高速公路路基路面無損檢測技術分析

廖連山

（貴州黔通工程技術有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

當前，我國的高速公路建設里程已經遠超其他國家，位列世界第一，通過高速公路的建設，促進了公路運輸行業的發展，同時也便捷了千家萬戶，對促進經濟發展、便捷出行提供了重要支撐。與普通公路相比，高速公路每天的通行車流量巨大，這其中不乏一些重型貨車，長期行駛后，難免會使得高速公路的路基路面承受較大的載荷壓力，并會出現損壞情況，如出現裂縫、路基路面松散、變形等，均會較大程度地影響高速公路的使用壽命，甚至會增加行駛風險。通過無損檢測技術的應用，可以避免對高速公路造成損害，并能夠快速獲取高速公路的相關質量數據。

1 公路病害類型分析

1.1 裂縫類病害

高速公路經過長期碾壓，容易出現病害問題，裂縫類病害便是其中最為常見的一種，而裂縫類病害又可以分為多種類型。

一是縱向裂縫。該裂縫多發生于道路中間，通過對縱向裂縫的發生情況分析來看，多是因溫度應力、荷載應力以及路基的不均勻沉降導致，這其中不均勻沉降是導致縱向裂縫的主要原因，而這也與公路的長期應用以及管養不到位有關，是高速公路路基路面檢測中的重點部分；對于一些貨運車輛行駛較多的高速公路路段，其發生疲勞開裂縱向裂縫的概率會明顯增加，這其中溫度也會起到一定的影響，如因季節變化，使得路面的瀝青材料出現了溫度性的變化，因此容易形成縱向裂縫[1]。

二是橫向裂縫。據有關調查研究顯示，高速公路橫向裂縫的發生與路基層面的收縮裂縫、溫度等因素有關，而且多發于道路建成1～3年，對高速公路的質量影響十分嚴重，若是未能夠得到及時的修復，裂縫會越來越大，并形成安全隱患。而且除縱向、橫向裂縫外，也容易出現龜裂、不規則裂縫等，這均與高速公路路基的結構性破壞有關，與此同時，這也是多因素的綜合影響[2]。

1.2 松散類損壞

首先，因多方面因素影響，高速公路在長期應用下容易產生松散類損壞，如坑槽、麻面、脫皮、啃邊等，其中坑槽的發生率相對較高，與施工時的混合料穩定性不高、應用時的車輛動水壓力較大等因素引起，這也是高速公路水破壞的主要形式之一，對公路質量的影響非常大，尤其是對于高速公路。

其次，麻面、脫皮問題的出現與施工因素密切相關，如混合料設計不佳、路基路面各層次之間的黏結不足等[3]。

最后，啃邊的發生會使得公路的整體質量明顯下降，一般情況下，在高速公路發生啃邊后，其寬度會超過10m，若是未能夠得到及時的處置會越來越大，從實際情況分析來看，與路肩密實度不夠、邊坡排水不暢等因素影響有關。

除此之外，變形類也是較為常見的一種高速公路病害，發生率也較高。在高速公路施工時，本身的材料質量、結構設計等均可能影響其后續應用情況，甚至會較大程度地威脅公路的應用質量和壽命，因此當下在高速公路的管理中，要著重注意對高速公路的質量檢測，便于及時發現問題、解決問題[4]。

2 傳統檢測技術的局限性

高速公路一直是我國的重點基礎建設項目，“要想富先修路”這一理念一直是當前我國交通領域發展的根本理念，而在高速公路的應用中，更要對其進行定期的質量檢測，提前評估高速公路出現裂縫、松散等問題的風險，便于及時制定防范對策[5]。

