公路路面檢測技術(shù)及注意問題

云浮市交通運(yùn)輸工程質(zhì)量檢測站 527300

摘要：本文分析了公路路面常規(guī)檢測中的厚度檢測、平整度檢測、承載能力檢測和抗滑能力檢測等技術(shù)，并介紹了路面破損檢測技術(shù)的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：公路路面；檢測；注意

公路建設(shè)不僅需要數(shù)量，更要保證質(zhì)量。不規(guī)范建設(shè)和施工所導(dǎo)致的質(zhì)量問題不僅使路面容易損壞、道路使用壽命縮短，而且造成運(yùn)輸能力下降、交通事故增多。路面檢測既是公路竣工驗(yàn)收的有效手段，也是公路養(yǎng)護(hù)評(píng)估的基礎(chǔ)。路面檢測技術(shù)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地檢測、評(píng)定公路性能和質(zhì)量狀況非常重要的環(huán)節(jié)，因此本文對路面檢測技術(shù)及注意問題進(jìn)行了分析和探討。

1 公路路面常規(guī)檢測技術(shù)及應(yīng)注意的問題

1.1 路面厚度檢測

路面厚度是指路面結(jié)構(gòu)層的厚度，它直接關(guān)系到道路的整體承載能力，還與行車舒適性、公路壽命等有關(guān)。檢測方法包括：（1）鉆芯取樣法。即在路面上按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）附錄A隨機(jī)選點(diǎn)方法鉆取芯樣，通過測量芯樣厚度來判斷路面厚度。若取樣點(diǎn)處有坑洞或裂縫，應(yīng)在旁邊檢測。優(yōu)點(diǎn)是能夠檢測各結(jié)構(gòu)層厚度，直觀、可靠，但也存在設(shè)備笨重、對道路完整性產(chǎn)生破壞、數(shù)據(jù)偶然性大等不足[1]。（2）探地雷達(dá)法。這是一種非接觸、無損的檢測方法，廣泛用于勘探、工業(yè)、軍事、考古等領(lǐng)域。它利用雷達(dá)波在不同物質(zhì)界面上的反射信號(hào)差異識(shí)別界面，再根據(jù)雷達(dá)波回波時(shí)間以及在不同介質(zhì)中的波速推算出各種介質(zhì)的厚度。它所采用的雷達(dá)波為短脈沖雷達(dá)波，具有抗干擾能力強(qiáng)、距離分辨力高、信號(hào)處理方式簡單等優(yōu)勢，一天可檢測數(shù)百公里，檢測高效、精確、穩(wěn)定，使其在路面檢測中的前景非常好。需注意的問題是雷達(dá)波分辨界面的能力取決于不同材料介電常數(shù)的差異性，如果兩種材料介電常數(shù)非常接近，界面將難以分辨，而影響路面厚度的檢測，例如在舊瀝青路面上鋪筑新瀝青路面時(shí)有可能無法準(zhǔn)確探測加鋪路面的厚度。另外，路面材料的含水率過高、基層含有高鐵礦渣時(shí)也對檢測結(jié)果影響較大，應(yīng)引起注意。

