路面檢測技術在高速公路瀝青路面養護中的應用探索

崔傳煒

（中路交科（江蘇）檢測科技有限公司，江蘇 南京 210000）

高速公路作為交通路網的重要組成部分之一，其路面性能不但關系到公路的使用壽命，還與行車舒適性及安全性密切相關。隨著交通運輸業的快速發展，重載車輛不斷增多，對高速公路的路面性能提出較高要求。為此，必須重視路面養護工作，通過養護提高路面性能，滿足行車需要。在高速公路瀝青路面養護中，要對相關的檢測技術加以合理運用，據此評價路面性能，為養護措施的選擇提供依據。

1 高速公路路面檢測技術的應用要點

1.1 路面承載力檢測

承載力是高速公路路面結構的重要指標，在對該指標檢測時，可以選用落錘式彎沉儀（簡稱FWD），它能夠模擬行車荷載，具有不損傷路面、檢測速度快、精度高等特點，該儀器被現行JTJ 059—95《公路路基路面現場測試規程》列為彎沉檢測設備，在路面養護管理中的應用較為廣泛。FWD由2種類型的傳感器組成，一種是彎沉傳感器，另一種是荷載傳感器。具體的檢測方法如下：將搭載FWD的測試車開到指定的檢測地點，利用計算機來控制液壓系統，實現落錘裝置的啟動，使落錘從一定高度落下，由此產生的沖擊力會作用在承載板上，并傳遞給路面，進而使路面產生彎沉現象，此時分布在測點不同距離處的傳感器裝置，會自行檢測路面結構層表面的變形情況，記錄后將信息發送給計算機系統，獲得路面各測點的彎沉數據。FWD歸屬于動態檢測方法的范疇，每個測點的測試速度約為40 s，精度能夠達到1μm。路面承載力可以通過PSSI（路面結構強度指標）來評價，計算公式為：

在上式當中，SSI代表結構強度系數，即路面設計彎沉與實測彎沉的比；α0和α1均為標定系數，前者取15.71，后者取-5.19。PSSI≥90為優，PSSI在80～90之間良好，低于60為差。彎沉檢測作為路面結構承載力評價的基礎，與養護資金的合理分配密切相關。

1.2 路面平整度與車轍檢測

在高速公路路面平整度與車轍檢測中，可以采用激光斷面儀，該儀器歸屬于路面無損檢測設備的范疇，具有速度快、精度高等特點，由2種類型的傳感器組成，一種為激光傳感器，另一種為加速度傳感器。

根據設定好的長度，通過激光斷面儀對路面進行檢測，能夠直接輸出IRI（平整度指數）和RUTTING（車轍）等指標。該儀器測試的行駛速度最高能夠達到100 km/h，這個速度下能夠保持檢測精確和結果的準確性。

1.2.1 平整度測試

采用激光斷面儀對路面平整度檢測的方法如下：檢測開始前，對測試的行駛速度合理設定，隨后將激光傳感器牢靠固定在測試測量前端的橫梁上，傳感器利用激光束反射回讀數器，實現對路面的測試，反射的距離信號與加速度傳感器信號進行互差后，可以將測試車輛行駛過程中產生的顛簸消除，由此便可輸出路面測試的真實信號。當信號處理系統接收到激光傳感器發送的模擬信號后，會將之轉換為數字信號，并進行記錄，搭載激光斷面儀的車輛在路面上不斷行進，每隔一定距離，完成一次數據采集，最終得到的IRI結果可顯示在系統屏幕上，并且還能以打印的方式將檢測結果輸出。在評價路面平整度時，可以將RQI（路面行駛質量指數）作為評價標準，其與IRI的關系如下：

在上式當中，IRI代表平整度指數，m/km；α0和α1均為標定系數，前者取0.026，后者取0.65。RQI隨IRI的變化情況如圖1所示。

圖1 RQI隨IRI的變化示意圖

1.2.2 車轍測試

激光斷面儀檢測路面車轍深度的方法如下：當激光器的光點打在路面后，儀器會對產生的反射信號進行接收，此時時鐘會記錄下脈沖時間，并在視距圖上獲得相應的時間坐標。激光器轉動，對路面掃描時，光點到達不同的位置或得到相應的脈沖時間，當路面存在凹陷時，光點便會跌入坑內，由此獲得的落差就是車轍的深度。車轍深度指數可以通過下式計算：

在上式當中，RDI代表車轍深度指數，mm；RD為現場實測的車轍深度，mm；α0和α1均代表模型參數，前者取值為2.0，后者取值為4.0。RDI隨車轍深度變化如圖2所示。

圖2 RDI隨路面車轍深度變化情況示意圖

1.3 路面抗滑性能檢測

檢測路面抗滑性能時，可以選用橫向力系數測試車，是路面抗滑性能軌跡通用的檢測設備，該設備可用于路面橫向摩擦系數測定，作業效率高、精度高是其突出的特點，整個系統由性能優良的裝載車、穩定的機械測量機構、精密準確的標定系統以及抗干擾能力強的數據采集裝置組成，檢測過程中獲得的原始數據能夠自動保存，不會出現因數據丟失重新測定的情況。在對路面抗滑性能評價時，可通過如下公式計算：