在高速公路路基路面的質量檢測中要重視對檢測技術的應用，過去多以傳統檢測技術為主，如鉆孔取樣法便是比較有代表性的一種，但是在該方法的應用中，需要通過鉆孔的方式采集一部分公路樣本，通過實驗室的檢驗來獲取公路相關的數據信息，然后與公路的標準參數相比對，進而可以反映出高速公路的基本情況。然而，就實際情況來看，這一傳統檢測技術具有局限性，需要取樣、實驗室檢驗，整體流程十分復雜，耗時也較長；不僅如此，在質量檢測時一般會對某一路段進行采樣，無法反映出整體性的公路質量。總而言之，高速公路路基路面的質量檢測十分重要，但是由于傳統檢測方法的局限性，將會較大程度地影響檢測準確性，無法準確反應高速公路的整體情況，并且也會給后續公路的管養措施實施帶來不良影響[6]。而且如此一來，真正存在安全隱患問題的路段可能未得到檢測及后續管養，并會隨著時間的推移愈加嚴重，并提升高速公路運營風險。

3 無損檢測技術的應用分析

據相關調查統計，我國在2020年時高速公路建設里程已經達到了16.1 萬km，便捷了相關領域的貨物運輸，同時也給人們的出行帶來了非常大的便利，但是這也給高速公路的檢測工作帶來了較大的難度，就當下實際情況來看，高速公路的質量檢測已經不再需要應用傳統的打孔取樣方法，無損化的檢測技術不僅不會在檢測時給公路帶來損傷，而且檢測的準確性也得到了極大的提升。當前我國的道路質量檢測受重視度越來越高，原有檢測技術的效率低下，已經不再能夠適用于當前實際形勢，因此需要應用更加智能化、高效化的無損檢測技術。

3.1 地質雷達檢測

地質雷達檢測在當前的高速公路質量檢測中有較高的應用頻率，在使用該方法檢測時，可以通過雷達天線發射電磁波，電磁波在觸碰到高速公路路面后，便可及時向控制中心反應相關信號，而且在高速公路的質量檢測中，電磁波會因路面的裂縫、松散情況而反射回不同的電磁波信號，控制中心便可通過信號的差異獲取有關高速公路路面的大致情況，對于一些情況比較嚴重的裂縫、龜裂會松散情況，會盡快給予填筑處理[7]。雖然地質雷達檢測具有良好的應用優勢，但是在其實際應用中也有明顯不足，若是高速公路的路基本身便無良好的穩定性，那么電磁波的信號反射便會雜亂無章，極大地影響高速公路質量檢測工作的開展；同時，雷達檢測時，主要依靠電磁波反射，但是部分路基填料的導電率、頻率可能會影響電磁波穩定性，并降低其穿透深度，因此其局限性相對較高。

3.2 路基動態載荷試驗檢測

高速公路每天會有大量的車輛駛過，使得路基路面均會受到較大的壓力載荷，尤其是一些貨運車輛較多的高速公路，壓力載荷會更大，這也是導致路面損壞的主要原因。目前，對于高速公路的質量檢測也會應用到路基動態載荷試驗，在其幫助下能夠重點對路基的載荷大小進行檢測，一般情況下需使用測試儀設備，由相應的檢測車運輸，對高速公路進行落錘，然后通過設備收集落錘后路基所承受的壓力數據，如此一來便可獲取相應的動態載荷數據，并且要進行多次實驗、應用多型號的儀器設備和車輛，從而形成完善的動態載荷數據模型，如此便能夠達到對高速公路質量信息的整體性分析。但是這一措施相對較為耗時，流程也比較復雜。

