摘要:改革開放以來,我國的高速公路有了很大的發展, 尤以瀝青路面為多。在大規模的高速公路建設以后, 隨之而來的將是任務繁重的公路養護和管理。路面檢測是養護工作的一項重要內容, 也是路面管理系統中數據采集的重要組成部分。本文根據路面檢測指標分類論述瀝青面檢測新技術, 并簡要簡述了目前瀝青路面檢測存在問題及發展趨勢。
關鍵詞: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 文獻標識碼：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雜，不同路段、不同環境、不同交通量和原建設時設計、施工質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行科學檢測，僅根據路面病害的表面現象，盲目進行銑、刨、加鋪等施工，不但不利于節約投資，還會造成養護質量降低，陷入瀝青路面病害重復出現的怪圈。
1公路瀝青路面的檢測技術
瀝青路面檢測應包括以下四個方面的指標：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。
1.1路面彎沉檢測技術
路面彎沉是指在規定的標準軸載作用下，路面表面輪隙位置產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，該方法的優點是操作簡單，可測定各類路基、路面的回彈彎沉，缺點是測試結果受人為因素的影響較大，瀝青路面的彎沉以標準溫度20℃ 時為準，在其他溫度下進行的測試需要進行溫度修正。其次就是激光彎沉測定儀法，該方法根據光電流的大小來計算路面回彈彎沉值，克服了貝克曼梁法的缺點。再者就是自動彎沉測定儀法和落錘式彎沉儀( FWD) 法都是利用計算機來計算路面彎沉值。
1.2 路面平整度檢測技術
路面平整度是指路面表面誘使行使車輛出現振動的高程變化。
平整度的測試設備分為斷面類和反應類兩大類。斷面類設備包括3m 直尺、和激光路面平整度測定儀等，反應類設備包括等。3m 直尺法用于測定壓實成型的路面各層表面的平整度，測量效率低，不方便。連續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，通過機械傳感器可測量路面平整度，其測定速度快，價格低廉，操作簡便。
1.3瀝青路面損壞狀況檢測新技術
路面在使用過程中常發生各種各樣的損害。損害不但影響路面的結構使用性能和結構承載力, 也會影響到路面使用性能。因此, 瀝青路面損壞狀況檢測, 對于瀝青路面養護具有重要意義。目前, 國內外較先進的測量方法有:攝像測量法和探地雷達法。
1.3.1 攝像測量法
攝像檢測技術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, 然后在現場或室內快速處理成數據的一種檢測技術。該方法先進性, 成本低, 會成為今后一段時間內的路面損壞檢測的主要手段。
1.3.2 探地雷達
裝有探地雷達的車在路上以一定的速度行駛時, 探地雷達發射電磁脈沖, 并在較短時間內穿透路面, 脈沖反射波被無線接收機接收, 數據采集系統記錄返回時間和路面結構中的不連續電介質常數的突變情況。路面各結構層材料的電介質常數明顯不同, 因此, 電介質常數突變處, 也就是兩結構層的界面。根據測知的各種路面材料的電介質常數及波速, 則可計算路面各結構層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。探地雷達檢測瀝青路面厚度, 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, 探地雷達已取得了較好的效果, 而且還有更為廣闊的應用前景。
1.4 路面抗滑能力檢測技術
抗滑能力主要是指路面摩擦系數。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、單點檢測) 和現今制動測距( 動態、連續檢測) 的方法。動態連續式檢測已成為當今國際上的主流, 但在制造上有較大的難度。國際上檢測手段較發達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有較好的相關性。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與路面摩擦系數的相關性。若這一種新的方法得以認可, 路面摩擦系數的快速檢測將變得更有效和低價。我國目前廣泛采用的主要檢測設備為橫向力系數測試儀。該設備的基本原理是, 設定試驗輪與行車方向成一定角度, 橫向力與試驗輪對路面荷載的比值即為橫向力系數, 反映車輛在路面上側滑的危險性, 正常測速約50 km /h, 剎車式摩擦系數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。根據傳感器所記錄的力, 即可計算制動力系數。該設備在美國是抗滑能力測試標準設備之一, 測試速度最高可以達到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生的帶狀凹槽。由于交通量的增長、車輛渠化交通、持續高溫等因素的綜合影響, 車轍已經成為我國瀝青路面早期破壞中常見的一種路面病害。
路面車轍檢測技術早期主要采用3 m 直尺方法, 目前在國際上已發展到較為完善的程度。美國ICC 公司、South DakotaDOT、澳大利亞ARRB 等均能生產快速可靠的車載式車轍自動檢測儀。這類儀器可進行高速、連續的檢測, 具有可靠性高、操作安全、不影響車輛的正常通行等優點, 在國外已得到廣泛應用。這類儀器主要是采用光學傳感器(包括激光和紅外傳感器) 及超聲波傳感器進行測量, 每種傳感器均有一定的適用范圍, 未來的研究將根據不同需求研究選用合適的傳感器, 以期達到更好的應用效果和更高的經濟性。如激光傳感器要求路面不具有較強的陽光照射度, 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, 危險性極大。目前哈爾濱工業大學進行了相應的設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已經開始研發并有樣機問世, 該系統包含兩個斷面激光掃描器, 能采集1 280個點的數據, 取樣率為25 斷面/ s, 在工程應用上能更加真實地反映路面車轍的實際情況。系統不受溫度、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具有很高的重復性以及精確度, 測試高度的精確度為
2存在問題及發展趨勢
近幾年雖然我國在瀝青路面檢測方面發展迅速, 但仍然存在不少問題: 檢測指標不完善, 路面水損害、瀝青路面老化程度等都沒有評定指標; 不同儀器檢測同一指標結果有差異, 如激光紋理儀與鋪砂法測構造深度; 大部分檢測方法是有損檢測, 破壞了路面的結構, 如壓實度、厚度檢測; 大多數檢測手段測速低、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量。
如前所述, 激光在各檢測指標中應用廣泛且無損, 除此之外還有探地雷達、超聲波、熱成像技術、數字圖像處理技術、頻譜分析技術以及集成車等技術的應用, 檢測設備正向著高精度、實時化、標準化、智能化以及多功能的趨勢發展。
3、結語
隨著新形勢新情況的出現和科學技術的發展，傳統的路面檢測技術面臨被淘汰和升級的挑戰和機遇。只有不斷創新、改進技術，才能適應經濟社會發展的需要，確保路面檢測工作發揮應有的作用。
