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朱丽萍 朱灵芳 钟珊

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摘要:随着现在社会的与经济的快速发展,高速公路的运输也是越来越沉重,对于路面的施工的要求越高,本文作者根据多年的工作经验, 介绍了沥青路面 检测技术中所存在的一些问题以及检测中需要注意的几个方面进行详细的分析。

关键词: 质量检测 检测技术 离析检测

改革开放以来我国的交通也不断的发展高速公路现以成了普遍,公路的运输也带来了经济效益与其他运输业所不能及的,但在公路的坚固性和实用性方面却差强人意,有些高速公路在通车不到两年时间就出现了车辙、裂缝、坑槽、松散等路面早期破坏形式,因此对于那些路面一定要进行早期检测与及时养护是更加的重要。而现行路面检测技术都存在着普遍的缺点,如贝克曼梁法测弯沉测速慢,钻芯法测压实度对路面的结构有损坏,手工铺砂法测抗滑性能结果代表性差等,因而快速无损的检测方法是必要的。现代道路检测技术都是由人工破损类检测向自动化无损检测技术发展,由低速、低精度向高速、高精度方面发展。

1、 路面质量检测

1. 1 路面弯沉值检测

( 1) 自动弯沉仪法。自动弯沉仪利用杠杆原理进

行快速连续的测量,属于静态测试的范畴。自动弯沉仪法克服了贝克曼梁检测时测速的慢且受人为因素所影响较大等各方面的缺点,是一种高效测定路面弯沉的自动化设备,可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量的控制、验收及路面养护管理。

( 2) 落锤式弯沉仪法( FWD) 。落锤式弯沉仪能够快速精确的检测和评价路面各结构层或路基的强度,测定路面的动态弯沉并用来反算路面的回弹模量,可及时发现质量隐患,采取措施从根本上控制工程质量。落锤式弯沉仪通过计算机控制下的液压系统,使一定质量的落锤从一定高度落下,作用于承载板并传递到路面上,使产生的路面弯沉分布于距测点不同距离的位移传感器上,系统将记录到的各结构层表面变形传输到计算机中,得到路面的测点弯沉及弯沉盆。FWD测得的是动态总弯沉,使用时应用贝克曼梁法进行标定换算。

( 3) 激光弯的沉测定仪法。激光弯沉仪也是一种无损的检测设备,操作也是比较简单,读数稳定精度也高,克服了以前检测弯沉仪器的缺点。这种仪器是靠激光作为臂长,利用激光—硅光电池的原理来测定回弹弯沉值。在测定没有开始,首先就应设置一个零值点,如果被测汽车驶离测点时路面就会出现回弹,带动固定于地面的硅光电池测头上升,激光束射进小孔落到硅光电池上就会产生电流,因此根据电流的大小就能测定出路面实际的回弹变形数值。另外,便携式落锤式弯沉仪( PFWD) 小型轻便,便于携带,精度高;滚轮式弯沉仪( RWD) 模拟真实的受力状态,测速快,对交通的影响也小; 滚动式动力弯沉仪( RDD) 连续测量,信息量大,但测速慢。

1. 2 路面平整度检测技术

( 1) 连续式的平整度仪法。连续式平整度仪的原理是牵引车匀速行驶在检测的路段,放下测定轮,启动检测器及记录仪,随即启动汽车沿道路纵向行驶,保持横向位置稳定,位移传感器会自动采集位移数据,测定间距为10 cm,检测仪表会将结果打印出来。该设备不适合在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定,用于评定路面的施工和使用质量。

( 2) 车载式颠簸累积仪法。该方法用车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI 来表示路面的平整度。测量时,测试车以一定速度在路面行驶,路面的凹凸不平引起汽车的激振,通过位移传感器测得VBI 值,VBI 值越大路面平整度越差。该方法用来评定路面的施工质量和使用期的舒适性。该仪器效率高、操作简单,特别适合长路段、公路普查或路面质量评定。

