公路路面結構檢測技術研究現狀

金暉

（南京長江第二大橋有限責任公司，江蘇 南京 210038）

公路路面結構檢測技術研究現狀

金暉

（南京長江第二大橋有限責任公司，江蘇 南京 210038）

隨著我國經濟的飛躍和現代化建設的發展，公路成為重要的交通運輸途徑，對我國經濟發展發揮積極作用。但由于自然環境影響和過重的負載，公路的路面不可避免的會產生病害，影響到正常的通行，嚴重時可能會造成生命財產損失。因此，應采用科學合理的公路路面結構檢測技術對公路進行檢測，及時發現公路結構破損，應采取措施進行有效修復。

公路路面；結構檢測；研究現狀

公路是促進我國經濟發展的重要工程，保證其正常通行就成為了重中之重。有些公路的年代久遠，使用過程中不注重定期維修檢測，加之雨雪等的自然腐蝕，給整個路面結構帶來危害，使路面結構形成缺陷，造成公路的使用壽命縮短。路面結構缺陷發現不及時可能會造成修理費大大增加，嚴重時可能會影響安全。因此，必須不斷研究新型路面檢測技術，合理科學的使用路面檢測技術，及時有效的發現公路路面結構存在的缺陷，避免可能出現的損失，減少維修成本。

1 路面破損狀況檢測

路面破損狀況的檢測是公路路面結構檢測技術的重點，也是目前路面管理的重點研究方向。目前采用的路面破損狀況檢測方法主要是基于車載攝影設備對公路進行連續高速的拍攝，采集到充分的路面圖像，然后利用計算機進行處理，識別分類路面出現破損的位置，得出相應的數值信息，轉變成破損值。但這種方法有其局限性，有些年代久遠的公路路面上會有污漬、陰影和雜物，這會大大影響計算機的識別，造成誤判，使最終得到的數值與實際結果產生較大誤差。因此，研究如何加強計算機對陰影雜物等非路面破損情況的辨識區分是技術人員應當關注的重點問題。

2 路面彎沉檢測技術

路面的彎沉檢測是衡量路面結構強度的重要檢測手段，是檢測路面強度的一個關鍵指標。路面彎沉是指路面在標準軸載負荷下產生的總垂直或是回彈變形值。傳統的路面彎沉檢測技術主要是利用靜態彎沉測量法。這種方法主要是利用杠桿原理，利用設備連續測量路面的彎沉值，并能自動記錄總的彎沉值和彎沉盆曲線，使用的設備主要是貝克曼梁法自動彎沉儀以及美國加州研發的移動式彎沉儀。這種方法技術簡單，使用方便，但受環境和人為因素影響大，容易產生誤差，工作效率不高。穩態動力彎沉儀檢測路面彎沉也是一種傳統的檢測方法，這種方法是利用動態荷載發生器向路面發出正弦周期的荷載，并利用傳感器等設備記錄路面的彎沉值，然后利用計算機進行數據處理。這種方式受到參照點影響小，但由于荷載的大小難以控制，過大會影響路面的應力狀態，過小會產生誤差，難以測量路面真實彎沉值。

目前應用最廣泛的技術是利用脈沖式彎沉檢測儀檢測路面，使用的儀器主要是落錘彎沉儀，簡稱FWD。這種方法是利用檢測車的液壓系統使落錘升高，然后釋放落錘，落在一個剛性圓盤即荷載盤上，對路面產生脈沖式沖擊，且該沖擊荷載非常接近汽車的輪載，使路面變形形成彎沉盆，然后利用傳感器收集路面反饋出的信息。這種方式的優點在于能夠真實的模擬道路行車的荷載情況，而且能夠克服靜態彎沉測量儀參照系統不穩定的缺點，比穩態動力彎沉儀的靜力預載要小。另外，由于這種方法的關鍵在于計算機的分析處理控制，自動化程度高，不需耗費大量的人力物力，計算準確性也大大提升。但由于FWD技術的測試速度在60至80km/h間，達不到高速交通路面檢測需要的速度，因此仍然存在很大的改進空間。近年來，美國的RWD技術和丹麥的HSD技術利用高頻脈沖激光來檢測路面彎沉，由于高頻脈沖激光的檢測速度較高，能夠達到高速公路檢測標準。這些新興的高速脈沖式彎沉儀也將成為路面彎沉檢測技術未來主要的研究發展方向。

3 路面結構病害檢測技術

3.1 雷達法檢測

雷達波屬于電磁波，在混凝土中傳播時的傳播速度會受到介質的介電常數影響。因此，當混凝土的表面或是內部結構缺陷病害等使混凝土的介電常數發生較大變化的情況時會產生反射或是散射現象，利用計算機對反射波的波形和傳播時間進行分析處理，能夠清晰地判斷出混凝土內部的狀況，及時發現公路路面結構的病害或是隱患，及時確定病害類型并采取有效措施進行處理。