1.2 路面平整度檢測

路面平整度是指道路表面相對于理想平面的垂直方向偏差，也可以說是車輛行駛中引起振動(dòng)的高程變化。路表不平既影響行駛舒適性和速度，也加速輪胎磨損和加劇路面損壞，對行車安全造成不良影響，因此平整度是衡量路面性能和施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。檢測方法包括：（1）3m直尺法。檢測時(shí)把3m直尺靠在路面上，通過楔形塞尺或深度尺測量直尺與路面之間的最大間隙，也可以通過移動(dòng)裝于直尺上的畫圖儀而在紙帶上繪出平整度的“軌跡”。優(yōu)點(diǎn)簡便易行，但人工操作效率低。測量前應(yīng)清除測定位置附近的雜物。（2）連續(xù)式平整度儀法。平整度儀是3m長的“小車”，前后各有4個(gè)腳輪，中間有1個(gè)測量輪，通過人力或汽車牽引前進(jìn)，測量輪上下擺動(dòng)的位移量被傳感器等裝置轉(zhuǎn)換為電子數(shù)據(jù)記錄下來，就成為行走路面的平整度。該方法適用于較為平整的路面，較多坑槽、破損嚴(yán)重的路段不適用。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可全方位檢測。缺點(diǎn)是速度慢（≤12m/h）、效率低。（3）車載式顛簸累積儀法。在測試車底板安裝有顛簸累積儀傳感器，行駛在凹凸路面上引起的車輛激振，將由此傳感器測量后軸與車廂之間的單向位移累計(jì)值VBI（單位cm/km）。VBI大小即反映了路面平整度。測試前應(yīng)與國際平整度指數(shù)IRI就相關(guān)性進(jìn)行標(biāo)定，相關(guān)系數(shù)R不應(yīng)小于0.99。優(yōu)點(diǎn)測試速度快（30～80km/h）、價(jià)格低和操作簡便，但測試精度不高。（4）車載式激光平整度儀法。測試?yán)昧思す獾墓鈺r(shí)差原理，在測試車上安裝有激光傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。當(dāng)測試車在路面上行駛時(shí)，激光傳感器測量激光束反射回讀角度，再通過與加速度計(jì)信號(hào)互差以消除車輛顛簸影響，就得到路面真實(shí)斷面信息。優(yōu)點(diǎn)測速快（30～100km/h）、精度高、操作簡便、效率高，可一次得到平整度、縱坡、橫坡、車轍等多項(xiàng)數(shù)據(jù)。適用于無嚴(yán)重坑槽、車轍以及無積水、積雪、泥漿的路面。

1.3 路面承載能力檢測

路面承載能力一般采用彈性彎沉值來表征，也就是標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪組輪隙中心處的最大回彈彎沉值。檢測方法包括：（1）貝克曼梁法。貝克曼梁彎沉儀由貝克曼梁、百分表和表架組成，它利用了杠桿原理，在規(guī)定軸載作用下路面表面輪隙處產(chǎn)生的垂直變形反映在百分表上就是彎沉值。該方法為傳統(tǒng)方法，測試速度慢、效率低，并且無法模擬車輛實(shí)際荷載，精度、可靠性較低。（2）自動(dòng)彎沉儀法。工作原理與貝克曼梁法相近，但以位移傳感器代替百分表，并通過工業(yè)微機(jī)控制連續(xù)測量和記錄，自動(dòng)化程度較高。并且與貝克曼梁法不同的是它測定的是靜態(tài)總彎沉，而不是回彈彎沉，用于承載力評(píng)價(jià)時(shí)需換算為回彈彎沉值。適用于柔性路面高密集的測量。（3）落錘式彎沉儀法。利用落錘式彎沉儀（FWD）的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量重錘從一定高度落下，路面表面在沖擊荷載作用下產(chǎn)生瞬時(shí)變形。所以FWD測定的是動(dòng)態(tài)彎沉與彎沉盆，換算為回彈彎沉值可用來評(píng)價(jià)道路承載能力，還可推算路面材料的動(dòng)態(tài)彈性模量。優(yōu)點(diǎn)為檢測速度快（大約為貝克曼梁法的1倍）、精度高，自動(dòng)化程度高，人為影響小，可模擬實(shí)際車輛荷載作用效果，適合大規(guī)模路面彎沉測試。（4）激光彎沉儀法。這是一種新型彎沉檢測方法，測試儀器固定在后輪隙中，硅光電池測頭固定在路面測點(diǎn)上，當(dāng)車輛駛離測點(diǎn)時(shí)路面回彈并帶動(dòng)硅光電池測頭上升，測試儀器中發(fā)出的激光束照射在硅光電池上產(chǎn)生光電流，根據(jù)光電流大小可計(jì)算回彈彎沉值。優(yōu)點(diǎn)操作簡便、精度較高，具無損特點(diǎn)，可用于剛性路面彎沉檢測。

