談高速公路路基路面無損害檢測技術

梁華雄

（云浮市交通運輸工程質量檢測站　廣東省　云浮市　527300）

談高速公路路基路面無損害檢測技術

梁華雄

（云浮市交通運輸工程質量檢測站廣東省云浮市527300）

本文主要是結合探地雷達的應用研究，拓寬探地雷達的應用范圍和應用的有效性，可以高效、準確地發現高等級公路內部病害缺陷，為預防性養護工作提供有效的技術手段和解決方案。并針對出現的路基路面病害提出相應的預防性養護方案及措施，做到早預防、早治理，以達到根治病害，延長道路使用壽命的目的。

高速公路；路基路面；無損害檢測技術

隨著現代交通的大力發展，高速公路在我國國防系統、社會發展以及經濟建設等方面都發揮著重要作用。但是在我國高速公路系統當中，各種行駛車輛的行駛速度都相對較快，這就對路基路面提出的質量要求也逐漸提高。而平整度、彎沉以及橫向力系數等相關指標會直接影響到高速公路具備的服務能力。

1　簡述傳統檢測技術存在的局限性

過去在對高速公路路基路面施工檢測的過程中，主要是在隨機選點的基礎上進行的，一般采用的檢測方法都是鉆孔取樣然后再進行分析，以此來得到相關的技術參數指標。不過該檢測技術本身存在一定的缺陷，例如檢測結果的普遍性較差，而且隨機選擇的檢測點并不具有較高的代表性，在選點的時候由于檢測點的位置過于稀疏，導致很多路段中存在的問題被遺漏，在進行高速公路路基路面施工質量控制管理的時候留下了較多的隱患，而且在對高速公路進行日常養護管理的過程中，很多時候只是停留在表面，一些較為隱蔽的問題無法有效地檢測出來，而無損檢測技術則可以在高速公路建設施工質量控制的過程中提供更多更加精確的數據，為日后使用時進行日常維護管理奠定了良好的基礎。

2　分析在對高速公路路基路面檢測的主要無損檢測技術

2.1頻譜分析檢測技術

該技術主要是需要充分掌握不同傳播介質當中傳播表面波所產生的傳播頻率的變化情況來達到檢測目的。頻譜分析檢測技術的主要工作原理為：能夠在高速公路路面上，產生一次持續時間較短并且速度較快的沖擊，引起的沖擊源會不斷的產生頻率波，這些頻率波會隨著地表向四周逐漸傳播形成瑞雷面波，而將沖擊力度或者沖擊方式改變之后，瑞雷面波具有的頻率也會發生變化，因此需要通過在多個位置上設置傳感器，不同波的頻率檢測工作，來檢測高速公路路基路面有無損壞。

2.2超聲波檢測技術

超聲波檢測技術根據在介質中布置的不同位置的傳感器所測量的超聲波在介質中所傳播的波的各項參數，來判斷路面結構內部的破損狀況的一種檢測方法。通過對超聲波傳播時間的測定來判斷其傳播速度，進而根據速度及介質之間的關系來判定介質材料的力學性能，如彈性模量、抗壓強度及抗折強度，還可對介質材料或結構的內部缺陷進行判定。使用簡便、造價合理等優點使得該檢測技術應用前景一片光明，已廣泛應用于工程實踐之中。圖1為超聲波信號接收器。

2.3激光檢測技術

激光檢測技術是通過激光光強越強，那么光電流便越強的原理來進行檢測的。在檢測過程中，光能被光電轉換器轉化成電能，這樣光電流便會隨著激光所發出光的光強變化而變化。由于在檢測之前便已確定了電流與位移之間的關系，所以光電流發生變化便可反映出彎沉位移所產生的變化量。由于激光自身擁有著分辨率、方向性、相干性及衍射性好的優點，所以被廣泛用于距離測定、彎沉測定、車轍深度及平整度的測定等方面。

圖1　

2.4圖像檢測技術

圖像技術通常包括兩種：

（1）紅外成像技術

其中紅外成像技術能夠實現檢測目的的主要原理為：不同材料所具有的導熱性能也各不相同，利用熱敏傳感器來檢測結構內部的溫度分布情況和熱傳導情況，最后通過圖像的形式檢測出高速公路路基路面是否受損，明確結構內部的具體情況。

（2）激光全息圖像技術

激光全息圖像技術的研究對象是采取全息方式而得到的全息圖，然后通過對全息圖所包含的各種數據進行分析和研究最終檢測高速公路路基路面是否受損，這種方法能夠提高檢測結果的精確度和直觀度。

2.5地質雷達測損技術

地質雷達在對路基的損害程度進行檢測時主要是利用雷達波的折射和反射原理實現的。雷達設備的實際運行中主要是對所得數據進行分析，然后得到地質雷達圖像的剖面，有效地對路基的損害情況進行判斷。一旦被檢測路基中存在異常，那么異常區域界面的兩側電性會存在較大的差異，并且產生強烈的反射波。與此同時，該界面也是物性的特變點，經常出現在時間剖面上表現為雙曲線的繞射波，導致雷達圖像發生紊亂，即使是同向軸也會發生不連續的現象。通常這種情況下就能夠對路基異常區域所在的位置以及具體的深度進行判斷，并完成路基危害所屬類型及危害程度的最終評定工作。

3　主要的檢測設備

3.1彎沉檢測設備

落錘式彎沉檢測儀（FWD）是工程中使用較多的一種檢測儀器。該設備主要利用液壓系統的提升機釋放荷載塊對路面進行沖擊。重錘的重量級起落高度將直接影響著所產生荷載的大小，傳感器會對動態彎沉盆進行測定。實踐證明，彎沉檢測儀能夠較合理地反映行車荷載，還具有測速快、測試精度高等優點，是較為可靠的彎沉檢測設備之一。

3.2斷面測試設備

斷面測試設備可用于平整度及車轍的測定。在工程實踐中較為普遍的是路面橫斷面儀及橫斷面尺。較為先進的平整度及車轍的測量設備是連續式激光斷面儀，其測量范圍還包括橫坡、縱坡及轉彎曲率。其工作原理是利用輪跡位置處的激光傳感器以確定其與路面的距離，伴隨著車輛前進便可得到路面的縱向平整度；利用橫向布置的多個激光傳感器來確定路面的高度，以確定橫斷面，進而確定車轍深度。

3.3抗滑性能測試設備

擺式摩擦系數儀雖然在我國應用較為普遍，但其工作的特點對交通的影響太大，并且存在諸多不安全因素，不能與當今高速運轉的社會特點相適應，已不能滿足高速公路對抗滑性能測試的要求。而自動化的抗滑性能測試設備（橫向力系數測試儀、剎車式摩擦系數測試儀及不完全剎車式摩擦系數測試儀）能夠很好地適應我國高速公路的發展要求，其應用會越來越普遍。

3.4路表破損數據采集系統

目前國際上已經研制出的路表三維激光可視化系統是一種新型的路表破損數據采集系統，它采用激光傳感器隨著車輛的高速行駛，連續掃描一個車道，得到路表的三維可視圖并實時處理，通過對該圖的分析可得到裂縫、變形、松散及泛油等各種病害，同時可以測試平整度和車轍。

4　結語

高速公路路基路面無損檢測技術能夠很好的確定路面以下破損區域，提高工作效率，降低施工造價，有效檢測出高速公路中的路基沉陷、路基不密實、路基空洞及路面不平整等質量問題，是我國高速公路檢測的發展方向。

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2015-2-2