高速公路路面檢測(cè)技術(shù)探討

鄭世強(qiáng)

(唐山市交通建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督處)

1 建立高速公路檢測(cè)系統(tǒng)的必要性

1.1 存在的問(wèn)題

(1)高速公路的檢測(cè)缺少完整的、系統(tǒng)的資料，因而對(duì)事故的發(fā)展缺乏預(yù)見(jiàn)性;

(2)養(yǎng)護(hù)檢測(cè)運(yùn)行機(jī)制落后，重建輕養(yǎng)思想嚴(yán)重，不重視科技進(jìn)步，對(duì)養(yǎng)護(hù)檢測(cè)資金投入不足;

(3)缺乏養(yǎng)護(hù)檢測(cè)和處理過(guò)程管理技術(shù)檔案，對(duì)公路的竣工資料、養(yǎng)護(hù)檢測(cè)記錄等未能實(shí)現(xiàn)有效的電子資料檔案管理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)即查即用。

1.2 必要性

(1)建立高速公路全生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心，可對(duì)高速公路的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、施工材料、通車時(shí)間和進(jìn)行各種基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)的數(shù)據(jù)記錄和保存;

(2)改善高速公路數(shù)據(jù)采集影響道路正常交通、操作危險(xiǎn)性大的作業(yè)方式，統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集格式和要求，大大提高工作效率和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性;

(3)可解決高速公路路面資料完整保存、查詢和調(diào)用困難的局面，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)的管理，并便于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新;

(4)可針對(duì)病害建立生命周期模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路路面病害發(fā)展全過(guò)程的跟蹤、檢測(cè)，因地制宜地制定養(yǎng)護(hù)方案;

(5)規(guī)范高速公路公路技術(shù)人員的日常工作，培養(yǎng)技術(shù)人員對(duì)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)知，形成良好的信息化工作習(xí)慣。

2 高速公路路面檢測(cè)技術(shù)

2.1 路面平整度檢測(cè)技術(shù)

(1)連續(xù)式平整度儀

使用連續(xù)式儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，是由操作人員或車輛帶動(dòng)著儀器前進(jìn)，通過(guò)測(cè)量小輪的上下擺動(dòng)引起的位移傳感器測(cè)桿在小孔槽里的上下滑動(dòng)所輸出的電位的正負(fù)及其大小確定所行走路面的平整度。此方法不宜在多坑槽及破壞嚴(yán)重的路面上測(cè)定。

(2)激光路面平整度測(cè)定儀

激光路面平整度測(cè)定儀是一臺(tái)具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理功能的由激光傳感器、加速度計(jì)以及陀螺儀組成的測(cè)定車。測(cè)量?jī)x器隨著測(cè)定車的行進(jìn)，按照設(shè)定的時(shí)間間隔采集數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，將平整度檢測(cè)結(jié)果記錄和保存。該測(cè)量?jī)x器與路面無(wú)接觸，檢測(cè)精度高速度快，而且同時(shí)可以對(duì)路面縱斷面、橫坡、車轍等進(jìn)行測(cè)量，因此該測(cè)定儀在公路檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2 路面彎沉檢測(cè)技術(shù)

路面彎沉是衡量柔性路面強(qiáng)度的一項(xiàng)主要指標(biāo)。彎沉檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展所經(jīng)歷的靜態(tài)彎沉量測(cè)、穩(wěn)態(tài)彎沉量測(cè)和脈沖動(dòng)力彎沉量測(cè)3個(gè)階段中，靜態(tài)彎沉量測(cè)階段應(yīng)用最廣的貝克曼梁式彎沉儀，由于無(wú)法找到一個(gè)固定的基準(zhǔn)點(diǎn)只能對(duì)單點(diǎn)最大彎沉值進(jìn)行檢測(cè)，存在無(wú)法模擬汽車實(shí)際荷載的缺點(diǎn);穩(wěn)態(tài)彎沉量測(cè)主要有動(dòng)力彎沉儀等，但存在自重靜力頂載和對(duì)應(yīng)力敏感材料有影響的缺陷;落錘式彎沉儀是脈沖動(dòng)力彎沉量測(cè)階段最具有代表性的設(shè)備，其加載系統(tǒng)對(duì)行車荷載作用進(jìn)行了較好的模擬和仿真，可利用數(shù)字化信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)多級(jí)加載，并可利用計(jì)算機(jī)技術(shù)完成數(shù)據(jù)采集和計(jì)算。路面彎沉檢測(cè)速度快、精度高和自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)，特別適合于大規(guī)模的高速公路路面彎沉檢測(cè)。

2.3 路面抗滑性能檢測(cè)技術(shù)

路面抗滑性能，因直接影響道路行車安全，是考核路面使用性能的重要指標(biāo)和參數(shù)，通常以摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度來(lái)表征?？够阅艿某Ｓ脺y(cè)試方法有早期的擺式儀法和構(gòu)造深度測(cè)試法以及目前在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的橫向力系數(shù)測(cè)試儀。橫向力系數(shù)測(cè)試儀在20世紀(jì)90年代中期成功地實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。其特點(diǎn)是工作時(shí)，測(cè)試車通過(guò)自備水箱，將水直接噴灑在輪前30cm的路面上，可控制水膜厚度，測(cè)速較高但不會(huì)影響交通，特別適合高速公路路面抗滑性能的檢測(cè)。

2.4 路面厚度檢測(cè)技術(shù)

采用高速檢測(cè)雷達(dá)對(duì)高速公路路面進(jìn)行檢測(cè)，1d之內(nèi)可以獲得幾百公里道路各段路面厚度的信息。當(dāng)安裝了探地雷達(dá)的測(cè)試車在高速公路上以一定的速度行駛時(shí)，探地雷達(dá)不斷地向地面發(fā)射電磁脈沖，并在極短時(shí)間內(nèi)穿透路面。脈沖反射波被無(wú)線接收機(jī)接收時(shí)，其返回時(shí)間的長(zhǎng)短和由于路面結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的不連續(xù)電介質(zhì)常數(shù)的突變情況，均被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)全面記錄。根據(jù)測(cè)得的各個(gè)路面的電介質(zhì)常數(shù)及波速，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以計(jì)算出路面各結(jié)構(gòu)層的厚度、路面含水量以及路面損壞位置和程度等。探地雷達(dá)除了檢測(cè)高速公路路面厚度，還可對(duì)路面脫空、裂縫和空洞等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。目前，在高速公路路面無(wú)損檢測(cè)方面，探地雷達(dá)以其多功能的優(yōu)勢(shì)獲得了更為廣闊的應(yīng)用前景，也為我國(guó)高等級(jí)路面檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平奠定了基礎(chǔ)。

3結(jié)論

綜上所述，公路路面檢測(cè)技術(shù)水平的提高，將極大地提升我國(guó)公路特別是高速公路的設(shè)計(jì)、施工的現(xiàn)代化水平。公路路面檢測(cè)技術(shù)的提高，不僅為設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù)，更是科學(xué)決策路面養(yǎng)護(hù)，維護(hù)高速公路正常運(yùn)營(yíng)，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，公路管理部門所面臨的重要任務(wù)。

［1］王先桃，包太.地質(zhì)雷達(dá)在某公路路面檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.貴州大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版)，2010，27(3).

［2］倪一超，顏習(xí).瀝青混凝土路面檢測(cè)技術(shù)［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，(8).

［3］啜二勇.國(guó)內(nèi)路面自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研究歷程及展望［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009，130(19).