(shù)。

　　1.1路面彎沉檢測技術(shù)

　　路面彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形或垂直回彈變形值。

　　目前廣泛使用的一種彎沉檢測方法是貝克曼梁法，該方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，可測定各類路基、路面的回彈彎沉，缺點(diǎn)是測試結(jié)果受人為因素的影響較大，瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃ 時為準(zhǔn)，在其他溫度下進(jìn)行的測試需要進(jìn)行溫度修正。其次就是激光彎沉測定儀法，該方法根據(jù)光電流的大小來計(jì)算路面回彈彎沉值，克服了貝克曼梁法的缺點(diǎn)。再者就是自動彎沉測定儀法和落錘式彎沉儀( FWD) 法都是利用計(jì)算機(jī)來計(jì)算路面彎沉值。

　　1.2 路面平整度檢測技術(shù)

　　路面平整度是指路面表面誘使行使車輛出現(xiàn)振動的高程變化。

　　平整度的測試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類設(shè)備包括3m 直尺、和激光路面平整度測定儀等，反應(yīng)類設(shè)備包括等。3m 直尺法用于測定壓實(shí)成型的路面各層表面的平整度，測量效率低，不方便。連續(xù)式平整度儀法適用于測定路表面的平整度，靈活性較大，但測試效率也較低，不適用于在已有較多坑槽、破壞嚴(yán)重的路面上測定。激光路面平整度測定儀法是一種利用裝備有激光傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀的測定車來測定路面平整度的方法，該方法測試速度快，精度高，同時還可以進(jìn)行路面縱斷面、橫坡、車轍等測量。車載式顛簸累積儀測定法在測定時測試車以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽車的激振，通過機(jī)械傳感器可測量路面平整度，其測定速度快，價(jià)格低廉，操作簡便。

　　1.3瀝青路面損壞狀況檢測新技術(shù)

　　路面在使用過程中常發(fā)生各種各樣的損害。損害不但影響路面的結(jié)構(gòu)使用性能和結(jié)構(gòu)承載力, 也會影響到路面使用性能。因此, 瀝青路面損壞狀況檢測, 對于瀝青路面養(yǎng)護(hù)具有重要意義。目前, 國內(nèi)外較先進(jìn)的測量方法有:攝像測量法和探地雷達(dá)法。

　　1.3.1 攝像測量法

　　攝像檢測技術(shù)的基本原理是將安裝在測定汽車上的特種快速或高速攝像機(jī)按一定速度與一定攝像角度, 將路面上所指定的各種病害錄入攝像帶, 然后在現(xiàn)場或室內(nèi)快速處理成數(shù)據(jù)的一種檢測技術(shù)。該方法先進(jìn)性, 成本低, 會成為今后一段時間內(nèi)的路面損壞檢測的主要手段。

　　1.3.2 探地雷達(dá)

　　裝有探地雷達(dá)的車在路上以一定的速度行駛時, 探地雷達(dá)發(fā)射電磁脈沖, 并在較短時間內(nèi)穿透路面, 脈沖反射波被無線接收機(jī)接收, 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄返回時間和路面結(jié)構(gòu)中的不連續(xù)電介質(zhì)常數(shù)的突變情況。路面各結(jié)構(gòu)層材料的電介質(zhì)常數(shù)明顯不同, 因此, 電介質(zhì)常數(shù)突變處, 也就是兩結(jié)構(gòu)層的界面。根據(jù)測知的各種路面材料的電介質(zhì)常數(shù)及波速, 則可計(jì)算路面各結(jié)構(gòu)層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。探地雷達(dá)檢測瀝青路面厚度, 路面脫空、裂縫、陷落、空洞等病害。其檢測速度可達(dá)80km/h 以上, 最大探測深度大于60cm。目前在公路無損檢測方面, 探地雷達(dá)已取得了較好的效果, 而且還有更為廣闊的應(yīng)用前景。

　　1.4 路面抗滑能力檢測技術(shù)