1.4 路面抗滑能力檢測

路面抗滑能力是路面重要的安全技術(shù)指標(biāo)，反映了車輛制動(dòng)時(shí)路面抵抗滑移的能力。一般以輪胎與路面之間的摩擦系數(shù)、路面紋理構(gòu)造深度表示。測試方法包括：（1）構(gòu)造深度測試法。路面構(gòu)造深度（TD）是指一定面積路表面凹凸不平的開口空隙的平均深度，以mm表示。根據(jù)操作方法，分為鋪砂法和激光構(gòu)造深度法。鋪砂法是將已知體積的砂攤鋪于路表測點(diǎn)上而表面沒有浮砂，以砂的體積與所覆蓋面積之比作為構(gòu)造深度。鋪砂可采用人工或電動(dòng)鋪砂儀進(jìn)行。激光構(gòu)造深度法是利用激光測距原理，以較高頻率采樣、計(jì)算路面構(gòu)造深度。鋪砂法操作簡單，但效率低，受人為因素影響大；而激光構(gòu)造深度法效率高，但設(shè)備較為昂貴。（2）摩擦系數(shù)法。包括制動(dòng)距離法和動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)摩擦系數(shù)測試儀法。前者為四輪小客車或輕貨車以一定速度行駛在潮濕路面上，測量從剎車開始到完全停止所滑移的距離，再計(jì)算摩擦系數(shù)。后者將特制測試儀器放在灑水路面上，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)盤受到路表摩擦力作用而減速，通過測量制動(dòng)力矩計(jì)算出摩擦系數(shù)。兩者比較，制動(dòng)距離法直觀、快速，但須中斷交通；而動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)摩擦系數(shù)測試儀法能測試出不同速度下的摩擦系數(shù)，多用于科研，工程檢測應(yīng)用較少。（3）擺式儀法。這種方法是以手提式擺式摩擦系數(shù)測定儀測試潮濕路面抗滑擺值。優(yōu)點(diǎn)是操作簡便，但效率低。選點(diǎn)應(yīng)按JTG E60-2008附錄A規(guī)定進(jìn)行。（4）橫向力系數(shù)測定法。路面橫向力系數(shù)是指標(biāo)準(zhǔn)摩擦系數(shù)測定車以一定速度行駛在潮濕路面上，測定輪與行車方向成一定角度時(shí)，輪胎摩擦阻力與試驗(yàn)輪荷載的比值。優(yōu)點(diǎn)測試簡便、快速，不影響交通。

2 公路路面破損檢測技術(shù)及特點(diǎn)

2.1 路面破損檢測的必要性

公路在滿足交通運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)，會(huì)因車輛荷載、天氣、施工等因素而出現(xiàn)路面破損，如開裂、坑槽、沉陷、車轍等，嚴(yán)重影響路面承載力和交通安全，而高效、準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)是路面養(yǎng)護(hù)決策的有力依據(jù)，因此路面破損檢測是非常必要的。

2.2 主要檢測方法與特點(diǎn)

路面破損檢測方法[2]包括人工觀察法、錄像測讀法、超聲波法、激光法、攝像測量法和探地雷達(dá)法等。人工觀察法是通過步行觀察，效率很低，還有安全性問題。錄像測讀法是坐車觀察路面的同時(shí)錄像，效率也很低，且不夠準(zhǔn)確。超聲波法只適用于水泥路面。激光法還未實(shí)用化。較為成熟高效的只有攝像測量法和探地雷達(dá)法。探地雷達(dá)法前面已經(jīng)介紹，這里不再贅述。攝像測量法是隨著高精數(shù)字化攝像技術(shù)的發(fā)展而獲得長足發(fā)展，現(xiàn)已可呈現(xiàn)破損路面的三維立體信息，具有廣闊的發(fā)展前景。目前，國內(nèi)在