淺談道路檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

曹博

(牡丹江市公路勘察設(shè)計院)

1 路面彎沉檢測新技術(shù)

1.1 激光彎沉測定儀法

在測定時。將測定儀固定在路面上汽車的后輪隙中。利用汽車駛離被測點時路面回彈，帶動原固定于地面上的硅光電池測頭向上升起，使激光器發(fā)出的激光束通過進光射到硅光電池上產(chǎn)生光電流。并根據(jù)光電流的大小來計算路面回彈變形的數(shù)值，即路面回彈彎沉值。這種彎沉儀操作簡易、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、體積小、質(zhì)量輕、造價低且容易研制，另由于該測定儀依靠光線作為臂長，可以射得很遠。加上激光發(fā)射角窄，光點小而紅亮，10m之遠仍能清晰可見，可用于剛性路面彎沉檢測。

1.2 自動彎沉測定儀法

該測定儀在檢測路段上在牽引車的作用下以一定的速度行駛，將測定儀的彎沉測定梁放在車輛底盤的前端并支于地面保持不動，當(dāng)后軸雙輪隙通過測頭時，彎沉通過位移傳感器等裝置被自動記錄下來。這時，測定梁被拖動，以二倍的牽引車速度拖到下一測點。周而復(fù)始地向前連續(xù)測定。通過計算機可輸出路段彎沉檢測統(tǒng)計結(jié)果。整個測定是在測定車連續(xù)行駛的情況下進行的。它可對路面進行高密集點的強度測量，適用于路面施工質(zhì)量控制、驗收和路面養(yǎng)護管理。

1.3 落錘式彎沉儀(FWD)法

FWD是通過計算機控制下的液壓系統(tǒng)啟動落錘裝援，使一定質(zhì)的重錘從一定高度自由落下，沖擊力作用于承載板上并傳到路面，導(dǎo)致路面產(chǎn)生彎沉，通過分布:距測點不同距離的傳感器檢測結(jié)構(gòu)層表面的變形，記錄系統(tǒng)將信號輸入計算機。得到路而測點彎沉缸。FWD測量是計算機自動采集數(shù)據(jù)，進度快，精度高。檢測最大速度可達80km/h，內(nèi)置式落錘彎沉儀的牽引速度可大于100km/h。該方法是一種很理想的動態(tài)無損檢測設(shè)備。

2 路面平整度檢測技術(shù)

2.1 3m直尺

測試時把3m直尺輕放于路面上，將畫圖儀移至其一端，用手將畫圖儀推向另一端。在這個過程中由于路面的凹凸不平，畫圖儀下面的測輪帶動畫針上下運動，同時滾筒輪在輸力輪的帶動下旋轉(zhuǎn)，并帶動紙帶移動，兩個運動的合成便使畫針在紙帶上畫下了路面的幾何量，并由此求得路面平整度數(shù)值。

該方法用于測定壓實成型的路面各層表面的平整度，以評定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量。但該方法比較落后，測量效率低下，操作者需要低頭彎腰，現(xiàn)已用得較少。

2.2 連續(xù)式平整度儀

測量時由人或車?yán)瓌釉搩x器前進，由于路面不平引起測量小輪上下擺動，并帶動位移傳感器的測桿在傳感器的小孔槽里上下滑動。這樣就可以根據(jù)傳感器輸出的電位的正負及其大小來確定路面平整度。

采用該類測定儀靈活性較大，既可人拖，也可車?yán)珳y試效率較低(檢測速度≤12km/h)該方法適用于測定路表面的平整度，評定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量，但不適用于在已有較多坑槽、破壞嚴(yán)重的路面上測定。

2.3 激光路面平整度測定儀

激光路面平整度測定儀是一臺裝備有激光傳感器、加速度計和陀螺儀的測定車，它同時具有先進的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。工作是測試車以一定的速度在路面上行使，固定在汽車底盤上的一排激光傳感器通過測試激光束反射回讀數(shù)器的角度來測試路面，這個距離信號同測試車上裝的加速度計信號進行互差，消除測試車自身的顛簸，輸出路面真實斷面信號。信號處理系統(tǒng)將來自激光傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并記錄下來。隨著汽車的行進，每隔一定間距，采集一次數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示打印國際平整度指數(shù)等平整度檢測結(jié)果。