3.3 路面檢測

高速公路的質量檢測主要以路面具體情況為主，路面檢測技術便是這其中的主要技術之一，在其幫助下，能夠重點對路面實施較為全面的檢測，而且與前兩種檢測技術相比有更為智能化、信息化的優勢，檢測效率也更高。在正式進行路面檢測時，會應用到智能道路檢測車，在其幫助下，可正常駕駛檢測車行駛在高速公路上，通過設備獲取路面的相關數據信息，如破損程度、車轍印記、摩擦力等，最終可以形成一個完整且全面的數據模型。在實際的應用中，路面檢測技術已經較為先進，這得益于設備本身的車轍測量模塊、平整度測量模塊，例如對于平整度的檢測，可以通過平整度測量模塊控制高精度激光測距機，然而在檢測車行駛過程中獲取路面的平整度相關數據，車轍測量模塊的應用原理也是如此。路面檢測技術還可以進行高速公路抗滑性能的檢測，這其中多應用橫向力系數原理，通過模擬汽車在高速公路上的制動情況、勻速行駛情況、輪胎的摩擦力情況來獲取相關數據。該技術還能夠被應用到路基的結構強度檢測，而且要與動態載荷試驗檢測配合應用，以落錘觸碰路面的途徑的同時檢測結構強度。

3.4 三維巡檢技術

從前文所述檢測技術來看，其中存在有明顯的不足，隨著時代的發展，高速公路的質量檢測工作愈加繁重且復雜，而以上檢測技術均有局限性，無法進一步提高檢測效率，那么對此便要應用更為智能化、先進化的檢測技術，并提高檢測效率，如此才能夠適應愈加復雜的道路質量檢測現狀。目前，道路三維巡檢技術正在被逐步應用到高速公路的質量檢測中，而且不同于傳統檢測技術，其更加高效、全面和規范，并已經應用了數字信息化技術，整體先進程度更高，可以集數據采集、數據處理、技術規程和數據平臺管理為一體，以下將會對其進行詳細介紹。

在三維巡檢技術的應用中，主要以道路三維快速巡檢系統-RFIS 為主，能夠通過檢測車攜帶的三維巡檢設備進行檢測，檢測設備主體包括激光掃描儀、工業相機、全景相機等多個部分組成，技術人員在開展檢測工作前，需要嚴格按照標準調試設備，確保系統運轉正常后方可開車在需要進行檢測的高速公路行駛，速度保持在60km/h 即可，隨后設備便可通過自帶相機、衛星定位系統等進行數據收集；再者激光掃描儀設備具有極高的精準性，據悉，其測距精度能夠達到1mm，測距精度、點頻、線頻分別為0.5mm、100 萬點、200Hz，同時其工業相機、全景相機等也均能夠達到非常先進的水平，可以有效對路面車轍、平整度、損壞情況進行準確檢測，而且整體誤差度保持到了非常小的范圍[8]。在數據收集后，系統會自動對相關路基路面信息進行數據處理，這其中應用了非常先進的多源點云、圖像數據處理軟件，包括路面檢測模塊和資產數字化模塊，能夠對所獲取的道路數據信息進行數字化處理，例如在路面檢測時，可以更為詳細地將其分為多個檢測功能，即沉陷坑槽檢測、路面裂縫檢測、平整度檢測等等，使得高速公路的相關數據信息獲取更為全面、詳細。在三維巡檢技術的應用中，已經形成了可以專門服務該項技術工作的技術規程，能夠根據當前我國道路的管理要求、設備要求、適用范圍等多個方面進行綜合性梳理，并給予評價。三維巡檢技術在未來將會成為主流的高速公路檢測技術，應用范圍逐步擴大，而且其中已經深入應用了信息化技術，我國交通運輸部門對此重視度非常高，正在逐步推動道路基礎設施數字化管理平臺的建設，這其中便包括智能巡檢、道路運維和互聯網，使得道路管理將會更加高效化、數字化、智能化[9]。

4 結語

高速公路是基礎設施建設中的重要環節，在高速公路建成并投入應用后，幾乎每天均會承受巨大的載荷壓力，路基路面作為承受載荷壓力的主要部分，極有可能受到一定的不良影響。為保障高速公路路基質量以及其使用壽命，要重視對路基質量檢測。隨著科學技術的發展，對于高速公路的路基質量檢測已經不再需要應用傳統檢測技術，而是可以采用更為先進的無損檢測技術，在該技術的幫助下，能夠更為高效、安全地進行高速公路路基質量檢測，而且準確性也有明顯提升，對保障高速公路的安全、穩定應用十分重要。