　　抗滑能力主要是指路面摩擦系數(shù)。路面抗滑性能包括縱向和橫向兩個方面, 縱向抗滑性能決定車輛在剎車時的滑行距離, 對避免追尾交通事故的發(fā)生有直接的決定作用; 橫向抗滑性能決定車輛的方向控制能力, 對車輛彎道行駛安全性較為重要。在檢測方法上主要有早期英國的擺式摩擦儀( 靜態(tài)、單點(diǎn)檢測) 和現(xiàn)今制動測距( 動態(tài)、連續(xù)檢測) 的方法。動態(tài)連續(xù)式檢測已成為當(dāng)今國際上的主流, 但在制造上有較大的難度。國際上檢測手段較發(fā)達(dá)的國家有瑞典和美國等。另一種新的檢測方法是測定檢測車全剎車時的最大減速度, 一些研究成果表明, 此最大減速度與路面摩擦系數(shù)有較好的相關(guān)性。近幾年國際上有一些研究采用高分辨率的激光距離傳感器檢測路面的微觀特征, 并研究其綜合定量指標(biāo)與路面摩擦系數(shù)的相關(guān)性。若這一種新的方法得以認(rèn)可, 路面摩擦系數(shù)的快速檢測將變得更有效和低價(jià)。我國目前廣泛采用的主要檢測設(shè)備為橫向力系數(shù)測試儀。該設(shè)備的基本原理是, 設(shè)定試驗(yàn)輪與行車方向成一定角度, 橫向力與試驗(yàn)輪對路面荷載的比值即為橫向力系數(shù), 反映車輛在路面上側(cè)滑的危險(xiǎn)性, 正常測速約50 km /h, 剎車式摩擦系數(shù)測試儀是在行駛的過程中, 每間隔指定的距離自動對測試輪剎車, 剎車期間測試輪在路面上滑動。根據(jù)傳感器所記錄的力, 即可計(jì)算制動力系數(shù)。該設(shè)備在美國是抗滑能力測試標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備之一, 測試速度最高可以達(dá)到110 km /h。

　　1.5 路面車轍檢測

　　車轍是指沿道路縱向在車輛集中位置處路面產(chǎn)生的帶狀凹槽。由于交通量的增長、車輛渠化交通、持續(xù)高溫等因素的綜合影響, 車轍已經(jīng)成為我國瀝青路面早期破壞中常見的一種路面病害。

　　路面車轍檢測技術(shù)早期主要采用3 m 直尺方法, 目前在國際上已發(fā)展到較為完善的程度。美國ICC 公司、South DakotaDOT、澳大利亞ARRB 等均能生產(chǎn)快速可靠的車載式車轍自動檢測儀。這類儀器可進(jìn)行高速、連續(xù)的檢測, 具有可靠性高、操作安全、不影響車輛的正常通行等優(yōu)點(diǎn), 在國外已得到廣泛應(yīng)用。這類儀器主要是采用光學(xué)傳感器(包括激光和紅外傳感器) 及超聲波傳感器進(jìn)行測量, 每種傳感器均有一定的適用范圍, 未來的研究將根據(jù)不同需求研究選用合適的傳感器, 以期達(dá)到更好的應(yīng)用效果和更高的經(jīng)濟(jì)性。如激光傳感器要求路面不具有較強(qiáng)的陽光照射度, 而紅外傳感器對色彩較敏感, 超聲波傳感器則對汽車產(chǎn)生的噪音較敏感。然而我國在路面車轍檢測方面主要停留在人工檢測階段, 對車轍的檢測局限于對典型斷面的檢測。這種檢測對典型斷面的選取隨意性大, 受主觀因素影響多, 由于手段落后、速度慢, 危險(xiǎn)性極大。目前哈爾濱工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)備和算法方面的研究, 取得了階段性的成果。

　　近幾年來, 一種新的激光車轍掃描測試系統(tǒng)已經(jīng)開始研發(fā)并有樣機(jī)問世, 該系統(tǒng)包含兩個斷面激光掃描器, 能采集1 280個點(diǎn)的數(shù)據(jù), 取樣率為25 斷面/ s, 在工程應(yīng)用上能更加真實(shí)地反映路面車轍的實(shí)際情況。系統(tǒng)不受溫度、濕度、路面顏色和平整度的影響, 雨天也可測試。此外, 激光車轍掃描測試系統(tǒng)具有很高的重復(fù)性以及精確度, 測試高度的精確度為

1 mm。預(yù)計(jì)此類產(chǎn)品將成為未來的發(fā)展趨勢。

　　2存在問題及發(fā)展趨勢

　　近幾年雖然我國在瀝青路面檢測方面發(fā)展迅速, 但仍然存在不少問題: 檢測指標(biāo)不完善, 路面水損害、瀝青路面老化程度等都沒有評定指標(biāo); 不同儀器檢測同一指標(biāo)結(jié)果有差異, 如激光紋理儀與鋪砂法測構(gòu)造深度; 大部分檢測方法是有損檢測, 破壞了路面的結(jié)構(gòu), 如壓實(shí)度、厚度檢測; 大多數(shù)檢測手段測速低、可靠性差, 有些人工操作為主的檢測手段仍在沿用; 單一檢測, 不能綜合評定路面質(zhì)量。

　　如前所述, 激光在各檢測指標(biāo)中應(yīng)用廣泛且無損, 除此之外還有探地雷達(dá)、超聲波、熱成像技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、頻譜分析技術(shù)以及集成車等技術(shù)的應(yīng)用, 檢測設(shè)備正向著高精度、實(shí)時化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化以及多功能的趨勢發(fā)展。

　　3、結(jié)語

　　隨著新形勢新情況的出現(xiàn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的路面檢測技術(shù)面臨被淘汰和升級的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。只有不斷創(chuàng)新、改進(jìn)技術(shù)，才能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，確保路面檢測工作發(fā)揮應(yīng)有的作用。