路面管理系統中檢測設備及檢測方法評價

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

引言

對路面的狀況進行檢測評價，是路面管理系統中不可或缺的一環，也是公路建設和公路管理中的關鍵技術。正確地進行路面檢測與評價，可以及時地發現施工中可能存在的缺陷，保障路面質量和正常交通運行，為行人的行車安全提供良好地保障。同時，良好地檢測設備與檢測方法還對科學地道路養護決策的科和合理分配養護資金大有裨益。在近些年，隨著高新技術的不斷進步，國外許多國家更是對路面檢測方法與檢測設備取得了突破性的研究，并且基于各自的實際需求形成了各種特色的檢測方法和檢測設備?；诖?本文對路面管理系統中檢測設備及檢測方法進行深人的研究分析,旨在促進我國公路質量的不斷提升。

一、路面檢測設備與檢測方法

以往人門在評定路面狀況時常常依靠個人經驗，導致數據不夠客觀，所以各種檢測設備和方法的研究給路面檢測帶來了長足的發展。各種數據采集方法和設備的出現，使得我們可以更好地養護和改建項目。既要對路面損壞狀況以及結構的承載進行檢測，也要檢測其是否滿足行駛舒適、安全、運行經濟等方面的要求。

(一)路面平整度檢測。車輛在路面上行駛時會出現振動，從而產生高程變化，對行車安全性性、舒適性性和耗油量等方面均會產生影響，從而影響道路行駛質量和服務水平。

1.斷面類平整度檢測

(1)3m直尺法。將3m的直尺放置待測路面上，畫針在滾輪的帶動下發生位移，紙帶也會在滾筒輪的帶動下移動起來，畫針在紙袋上描繪出軌跡，這些軌跡所代表的幾何量可以得到路面的平整度值。

(2)連續式平整度儀。在待測路面上，將儀器由一側向另一側上勻速的移動，此時測試輪發生位移，位于儀器上的感應器可以檢測到垂直方向上的位移，隨儀器的移動不斷地記錄數據。

(3)GMR和APL慣性斷面儀。測量輪可以檢測出車身與路表的相對位移值。用車載加速度計建立慣性參考系,車體震動產生的誤差可由輸出信號的二次積分互差消除,由此可以得到路面真實的平整度。

(4)激光路面平整儀。作為目前最先進的平整度檢測儀器，激光路面平整儀改進了慣性斷面儀的上述缺點，具有自動化程度高、數據精準的特點。不同于GMR和APL慣性斷面儀用測量輪測量車身同路表之間距離，激光路面平整儀利用了光差原理。

2.反應類平整度檢測。反應類平整度檢測是間接測量道路平整度的一種方法。存在受車輛自身速度等影響過大，時間空間穩定性不足、且需要與已知的數據形成參照等問題。世界銀行在巴西進行試驗并提出的國際平整指數IRI保證了檢測數據的時間-空間穩定性，IRI是1/4車在80km/h速度下懸掛系位移比上距離的值。

(二)路面損壞狀況調查

1.攝像探測法。將安裝高速攝像機的測試車開至待測路段，保證攝像頭對準合適的位置。測試車在路面行駛過程中，攝像機可以準確采集圖像、記錄路面數據。該方法快速精確并且可以連續作業，在路面管理系統中被廣泛采用并不斷精進。

2.探地雷達法。待測路面被脈沖穿透并反射回反射波，反射波被測試車的接收器接收。不連續電介質突變數值和脈沖反射時間等數據將會被記錄。

(三)路面承載能力檢測

1.激光彎沉測定儀法。使測量車保持一定的行駛速度，位于測量車上的發射器發出信號激光，待測路面存在回彈作用，通過換算產生的電流可以計算出彎沉值。這種方法有著精準快捷并且可以長距離大范圍測量的優點，常用于剛性路面的檢測工作。

2.貝克曼梁法。卸載車上的負重，路面恢復原狀，就可以測得回彈彎沉值。貝克曼梁法是一種操作簡單，但不夠相對耗時的測量方法。而且抗人為干擾能力不足，同時經濟性相對較差。

3.自動彎沉儀測定法。該方法的彎沉測定梁在測量車底盤前方穩定放置，駕駛車輛以合適速度在待測路段行駛，傳感器可以準確測定兩后輪的位移數據。該方法運用杠桿原理，循環往復在待測路段測量，用計算機處理測量數據得出的結果。在瀝青路面養護以及路面施工驗收階段，常用此方法進行檢測。

4.落錘式彎沉儀法。該方法用系統控制落錘的啟動，在測量點四周放置傳感器，錘子落在承壓板上，傳感器可以檢測到數據并將數據傳遞給計算機系統進行處理，最終得到路面彎沉值。此方法的液壓系統由計算機指揮，具有快速精確，誤差小等優點。

(四)路面抗滑性能檢測

1.擺式儀法。對待測路段進行隨機抽樣，確定并標記待測點橫斷面的位置。在適當位置放置擺式儀，讓擺錘下落的方向與汽車行駛的方向一致，緊接著釋放擺錘，下落的擺錘與路面摩擦產生摩擦力做功，所做的功等同于擺錘的位能損失，最后記錄數據。

2.激光構造深度儀法。高脈沖半導體激光器會發射出紅外線到待測路面上，用收透鏡對其進行聚集，再將光束射向光敏二極管,道路表面的數據此時可以在二極管內指定位置表征。

二、路面檢測的主要設備

(一)激光路面平整度儀。激光平整度儀由激光傳感器、加速度計和陀螺儀組成。各種傳感器也包含了如加速度慣性修正技術等先進的技術手段，可以測定路面縱斷面高程數據，并且有強大的計算機處理系統來對數據進行數理分析。

(二)FWD落錘式彎沉儀。FWD落錘式彎沉儀通過落錘對地面施加脈沖荷載，通過控制落錘的重量和下落高度等可調控脈沖荷載大小。該儀器可以較為真實地還原行車荷載對路面的作用力，是目前較為理想的檢測設備。

(三)路面橫向力系數測試車。其中測量系統有測試論、機械懸浮導軌、升降裝置以及橫向力傳感器等。水罐、水泵等供水設施可以使待測路面保持濕潤以模擬最不利條件。保持測試輪與車行方向形成20o左右夾角，測試輪有固定重量配置。

三、結語

(1)影響路面使用壽命的因素還有很多，僅按扣除分數得到的PCI值來評價破損情況還不夠全面；車載式顛簸累計儀數據再現性較差，需進行試驗標定；反應類平整度檢測受外界環境影響過大，難以保證檢測的準備度；貝克曼梁法抗人為干擾較差，且經濟性不足。這些問題需要改進評價指標，精進檢測設備來解決。

(2)現有的評價標準值常因照顧低等級公路的路面現狀而采用較低的評價指標，在等級較高的路面上并不適用。

(3)目前我國的圖像處理技術已經相當成熟，CIAS等系統的出現使得路面破損的檢測十分精確，但是隨著我國道路交通事業的飛速進步，我國的圖像采集與處理技術仍有很大的進步空間，我們應充分考慮各種影響因素，精進數學建模方法等，設計出更精確更快速的檢測軟件。