高速公路瀝青路面構造深度檢測技術

李 寅

（湖南中大檢測技術集團有限公司，湖南 長沙 410000）

在判斷路面抗滑性能的時候，路面的構造深度是非常重要的指標。路面構造深度是指在一定面積中路面各個位置的平均深度，根據平均深度的不同，可將路面劃分為宏觀構造以及微觀構造。目前，檢測路面構造深度的方法非常多，為了驗證各種檢測方法的有效性，文章以某一施工項目為基礎，應用不同的檢測方法檢測路面構造深度，并對不同檢測方法的檢測結果進行對比和分析，找出最佳檢測方案。

1 工程概況

某高速公路路段起始樁號為LK520+160，結束樁號為LK574+320，公路為雙向四車道設計，路段的長度為54.2km，路面結構的主要組合形式為4cmSMA-13型上面層、5cmAC-20型中面層以及6cmAC-25型下面層。該高速公路的施工地區主要氣候為中亞熱帶季風濕潤性氣候，全年降雨量較多，而且公路施工的兩邊是山區，地勢和地形非常復雜，因此在車輛行車的時候容易發生安全事故。為了使行車安全得到保障，應該對該路段的路面構造深度進行檢測，分析該公路的抗滑性能。

2 構造深度的類型

以路面構造的振幅和波長為基礎，可以將構造深度分廠不平整構造、大構造、宏觀構造以及微觀構造四種形式。

2.1 微觀構造

公路瀝青路面的波幅不大于0.2mm、波長不大于0.5mm的構造形式為微觀構造。一般情況下，集料表面的凹凸程度對路面表面的微觀構造有很大的影響，微觀構造較大時，路面的粗糙程度也會相應的增加，進而使路面的抗滑性能得以提高。

2.2 宏觀構造

構造的波幅范圍為0.1～20mm、波長范圍為0.5～50mm的情況為宏觀構造。一般情況下，混合料集料間的排列及集料粒徑的大小對路面的宏觀構造有很大的影響。一方面，宏觀構造起到一定的排水作用，使車輛在雨天行駛的安全性得到保障；另一方面，宏觀構造還可以增加車輛輪胎的摩擦力。因此，在實際的設計過程中，一般會按照宏觀構造設計。

2.3 大構造

構造的波幅范圍為0.1～50mm、波長范圍為50～500mm的構造為大構造。一般情況下，路面大構造是施工問題所導致的，因此大構造尺寸非常大，該種構造不但排水能力不強，還會影響車輛的通行，所以在對其實際施工中，施工人員應該控制施工，防止大構造路面類型的產生。

2.4 不平整構造

當路面偏離基準平面時就會產生路面不平整構造，當路面施工質量較差時會導致大面積的不平整構造出現，所以在對路面施工的時候，施工單位應該對施工質量進行控制，防止不平整構造的出現。

3 構造深度的檢測方法

目前，檢測構造深度的方法有很多，常用的檢測法有手工鋪砂法、圖像法、激光構造深度檢測法等。

3.1 鋪砂法

在使用鋪砂法的過程中，應該依據相關規范進行施工，將體積一定的標準砂攤鋪在一定面積的區域中，再對該路面進行測量和計算，最終得出路面的構造深度。通常情況下，常見的鋪砂施工方式有電動鋪砂法和人工鋪砂法。其中，人工鋪砂法具有成本較低、操作便捷等優點，但是在實際的操作過程中，其極易受到施工人員水平的影響，影響測試的精確度。相比之下，電動鋪砂法則具有精度準確性高、檢測效率高等優點。

