关于沥青路面检测技术的分析

　　摘要:改革开放以来,我国的高速公路有了很大的发展, 尤以沥青路面为多。在大规模的高速公路建设以后, 随之而来的将是任务繁重的公路养护和管理。路面检测是养护工作的一项重要内容, 也是路面管理系统中数据采集的重要组成部分。本文根据路面检测指标分类论述沥青面检测新技术, 并简要简述了目前沥青路面检测存在问题及发展趋势。

　　关键词:沥青路面，弯沉检测，平整度检测，抗滑性能检测，无损检测

　　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

　　中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：

　　前言：

　　沥青路面病害较多，且各种病害的成因又较复杂，不同路段、不同环境、不同交通量和原建设时设计、施工质量的差异性都会造成高速公路沥青路面的不同病害。如果在沥青路面大修时不进行科学检测，仅根据路面病害的表面现象，盲目进行铣、刨、加铺等施工，不但不利于节约投资，还会造成养护质量降低，陷入沥青路面病害重复出现的怪圈。

　　1公路沥青路面的检测技术

　　沥青路面检测应包括以下四个方面的指标：路面弯沉检测、路面平整度检测、抗滑性能检测、路面损坏状况检测和路面车辙检测。下面将就这方面来介绍路面检测技术。

　　1.1路面弯沉检测技术

　　路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。

　　目前广泛使用的一种弯沉检测方法是贝克曼梁法，该方法的优点是操作简单，可测定各类路基、路面的回弹弯沉，缺点是测试结果受人为因素的影响较大，沥青路面的弯沉以标准温度20℃ 时为准，在其他温度下进行的测试需要进行温度修正。其次就是激光弯沉测定仪法，该方法根据光电流的大小来计算路面回弹弯沉值，克服了贝克曼梁法的缺点。再者就是自动弯沉测定仪法和落锤式弯沉仪( FWD) 法都是利用计算机来计算路面弯沉值。

　　1.2 路面平整度检测技术

　　路面平整度是指路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化。

　　平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类设备包括3m 直尺、和激光路面平整度测定仪等，反应类设备包括等。3m 直尺法用于测定压实成型的路面各层表面的平整度，测量效率低，不方便。连续式平整度仪法适用于测定路表面的平整度，灵活性较大，但测试效率也较低，不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。激光路面平整度测定仪法是一种利用装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车来测定路面平整度的方法，该方法测试速度快，精度高，同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量。车载式颠簸累积仪测定法在测定时测试车以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽车的激振，通过机械传感器可测量路面平整度，其测定速度快，价格低廉，操作简便。

　　1.3沥青路面损坏状况检测新技术

　　路面在使用过程中常发生各种各样的损害。损害不但影响路面的结构使用性能和结构承载力, 也会影响到路面使用性能。因此, 沥青路面损坏状况检测, 对于沥青路面养护具有重要意义。目前, 国内外较先进的测量方法有:摄像测量法和探地雷达法。

　　1.3.1 摄像测量法

　　摄像检测技术的基本原理是将安装在测定汽车上的特种快速或高速摄像机按一定速度与一定摄像角度, 将路面上所指定的各种病害录入摄像带, 然后在现场或室内快速处理成数据的一种检测技术。该方法先进性, 成本低, 会成为今后一段时间内的路面损坏检测的主要手段。

　　1.3.2 探地雷达

　　装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时, 探地雷达发射电磁脉冲, 并在较短时间内穿透路面, 脉冲反射波被无线接收机接收, 数据采集系统记录返回时间和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同, 因此, 电介质常数突变处, 也就是两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速, 则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度, 路面脱空、裂缝、陷落、空洞等病害。其检测速度可达80km/h 以上, 最大探测深度大于60cm。目前在公路无损检测方面, 探地雷达已取得了较好的效果, 而且还有更为广阔的应用前景。