3.2 沖擊回波法檢測

利用鋼球短促敲擊公路表面，產生低頻的瞬時應力波，該應力波在公路結構內部的缺陷會發生發射，反射波會引起結構表面位移，通過傳感器記錄下來反射波形，通過計算機處理數據和波形，可以得到公路結構缺陷處的深度或是尺寸，判斷出缺陷的類型。這種方法主要用來檢測路面的厚度和裂縫。

3.3 立體視覺檢測法

立體視覺檢測法，設計原理為通過立體視覺技術，檢測輻射區域內的變化狀態。當前在實際發展的過程中，通過應用兩臺攝像機對物體進行不同角度的錄像監控。最終通過后期數據傳輸，進行三維立體圖形的合成。合成之后，針對前后物體變化數據進行比對分析，理論測試效果較為良好。但在實際應用的過程中此類技術，由于檢測精度以及檢測速度，無法滿足當前路面裂縫的實際檢測效果。主要原因為：此類技術在應用的過程中，由于路面的應用現狀，以及光線照射等原因，無法準確有效的進行裂縫檢測。

4 路面平整度檢測技術

4.1 激光測距法

利用檢測車發出橫向均勻分布的激光光束，然后用激光接收器接收，可以測出路面的高程。得到路面的橫斷面高程分布后可以計算車轍的位置，進而得出路面的縱斷面和橫向坡度，然后用計算機對得到的數據進行分析處理，最終得到路面的平整度數據。為了避免車輛行駛中的顛簸振動對測試結果的影響，在使用激光測距法檢測路面時一般會給檢測車安裝一個陀螺儀和加速計，最大限度的削弱振動產生的誤差。

4.2 車載顛簸累積法

通過檢測車行駛時的縱向顛簸累積量來測定路面平整度的方法即為車載顛簸累積法。累積量越小，路面的平整度越高。這種方法的測定原理簡單，操作簡便，需要注意的是車輛的性能。在測試前要檢測標定車輛的懸掛系統，在車輛更改維修后一定要重新標定，確保測試結果的科學性。

4.3 連續式平整度儀法

連續式平整度儀法在應用的過程中，整體的應用效果較為良好。并在實踐的過程中，獲得了較好的測試經驗。實際試驗的過程中，通過車輛帶動或人員操作，進行儀器的作業。儀器在路面前進的過程中，通過輪軸的擺動位移量，傳輸一定數值的電子參數。之后根據傳輸電子參數值的大小，確定測試路面的平整度。連續式平整度儀法在應用的過程中，操作靈活測試數據準確。但由于設備構造等方面的原因，此類設備在具體應用的過程中，對于路面本身的平整度要求較高，因此通常應用于平整度測試的精細化測試中。

5 路面承載力檢測技術

道路工程在建筑結束之后，為了保證建筑工程符合施工要求，滿足應用質量，質監部門針對公路路面進行承載力檢測，為主要的作業項目之一。當前在實際發展的過程中，針對檢測路面承載力的應用技術，常用的方法有：激光彎沉測試法、自動彎沉測試法。以下針對此類測試方法進行簡要的分析介紹。

5.1 激光彎沉測試法

激光彎沉測試法在發展的過程中，主要的應用技術為激光技術。通過針對路面安裝硅光電池測頭，通行車輛輪隙安裝激光測定儀的方式進行檢測。檢測的過程中，車輛以常規速度通過被測試路面。通行的過程中，通過硅光電池以及激光測定儀之間的電流互動量，評測路面發生回彈以及應力變形的數值。最終通過此類數據，判定路面的承載力。

5.2 自動彎沉測試法

自動彎沉測試法在應用的過程中，首先將測試儀器安裝于測試車輛上。安裝位置一般為車輛底盤前端位置，此后通過車輛的勻速行駛進行測試。測定設備根據車輛與路面之間發生的位移量，進行數據的傳輸。最終通過電腦模式測試，判斷路面的承載力。實際應用的過程中，為了保障測試結果的準確性。通常在測試的過程中進行多次檢測，以及不同速度下的檢測，進行最終路面承載力的判定。

6 結語

在我國城市化進程中，城市對于公路的需求越來越高，公路的質量也成為重點問題，因此，公路路面結構檢測技術成為關注的熱點。目前，我國的公路路面檢測技術已經取得了較大的突破，在路面自動彎沉儀和激光平整度檢測車等設備上達到了國際前沿水平，但依然存在很多薄弱點。技術人員必須加強對公路路面檢測技術的研究力度，研究出更多便捷科學的檢測技術，及時發現公路路面的缺陷，避免可能出現的行駛安全問題。

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U416.2

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1671-0711（2017）08（下）-0065-02