3.2 激光構造深度檢測法

通常為了對改建或者新建路面構造深度進行連續檢測，會使用激光構造深度檢測法，這種檢測方法通常適用于路面無明顯破損的情況，通常是采用道路多功能檢測車檢測，型號為XR-I2-R2-P3-M2-V1。在檢測的時候，由檢測人員對計算機測量裝置進行控制，再使用激光構造深度測定儀傳輸和計算收集到的路面信息，最后得到測量后的構造深度結果。在使用激光構造深度儀對路面構造深度進行測定的過程中，駕駛員應勻速駕駛車輛，防止出現急停急走的現象，避免出現構造深度測定結果的誤差。在使用該種檢測方法檢測的過程中，檢測人員應該進行連續的測量，提高檢測的效率。除此之外，潮濕的地面會使激光被吸收或散射，導致激光的能量被削弱，進而使測量的數據出現誤差，所以在檢測的時候，應該清除路面積水，提高檢測精確度。

3.3 圖像法

在使用圖像法對實際路面進行測量的時候，構造深度及空隙率都不一致，當路面凸起時，平行光線會出現反射；當路面凹陷時，光線則會被吸收，這就導致圖像出現不同的灰度值。為了對路面圖像的灰度值進行處理，技術人員可以采用圖像法比例換算，最終確定路面的構造深度值。在實際的檢測過程中，圖像轉換的完整度并不能得到保障，所以該種檢測方法測試精確度比較低，但其與激光構造深度測試法及鋪砂法相比，經濟性、便捷性都比較高。

3.4 其他構造深度測試方法

除以上描寫的三種構造深度檢測方法以外，目前還出現了新型的路面構造深度檢測法，如主成分分析法（PCA預測法）、環形紋理測試儀（CT儀法）、排水測定法、三維掃描儀法以及圓形軌道測量儀（CTM）等，但是這些新型檢測方法仍然存在很多問題，而且需要的成本非常高，所以一般工程中不會采用這些方法。

4 工程實踐

在工程的實際施工過程中，為了對路面構造深度指標進行有效的測定，分別使用激光構造深度測定儀及人工鋪砂法檢測工程構造深度。

4.1 人工鋪砂法

以目前的規范為基礎，對人工鋪砂法進行規范，并使用鋪砂法檢測LK550+000～LK555+000路段的構造深度，檢測的結果如表1所示。

表1 使用人工鋪砂法對項目路面構造深度進行檢測的結果表 單位：mm

從表1可以看出，在對項目段的構造深度值進行檢測的過程中，使用人工鋪砂法所測的結果良好。由于各個標段之間的深度構造值差距并不大，所以項目具有良好的施工質量，抗滑性能較好。

4.2 激光構造深度測定法

在對施工段構造深度進行檢測的過程中，使用的激光構造深度測定儀頻率為20kHz，各個路段的構造深度檢測結果如表2所示。

從表2可以看出，該種檢測方法與鋪砂法的結果幾乎一致，因此為了驗證兩種檢測方法的有效性，試驗人員對其進行了相關關系對比試驗。

（1）在進行試驗之前，清理路面雜物，并將在始點和終點做好標記；（2）在試驗的過程中，使用鋪砂法沿一側行車軌跡測試，且得到10個以上點的構造深度值，對其平均值進行計算；（3）使用車載激光構造深度儀以30～50km/h的速度沿鋪砂法的軌跡進行測試，并計算該路段的構造深度平均值；（4）對兩種方法測得的結果建立相應的相關關系式，得出相關系數為0.9944，并使用皮爾森相關系數對兩者相關性進行評價，結果如圖1所示。

表2 使用激光構造深度測定法對項目路面構造深度進行檢測的結果表 單位：mm

圖1 兩種檢測方法的構造深度相關系數

從圖1可以看出，兩種檢測方法的相關性為0.9944，因此在對路面構造深度進行檢測的時候，兩種方法都可行。

5 結束語

為了對路面的抗滑性能進行分析，檢測人員應該先檢測路面構造的深度，并選擇合適的方法檢測。文章介紹了各種路面構造及構造深度檢測方法，再以某一工程為基礎，使用激光構造深度檢測法及人工鋪砂法對該工程的構造深度進行檢測，通過檢測結果可以看出，該施工段具有良好的構造深度，抗滑性能良好，且使用兩種檢測方法的檢測結果相差不大。