　　1.4 路面抗滑能力检测技术

　　抗滑能力主要是指路面摩擦系数。路面抗滑性能包括纵向和横向两个方面, 纵向抗滑性能决定车辆在刹车时的滑行距离, 对避免追尾交通事故的发生有直接的决定作用; 横向抗滑性能决定车辆的方向控制能力, 对车辆弯道行驶安全性较为重要。在检测方法上主要有早期英国的摆式摩擦仪( 静态、单点检测) 和现今制动测距( 动态、连续检测) 的方法。动态连续式检测已成为当今国际上的主流, 但在制造上有较大的难度。国际上检测手段较发达的国家有瑞典和美国等。另一种新的检测方法是测定检测车全刹车时的最大减速度, 一些研究成果表明, 此最大减速度与路面摩擦系数有较好的相关性。近几年国际上有一些研究采用高分辨率的激光距离传感器检测路面的微观特征, 并研究其综合定量指标与路面摩擦系数的相关性。若这一种新的方法得以认可, 路面摩擦系数的快速检测将变得更有效和低价。我国目前广泛采用的主要检测设备为横向力系数测试仪。该设备的基本原理是, 设定试验轮与行车方向成一定角度, 横向力与试验轮对路面荷载的比值即为横向力系数, 反映车辆在路面上侧滑的危险性, 正常测速约50 km /h, 刹车式摩擦系数测试仪是在行驶的过程中, 每间隔指定的距离自动对测试轮刹车, 刹车期间测试轮在路面上滑动。根据传感器所记录的力, 即可计算制动力系数。该设备在美国是抗滑能力测试标准设备之一, 测试速度最高可以达到110 km /h。

　　1.5 路面车辙检测

　　车辙是指沿道路纵向在车辆集中位置处路面产生的带状凹槽。由于交通量的增长、车辆渠化交通、持续高温等因素的综合影响, 车辙已经成为我国沥青路面早期破坏中常见的一种路面病害。

　　路面车辙检测技术早期主要采用3 m 直尺方法, 目前在国际上已发展到较为完善的程度。美国ICC 公司、South DakotaDOT、澳大利亚ARRB 等均能生产快速可靠的车载式车辙自动检测仪。这类仪器可进行高速、连续的检测, 具有可靠性高、操作安全、不影响车辆的正常通行等优点, 在国外已得到广泛应用。这类仪器主要是采用光学传感器(包括激光和红外传感器) 及超声波传感器进行测量, 每种传感器均有一定的适用范围, 未来的研究将根据不同需求研究选用合适的传感器, 以期达到更好的应用效果和更高的经济性。如激光传感器要求路面不具有较强的阳光照射度, 而红外传感器对色彩较敏感, 超声波传感器则对汽车产生的噪音较敏感。然而我国在路面车辙检测方面主要停留在人工检测阶段, 对车辙的检测局限于对典型断面的检测。这种检测对典型断面的选取随意性大, 受主观因素影响多, 由于手段落后、速度慢, 危险性极大。目前哈尔滨工业大学进行了相应的设备和算法方面的研究, 取得了阶段性的成果。

　　近几年来, 一种新的激光车辙扫描测试系统已经开始研发并有样机问世, 该系统包含两个断面激光扫描器, 能采集1 280个点的数据, 取样率为25 断面/ s, 在工程应用上能更加真实地反映路面车辙的实际情况。系统不受温度、湿度、路面颜色和平整度的影响, 雨天也可测试。此外, 激光车辙扫描测试系统具有很高的重复性以及精确度, 测试高度的精确度为

1 mm。预计此类产品将成为未来的发展趋势。

　　2存在问题及发展趋势

　　近几年虽然我国在沥青路面检测方面发展迅速, 但仍然存在不少问题: 检测指标不完善, 路面水损害、沥青路面老化程度等都没有评定指标; 不同仪器检测同一指标结果有差异, 如激光纹理仪与铺砂法测构造深度; 大部分检测方法是有损检测, 破坏了路面的结构, 如压实度、厚度检测; 大多数检测手段测速低、可靠性差, 有些人工操作为主的检测手段仍在沿用; 单一检测, 不能综合评定路面质量。

　　如前所述, 激光在各检测指标中应用广泛且无损, 除此之外还有探地雷达、超声波、热成像技术、数字图像处理技术、频谱分析技术以及集成车等技术的应用, 检测设备正向着高精度、实时化、标准化、智能化以及多功能的趋势发展。

　　3、结语

　　随着新形势新情况的出现和科学技术的发展，传统的路面检测技术面临被淘汰和升级的挑战和机遇。只有不断创新、改进技术，才能适应经济社会发展的需要，确保路面检测工作发挥应有的作用。

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