在上式當中，SRI代表路面抗滑性能；SFC代表橫向力系數；SRImin代表標定系數（一般可取35.0）；α0和α1均代表模型參數，前者可取28.6，后者可取-0.105。

1.4 路面破損調查

高速公路路面破損狀況調查時，可以采用相應設備結合人工的方法現場測試，可將調查的主要破損類型放在以下方面：裂縫、松散、坑槽、沉陷、擁包和泛油等等。使用高清數碼相機將路面中典型的病害以拍攝的方法記錄下來。利用PCI（路面破損狀況指數）進行評價，該指數可通過下式計算：

在上式當中，DR代表路面破損率（實測破損面積與調查面積的比，%）；Ai代表路面破損中第i類破損的調查面積，m2；A代表實際調查面積，m2；Wi代表權重指數（相應規范中有明確規定）。

2 高速公路瀝青路面養護措施

2.1 路面補強

路面補強的過程中，可依據原路面的破損狀況，選擇適宜的補強方案，具體如下：裂縫較少且程度比較輕微的路段，可先采取相應的措施修復病害，隨后直接在瀝青面層上鋪設一層瀝青加鋪層，達到補強的效果；路面開裂嚴重的路段，可選對路面的病害問題妥善處理，隨后在瀝青面層上，加鋪粒料層，借此減少基層裂縫的反射作用，從而達到補強的效果；當路面破損非常嚴重無法修補時，可將瀝青面層鏟除或是就地再生，這樣便可達到補強的效果，提高路面結構的性能。

2.2 病害處置

高速公路瀝青路面中，比較典型的病害有裂縫、車轍以及深層次病害等，不同類型的病害需要采用相應的方法和措施加以處置，從而消除病害，恢復路面的使用性能，延長公路壽命，降低養護費用。處理路面裂縫時，可以按照裂縫的寬度選擇處置措施，比如寬度在2.0～5.0 mm的一般裂縫，可采用密封膠灌縫的方法予以處置；寬度超過5.0 mm的裂縫，可通過開槽灌縫的方法加以處理，施工中要控制好開槽的寬度和深度，縱橫交錯的裂縫，可借助銑刨修復工藝處置；在處理車轍病害時，若是車轍在路面上的分布較為集中，可采用銑刨工藝對車轍進行處置，并按照車轍的程度選擇銑刨方式，如車轍深度在20～40 mm時，可用單層銑刨的方法；深度超過40 mm時，則可選用雙層銑刨；深層次病害較為簡單且有效的處理方法為從路表向下挖30 cm左右，然后從下向上鋪設瀝青混合料，由此能進一步提升路面的承載力。

2.3 路面防水

相關調查統計結果表明，材料原因引起的路面結構破壞約占42.4%，而水是造成破壞的重要因素，主要為自然降雨。雨水會從路面的裂縫侵入到結構層中，隨著車輛反復的荷載作用，結構中會產生動水壓力，導致內部結構被水逐步侵蝕，從而使路面現破損現象。為有效減少水損害對高速公路路面的影響，可在路面養護中做好排水工作，使路面上的水和侵入到結構內部的水能夠經排水系統快速排出。防水措施如下：

2.3.1 路表封面

路面上的雨水會通過縫隙下滲，對此可以采用路表封面措施加以處理，效果較好的方法有微表處，經該技術處理后的路面，不但能降低水的下滲幾率，而且還能使路面的抗滑性能得到顯著改善，路面平整度也會隨之提升。大量的實踐表明，微表處技術的合理應用能夠使病害的發生與發展得以延緩，路面結構的使用壽命隨之進一步延長，路面適用性能也會得到提升。需要注意的是，微表處屬于預防性養護方法，無法承受外部荷載，所以結構層損壞引起的路面病害問題并不能用該技術解決處理。微表處施工后要有充足的養生時間才能發揮出應有的作用，所以要在養生后開放交通。

2.3.2 結構內部防水

為增強下面層的防排水性能，可以采用多空隙瀝青穩定碎石排水層，該層除了可以排水外，還能消散應力，減少路面應力集中的現象，降低反射裂縫的發生幾率。同時在路肩端部位置處設置排水槽，使得侵入路面內部的水快速排出，避免內部結構受水體侵蝕破壞。當填方路肩外側存在排水不良的地段時，可以在路肩下設置橫向排水孔，并對堵塞的排水孔進行處理，增強排水效果。

3 結束語

綜上所述，在高速公路瀝青路面養護中，要合理應用相關的檢測技術，確保檢測結果的準確性，據此評價路面性能，為后續養護措施的選擇提供詳實、可靠的依據，在提高養護作業效率的基礎上，降低養護費用，延長公路的使用壽命。