高速公路路基路面無損檢測分析

李敏輝

（云南云嶺高原山區公路工程檢測有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

高速公路的改建、新建在實施進程中，非常關注項目施工質量和實際路用性能，從而體現出施工檢測的重要性。以往使用的高速公路施工檢測技術比較單一，而且檢測水平較低，往往在支出大量資金后，還不能保證路面檢測質量。在此基礎上，必須對施工檢測技術進行創新，滿足高速公路快速無損檢測要求。

在眾多檢測技術基礎上，研發出無損檢測技術，所謂無損檢測技術，即非破壞性檢測，主要是利用檢測對象內部結構異常或存在的缺陷引起光、磁、電等反應的變化，借助現代化的技術和設備，對被檢測對象內部存在的問題進行檢測和測試的方法，很好地彌補了傳統檢測手段的不足，不僅不會破壞高速公路路面結構，還可以通過快速檢測提高效率，節省檢測成本，及時發現高速公路工程施工的不足，滿足高速公路項目發展需求。

1 傳統檢測技術存在的局限性

高速公路是我國重點基礎建設項目之一，在高速公路應用過程中，需要對其進行定期的質量檢測，對高速公路潛在的裂縫、松散等問題進行提前評估，以便及時有效地制定防范對策。

對于高速公路路基路面質量檢測來講，需要對檢測技術的應用加強重視。通常以傳統檢測技術為主，如鉆孔取樣法，該方法在應用過程中，需要利用鉆孔的方式對部分公路樣本進行獲取，并在試驗室檢驗的輔助下，全面獲得公路相關數據。將獲得的數據與公路標準值相對比，得出高速公路的基本情況。但是從實際情況中可知，該檢測技術存在明顯局限性，不單要取樣，還要檢驗等，整個流程相對復雜，需要消耗大量時間。

與此同時，質量檢測過程中，采樣以某段為主，無法對整體公路質量進行反映。總而言之，高速公路路基路面質量檢測的重要性不言而喻，但傳統檢測技術的局限性相對突出，對檢測的精準性產生影響，不僅無法精準反映高速公路整體狀況，而且對公路后續管養措施的實施產生阻礙。

除此之外，存在安全隱患的路段可能未被檢測到，時間一長，安全隱患會不斷加劇，從而導致高速公路的運營風險明顯增加[1-3]。

2 工程概況

此次研究的高速公路工程的路線全長為70.26km，項目主線遵循高速公路標準。在公路項目的建設階段，施工質量檢測主要采取無損檢測技術，負責施工壓實度、彎沉值、平整度的檢測。被檢測路段的路面結構設計為5cm 中粒式瀝青混凝土面層，基層為25cm 水泥穩定砂礫，底基層是35cm 級配碎石底基層。應用無損檢測技術后該項目檢測水平整體得到提升，也為路基路面設計參數的優化、公路施工質控與質量評定等提供了依據。

3 高速公路路基路面無損檢測技術的分類

3.1 地質雷達檢測技術

地質雷達檢測技術的工作原理是通過天線來發射電磁波，不斷向四周進行輻射，當遇到不同介質面時，所收到的反映信號存在一定的差異。通過反射信號送達的具體時間和目標，來正確判斷所處地質情況。由此可知，在對路基路面中存在的問題進行檢測時，可以合理化應用地質雷達檢測技術，不單要對問題發生的規律開展總結，還要深入分析隱患的程度，從而使得相關隱患得到有效整治。對該檢測技術而言，其分辨率和檢測精準度都相對較高，可以有效完成介質分布的探查工作[4-5]。

3.2 頻譜分析檢測技術

對該技術而言，主要通過傳感器來獲得面波頻率，并全面分析傳播頻率的變化值。同時，在傳播頻率變化值的基礎上，完成高速公路路基路面質量檢測工作。其檢測原理是在高速公路中制造頻率波，該頻率波所維持的時間較短，產生頻率波的地表會不斷向四周擴散，并逐漸形成瑞雷面波。對沖擊力度以及沖擊方式進行合理化調整之后，頻率也會隨之發生改變。此時，可以完成不同面波狀態下的頻率收集工作，從而有效完成高速公路路基路面質量檢測工作。