( 3) 激光路面平整仪。连续式平整度仪测速低,工作效率也低,而车载式颠簸累积仪测试结果稳定性难保证。激光路面平整仪是一种与地面无接触的测量仪器,可以同时测量路面纵断面、横坡、车辙等。测试原理是由固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回来的读数器的角度测试路面,该距离信号与加速度计信号进行互差,消除测试车自身的颠簸,输出路面真实断面信号,并且可以显示打印国际平整度指数IRI 。此外,以多功能激光平整度检测仪为代表的新型检测设备是路面检测的发展趋势,可同时测量平整度、车辙、裂纹等数据,但还需进一步改进,期望得到一个能够全面显示路面特征的三维图像,便于施工控制与养护。

1. 3 路面离析检测

( 1) 核子密度仪法。核子密度仪是无损检测的重要手段,快速、简便。核子密度仪通过检测路段密度的变化范围确定离析程度,但因其对人体有害,无核密度仪因其安全可靠越来越得到认可。

( 2) 激光纹理仪法。激光纹理仪可快速、连续测量且测量数据形象直观。它采用激光脉冲反射原理测定路面构造深度。由激光产生红外线发射到路表,反射光由光接收器通过透镜接收,反射光射到光传感器上的位置可由发射光和反射光之间的角度确定,进而根据该角度和激光传感器到光学几何尺寸就可以计算出激光传感器到目标的距离。

( 3) 红外的摄像仪法。红外的摄像仪就是现在使用的新型的沥青路面检测工具,可快速、实时、全面直观的检测沥青路面中所离析状况,并对离析作了评定。热沥青混合料在运输、摊铺过程中,因为不同位置沥青混合料温度下降也不一致,在相同的压力作用下,沥青混合料的体积性质不同而产生温度离析。红外摄像仪是观察和控制温度离析的有效方法,它通过拍摄沥青混合料表面的红外辐射波,绘制出整个区域内的热沥青分布图,根据路面沥青混合料的温度值来判断是否离析。

1. 4 路面车辙检测

车辙路面就是指沥青轮迹带的凹陷,也是路面出现早期破坏的一种形式,路面进一步损害的诱因,要是没有及时养护就会造成路面松散、壅包、龟裂等,因此,车辙是高速公路养护中的一项重要检测任务和质量评价指标。车辙检测方法有手工检测、机械化检测与自动化检测三种。手工检测效率低,检测时影响交通且检测人员安全保障性差,而机械化检测方法虽有改进,测量也较准确,效率也高于手工检测,可对于迅猛发展的公路建设仍不够,所以自动化检测是车辙检测发展的趋势。激光断面仪是一种离散的车辙检测设备,通过横向分布的若干激光传感器测试距离路面的高度,得到一个由若干点连线表示的横断面,从而计算车辙。可测试时因为传感器数目不同,检测的宽度也就不一样,所得横断面不能完整描绘出路面车辙状况。而数字图像处理技术以其再现性好、处理精度高、适用面宽和灵活性高等优点得到越来越广泛的应用。检测时,它利用高速度、高精度摄像机快速的拍摄路面图像,通过计算机快速处理得到路面破损情况。后期还要对图像进行预处理、图像分割等,以便更方便的对路面进行分析。

2、 存在问题及发展趋势

近几年虽然我国在沥青路面检测方面发展迅速,但仍然存在不少问题: 检测指标不完善,路面水损害、沥青路面老化程度等都没有评定指标; 不同仪器检测同一指标结果有差异,如激光纹理仪与铺砂法测构造深度; 大部分检测方法是有损检测,破坏了路面的结构,如压实度、厚度检测; 大多数检测手段测速低、可靠性差,有些人工操作为主的检测手段仍在沿用; 单一检测,不能综合评定路面质量。如前所述,激光在各检测指标中应用广泛且无损,除此之外还有探地雷达、超声波、热成像技术、数字图像处理技术、频谱分析技术以及集成车等技术的应用,检测设备正向着高精度、实时化、标准化、智能化以及多功能的趋势发展。

参考文献:

[1]张超,郑南翔,王建设. 路基路面试验检测技术[M] . 北京: 人民交通出版社,2004.

[2]王吉林,杜文靖,王国强. 沥青路面检测技术现状[J] .交通科技与经济,2003( 3) .

[3]武志芬. 浅谈沥青路面检测新技术[J] . 科技与经济,2006( 18) .