該類測定儀是一種與路面無接觸的測量儀器，測試速度快，精度高。同時還可以進行路面縱斷面、橫坡、車轍等測量，因此該測定儀有著廣闊的應(yīng)用前景。

2.4 車載式顛簸累積儀

測定時測試車以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽車的激振，通過機械傳感器可測量后軸同車廂之間的單向位移累積值VBI，以cm/km計。VBI越大，說明路面平整度越差。

車載式顛簸累積儀測定路面平整度速度快，價格低廉，操作簡便?？捎闷錂z測的結(jié)果評定路面的施工質(zhì)量和使用期的舒適性。

3 瀝青路面損壞狀況檢測新技術(shù)

3.1 攝像測量法

攝像檢測技術(shù)的基本原理是將安裝在測定汽車上的特種快速或高速攝像機按一定速度與一定攝像角度，將路面上所指定的各種病害錄入攝像帶，然后在現(xiàn)場或室內(nèi)快速處理成數(shù)據(jù)的一種檢測技術(shù)。該方法先進，成本低，會成為今后一段時間內(nèi)的路面損壞檢測的主要手段。

3.2 探地雷達

裝有探地雷達的車在路上以一定的速度行駛時，探地雷達發(fā)射電磁脈沖，并在較短時間內(nèi)穿透路面，脈沖反射波被無線接收機接收，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄返回時間和路面結(jié)構(gòu)中的不連續(xù)電介質(zhì)常數(shù)的突變情況。路面各結(jié)構(gòu)層材料的電介質(zhì)常數(shù)明顯不同，因此，電介質(zhì)常數(shù)突變處，也就是兩結(jié)構(gòu)層的界面。根據(jù)測知的各種路面材料的電介質(zhì)常數(shù)及波速，則可計算路面各結(jié)構(gòu)層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。

探地雷達檢測瀝青路面厚度，路面脫空、裂縫、陷落、空澗等病害。其檢測速度可達80km/h以上，最大探測深度大于60cm。目前在公路無損檢測方面，探地雷達已取得了較好的效果，而且還有更為廣闊的應(yīng)用前景。

4 壓實度檢測技術(shù)法

4.1 灌砂法

(1)灌砂法基本原理

灌砂法(標(biāo)準(zhǔn)方法，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實度檢測)基本原理是利用粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干凈的均勻砂，從一定高度自由下落到試洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積(即用標(biāo)準(zhǔn)砂來置換試洞中的集料)，并根據(jù)集料的含水量來推算出試樣的實測干密度。

(2)與細粒土的檢測相同，先確定最大干密度，然后現(xiàn)場挖坑灌砂確定壓實度此方法適用于細粒土為主的情況?，F(xiàn)場挖坑灌砂后將粒徑大于38mm的塊石放回坑中再灌砂，在室內(nèi)確定最大干密度時同樣將粒徑大于38mm的塊石去掉，實際上是檢測粒徑小于38mm的填料的壓實度。此法適用于少量大塊石的情況。

根據(jù)現(xiàn)場施工試驗路段的總結(jié)，基于一定的壓路機功率、層鋪厚度和碾壓遍數(shù)確定相應(yīng)的最后兩遍的壓沉量，若壓沉量小于一定值(或碾壓后無輪跡)則可認為壓實合格，此為間接的施工工藝控制法，無法得出壓實度。此法適用于碎石或塊石土為主，細粒含量少，室內(nèi)擊實試驗與現(xiàn)場灌砂挖坑較為困難或結(jié)果離散性大的情況。

(3)灌砂筒的選用及室內(nèi)標(biāo)定

根據(jù)集料的最大粒徑選用灌砂筒:

(1)當(dāng)試樣的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm時，宜采用φ100mm的小型灌砂筒測試。

(2)當(dāng)試樣的最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用φ150mm的大型灌砂筒測試。

(3)如集料的最大粒徑達到40～60mm或超過60mm時，灌砂筒和現(xiàn)場試洞的直徑以200mm為宜。

工地上普遍應(yīng)用 φ150mm的灌砂筒，它的測深為150mm，其所測壓實度僅為這150mm的壓實度。但是現(xiàn)場壓實層厚度往往在200mm左右，而且一般壓實度在壓實表層都比較高，往下就難以保證，因此在山區(qū)現(xiàn)場含碎石較多的集料應(yīng)采用φ200mm的大灌砂筒檢測為宜。

室內(nèi)量砂標(biāo)定的準(zhǔn)確與否對壓實度的影響:

(1)儲砂筒中砂面高度、砂的總重對量砂密度的影響《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051－93)中對筒內(nèi)砂的高度和質(zhì)量都做了明確規(guī)定。筒內(nèi)砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm，原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌進標(biāo)定罐內(nèi)砂的密實程度也不同，這就直接影響了量砂的密度。因此，儲砂筒中砂面高度必須嚴(yán)格控制;另外，筒內(nèi)砂的質(zhì)量準(zhǔn)確至1g。每次標(biāo)定及以后的試驗都維持這個質(zhì)量不變。因為標(biāo)定時，只要砂總重相同，即砂的自重一樣，顯然其下落速度也能保持一致，從而提高量砂使用的準(zhǔn)確性。實踐證明，現(xiàn)場測試時，儲砂筒中砂面高度和重量與室內(nèi)標(biāo)定時保持一致，大大提高了檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(2)標(biāo)定罐深度對量砂密度的影響通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)標(biāo)定罐深度每減1cm，砂密度大約降低1.2%?？梢娖渖疃炔煌瑢ι懊芏扔绊戄^大。因此，現(xiàn)場試洞深度應(yīng)盡量與室內(nèi)標(biāo)定罐深度一致。

(3)砂的顆粒級配組成對量砂密度的影響不同顆粒粒徑組成的砂，其級配不同，密度也明顯不同，故每次檢測使用時量砂必需采用標(biāo)準(zhǔn)砂(0.30～0.60mm或0.25～0.50mm)，而且要保持砂的潔凈干燥。

由上述可見，儲砂筒砂面高度、砂的總重、標(biāo)定罐深度、砂的顆粒組成等均在一定程度上影響量砂的密度。量砂密度標(biāo)定準(zhǔn)確與否，也將影響路基壓實度的檢測精度。所以，在進行路基壓實度檢測之前，標(biāo)定工作不容忽視，必須引起足夠的重視。

灌砂法檢測路基壓實度是施工中最常用的試驗方法之一，此方法看起來簡單，但實際操作時常常不好把握，會引起較大誤差，也是施工單位與監(jiān)理關(guān)注的重點。

5 結(jié)束語

綜上可知，瀝青路面檢測的各項技術(shù)正在不斷發(fā)展。由靜態(tài)檢測向動態(tài)檢測發(fā)展，由手工方式向自動化發(fā)展，由有損檢測向無損檢測發(fā)展，由單項檢測向集成檢測發(fā)展。檢測的速度也越來越快，效率越來越高，結(jié)果越來越精確。

［1］ 王自明.無損檢測診斷現(xiàn)場實用技術(shù)［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2003.227.

［2］ 丁志軍.無損檢測技術(shù)在道橋工程中的應(yīng)用與發(fā)展［J］.交通科技與經(jīng)濟，2005，(1):35－36.

［3］ 和松，常成利.路面彎沉測試技術(shù)［J］.公路，2002，53(7):96－100.

［4］ 喻翔，彭其淵.公路路面檢測技術(shù)的發(fā)展［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2004，(6).

［5］ 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(JTGF80/1－2004)［S］.中國公路學(xué)報，2005，18(2):116－119.