3.3 圖像檢測技術

對于圖像檢測技術來講，按照成像方式可以將該技術劃分兩種：一種是紅外成像技術，其檢測原理是對不同材料的導熱性進行利用，來全面分析高速公路內部結構的實際情況。利用熱敏傳感器對高速公路路基路面材料溫度分布狀況進行全面獲取，通過紅外圖像對公路內部結構情況進行全面呈現。檢測人員依據圖像情況，對路基路面質量狀況展開全面分析。另一種是激光全息圖像技術。該技術利用全息的方式，獲得高速公路全息圖像。檢測人員依據圖像對公路的各項指標展開分析，從而完成高速公路路基路面的質量檢測工作。總而言之，兩種技術的圖像獲取方式不同，使得分析參數也存在明顯的差異性。另外，圖像檢測技術的直觀性更加明顯，并且數據精準性較高[6-7]。

3.4 超聲波檢測技術

在對超聲波檢測技術進行應用時，先把超聲波發送到待檢測材料中，通過反饋回的反射波對相關參數進行獲取，將獲取的參數做依據，對公路結構情況開展深入分析。主要的檢測方式為：把傳感器設置在特定位置，對超聲波的反射波信息實施精準獲取。之后開展計算，此時要對材料自身的彈性模量以及抗折能力等參數進行全面考量，并綜合分析材料的實際質量。另外，該技術能夠全面分析公路結構內部存在的缺陷以及安全隱患。與其他檢測技術相對比，該技術的操作方式以及成本投入都存在一定優勢，所以在高速公路路基路面檢測中的使用頻率較高。

3.5 激光檢測技術

在高速公路路基路面質量檢測中，對激光檢測技術進行全面應用，可以使該技術的作用得到充分發揮。這主要是光電流與激光強度之間具有正比變化關系，即伴隨光電流的強度不斷增大，激光光度也會隨之明顯增大。要想保證路基路面質量檢測的精準性，在正式檢測前期，要對電流與位移之間的位置進行明確，以此使光電流與激光之間的正比關系得到確保。當這些因素被明確后，光電流變化值與激光變化值能夠對路基路面實際情況進行全面反映。

3.6 三維巡檢技術

隨著時代的快速發展，高速公路路基路面質量檢測工作的復雜性也不斷提升，要想確保檢測的效率和精準性，就要對智能先進的檢測技術進行應用，有利于高速公路質量檢測工作妥善完成。所以，要利用三維巡檢技術展開高速公路質量檢測工作，該技術具備高效性以及全面性等特點，并應用數字信息化技術，從而使得該技術的先進化程度較高，甚至將數據采集、分析處理以及數據平臺管理集于一體。

三維巡檢技術在應用過程中，將公路三維快速巡檢系統-RFIS 當成核心，利用檢測車配備的三維巡檢設備實施檢測。該過程所要使用的設備以激光掃描儀以及全景相機等為主，工作人員在開展檢測工作前，要對設備進行有效調試，系統處于正常運轉狀態時，就可以在所需檢測公路中正常行駛。此時將速度控制在60km/h 即可，之后設備就會利用自帶的相機以及衛星系統等，對數據實施全面收集。對全景相機來講，該設備可以精準檢測路面的車轍、平整度以及損壞狀況，并將誤差控制在較小范圍內。當數據收集完成后，系統會自動化處理這些數據，該過程可以對多源點云以及圖像數據處理軟件等進行應用，使得獲取數據得到數字化的處理。三維巡檢技術在應用過程中，形成相應的技術規程，這樣可以依據公路管理要求以及適用范圍等，來進行多方面綜合性梳理和評價，進而確保公路管理向高效智能化方向轉變。

