对路面检测技术的应用分析
2015-07-02
0 引言
随着时代的进步，公路作为重要交通枢纽，城市交通网络，直接影响城市交通便利，公路工程应确保良好的耐久性，稳定性和高水平的服务，对公路实行预防性维护保养是必不可少的。公路路面检测是实施预防性养护的前提条件。路面的检测是高速公路进行维护和正常运营的重要保障，深入研究公路路面检测的问题具有非常重要的意义。
1 路面平整度检测
路面平整度是衡量公路施工质量的重要指标，在一个规定长度的标准节，连续地或间歇地检测表面凹凸不平的路，也就是不平整的指标。路面各结构层次的平整度情况能够影响到路面的平整度，也就是各层的不平整会累积并在路面表面反映出来，由于车辆与公路表面直接接触，不平整的路面会增加行驶的阻力，同时会产生附加振动作用。检测公路路面平整度的设备主要分为反应类和断面类。反应类设备是通过公路路面的凹凸使车辆振动颠簸，测得车辆上人员的直接感受到的指标，所以它反映的是公路路面舒适性能的指标，国内比较常用的是车载式颠簸累积仪。断面类则是直接检测公路路面的凹凸情况，或者通过精确测定路面高程来反映凹凸情况，国际平整度指数就是通过这个基数来建立的。
路面平整度检测方法3米直尺法，精密水准测量的方法，手推式断面仪法，连续平整度仪法，车载式颠簸累积仪法以及车载式激光平整度检测仪法。三米直尺法测量比较简单，容易操作，但人为因素大，多用于低等级公路的检测。精密水准仪法和手推式断面仪法检测速度慢，不适合较大规模的路面检测活动，通常用于公路管理部门对其它相关仪器进行标定。连续式平整度仪法操作简单，同时结果符合《公路工程质量检验评定标准( 土建工程) 》( JTG F/1 －2004) 的相关规定，它的局限性是无法在已有较多坑槽，破损严重的路面上进行检测。车载式激光平整度检测仪法检测速度快，得到的数据也较可靠，以前由于依赖进口且价格昂贵无法全面推广，目前已经实现国产，在国内市场正在不断的推广。
2 路面弯沉检测技术
路面强度检测主要破损试验检测和无破损试验两大类。破损类检测是通过在公路路面各结构层内钻取试样后，物理和机械性能，通过试验分析，以确定所需的参数，就可以计算出路面承载能力结构。进行无破损类路面检测则不需要破损路面结构的结构层，可以采用路面弯沉检测技术来估算路面的结构强度。衡量公路路面强度的一项重要指标是路面弯沉。路面弯沉检测技术经历了静态弯沉测量、稳态弯沉测量和脉冲动力弯沉测量这三个发展阶段。在静态弯沉测量阶段使用最多的是贝克曼梁式弯沉仪。但是这种仪器有一定的局限性，只可以检测单点最大弯沉值，而没办法模拟在实际路况中的汽车荷载的工况。进行稳态弯沉测量的仪器最具有代表性的设备是动力弯沉仪，但是它也有一定的缺陷，对应力敏感材料有影响且存在自重静力顶载。进行脉冲动力弯沉测量主要用的是落锤式弯沉仪，该仪器能够很好的模拟车辆荷载作用的加载系统，同时能够通过数字化信息技术进行多级加荷，然后通过计算机来进行数据采集和分析。在进行公路路面弯沉检测时具有精度高、速度快和自动化水平高等优势，在大规模的公路路面弯沉检测工程中特别适用。综上可知目前工程上常用的弯沉检测仪器有贝克曼梁弯沉仪、自动弯沉仪、稳定动弯沉仪、脉冲弯沉仪四种。前两种能够测得公路表面的最大弯沉仪值，是一种静态测定; 后两种能够测得公路表面的最大弯沉值和弯沉盆，是一种动态测定。
3 路面抗滑性能检测技术
公路路面抗滑性能直接影响路面使用性能和道路行车安全，是路面检测的重要指标，一般通过构造深度和摩擦系数来反映。在早期进行路面抗滑性能检测的方法主要是构造深度测试法和摆式仪法，我国目前应用最广泛路面抗滑性能检测的仪器是摆式摩擦系数仪。但是摆式摩擦系数仪已经无法适应我国高速公路工程的发展需要，主要问题是人工选点随机性大、精确性较低、测速较慢，此外该测试方法对交通的影响较大，有一定的安全隐患。
欧美国家使用的是较为先进的路面抗滑性能检测仪器有刹车式摩擦系数测试仪和不完全刹车式摩擦系数测试仪。这两类路面抗滑性能检测仪器在国内的应用推广过程中主要存在以下几个问题。( 1) 检测仪器价格昂贵。进口的检测仪器的价格非常高，如果能实现国产化对这类先进仪器的推广有很大的推动作用。同时也可以考察其他类型的自动测试仪在我国应用可行性。( 2) 公路管理部门对路面抗滑能力的检测不够重视。
4 路面厚度检测技术
高速公路路面的厚度检测可以采用一种高速检测雷达设备来进行，几百公里的公路路面厚度信息的采集只需要一天时间。表1 为路面雷达测试系统主要指标。当装备了探地雷达的检测车以一定的车速行驶在高速公路时，探地雷达就会向地面不断地发射能在极短时间内穿透路面的电磁脉冲。然后无线接收机会接收脉冲反射波时，这些脉冲反射波能够反映出其返回时间的长短。当路面结构变化时就产生出不连续电介质常数的突变，这些信息都可以通过数据采集系统进行记录。通过分析这些检测到的各个路面的波速和电介质常数数据，能够计算出公路路面结构层的路面含水量、路面厚度，甚至是路面损坏部位和损伤程度。探地雷达不仅可以应用于高速公路路面厚度的检测工作，还能够检测路面裂缝、脱空以及空洞等缺陷。
目前路面厚度检测主要存在以下几类问题: 自动化检测设备价格昂贵，很多科研单位限于资金问题尚没有购买，或仅有一、两种; 大部分用户单位缺乏进行深层次开发的能力和人员; 科研单位的研究成果在系统化、集成化和市场化上不够，因此难以推广。
5 路面检测注意事项
在进行公路路面检测过程中还需要注意路面沉降、裂缝、车辙痕迹等相关问题。检测过程中必须有保护公路路面的意识，防止由于路面检测而产生再次破坏的问题，通过无损检测和抽样检测能够降低检测过程中由人为因素带来破坏。对路面的检测是维护其正常运营的重要措施，在检测的过程中应该尽可能的减少对交通带来的影响，同时检测分析结果在维护加固路面施工时，可为选择方案和合理设计提供依据。如果路面出现沉降、裂纹、弯曲等问题，应该综合研究其成因并评估破损程度，采取必要的工程措施进行维修加固，保障公路顺利运营。
6 结束语
路面检测技术发展趋势是由人工检测向自动化检测发展，由低速检测向高速检测发展，由破损类检测向无破损检测发展。提高公路路面检测技术不仅能够给公路的设计和施工提供更可靠的分析数据，还能够使路面养护的措施更科学合理，对维护公路交通网的正常运营，保证经济健康发展具有十分积极的意义。