4 無損檢測技術在高速公路路基路面檢測中的應用

4.1 高速公路路基路面抗滑性檢測

想要對抗滑性進行檢測，就要將車輪與路面之間的摩阻力當成重點，并在相關數據的基礎上得出結論。該過程的原理是車輪與路面之間緊密結合，通過在車上堆放不同重量的荷載，來有效改變路面上承載的車輪壓力。此時確保測試車輛處于勻速狀態，以此使車輪方向和車輛行駛方向保持一致，在傳感器的輔助下，有效測試車輛和路基路面之間的摩阻力，與數據進行結合分析，最終總結出相應的結論。

4.2 高速公路路基路面平整度檢測

當前，我國尚未自主研發出高質量平整儀，在對平整度進行測試時，所應用的儀器設備以英國激光平整儀改進儀器設備為主，該改進儀器設備指的是一種非接觸式平整度測試車，主要的構成部件不單包括便攜式電腦激光器，還將距離傳感器以及處理器等涵蓋其中。具體測試步驟為：先定標。定標工作完成后，將相關數據傳輸到電腦上，電腦和傳感器能夠全面收集段長、起點以及終點位置相關參數。當速度達到某個恒定值后，就會進入測試段且不斷收集數據。測試車上自帶的處理器會自動處理測試的結果，并且利用國際平整度指標IRI 值來進行輸出[8-10]。

4.3 路面車轍快速檢測

對高速公路路面無損檢測技術來講，路面車轍檢測技術相對完善。該技術通過非接觸式距離傳感器來完成相應的檢測工作，其特點主要體現在速度快、檢測準確度高等方面，對橫梁、車輛行駛中心線以及車轍之間的相差距離進行全面檢測，之后按照相關計算方式，對車轍相對于路面的深度進行有效明確。當前，美國以及澳大利亞等國家生產的車轍自動檢測儀相對科學可靠。如澳大利亞生產的車載式車轍自動檢測儀，這個儀器設備的優點以檢測速度快、精準度高為主，從而在高速公路工程中得到廣泛應用。

4.4 路面病害識別

對于高速公路路基路面檢測的視覺觀察檢測法來講，其在消費者經驗和公路路面實際狀況的基礎上，對公路病害現象展開檢測。該方法中存在一定的主觀性，導致具有一定的局限性。在進行水泥路面病害識別時，將裂縫類、破碎板類以及接縫損壞類等當成重點識別的病害，拱起類病害出現的概率相對較低，且這種病害通過人眼無法有效識別。在對瀝青路面病害進行識別時，將修補類以及坑槽類等當成識別重點，泛油以及沉陷等病害出現概率相對偏低，也屬于僅僅通過人眼無法分辨的病害。對這些人眼無法識別的病害來講，在現場檢測調查時，需要進行詳細記錄。

4.5 瀝青路面結構強度評價

對瀝青路面結構強度來講，伴隨著使用環節以及累計軸載使用次數的不斷增加，路面結構強度出現不斷下降的態勢。當路面結構降至臨界值時，則要開展補強作業，有利于提升路面使用性能。需要注意的是，確保大中修補強的時間，不宜過早或過晚，當時間過早時，路面的作用無法得到最大化呈現，從而導致浪費現象的出現；若時間過晚時，路面就會出現較為嚴重的損壞，從而增加了補強修補的成本，由此可知，需要對時間進行科學掌控。

5 結語

綜上所述，高速公路施工檢測是了解項目施工質量的有效方法，現場工作人員采取科學有效的檢測技術，在保證公路工程不被破壞的前提下快速實施檢測，及時了解施工情況與質量，根據檢測結果判斷是否存在異常、病害。應用無損檢測技術，是現階段高速公路施工檢測的一種新技術手段，對比傳統檢測方法具有完整性、效率高等優勢，既提高了施工檢測效率，降低施工造價，又可以有效檢測出路基的不密實、空洞等情況。同時，無損檢測技術可以保證檢測結果精度，及時了解到施工現狀，一旦發現問題和故障可以及時組織解決，對于高速公路檢測工作而言，屬于高效率、低成本的檢測手段。