公路路面檢測技術及注意問題

云浮市交通運輸工程質量檢測站 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，并介紹了路面破損檢測技術的特點。

關鍵詞：公路路面；檢測；注意

公路建設不僅需要數量，更要保證質量。不規(guī)范建設和施工所導致的質量問題不僅使路面容易損壞、道路使用壽命縮短，而且造成運輸能力下降、交通事故增多。路面檢測既是公路竣工驗收的有效手段，也是公路養(yǎng)護評估的基礎。路面檢測技術是實現(xiàn)科學合理地檢測、評定公路性能和質量狀況非常重要的環(huán)節(jié)，因此本文對路面檢測技術及注意問題進行了分析和探討。

1 公路路面常規(guī)檢測技術及應注意的問題

1.1 路面厚度檢測

路面厚度是指路面結構層的厚度，它直接關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。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隨機選點方法鉆取芯樣，通過測量芯樣厚度來判斷路面厚度。若取樣點處有坑洞或裂縫，應在旁邊檢測。優(yōu)點是能夠檢測各結構層厚度，直觀、可靠，但也存在設備笨重、對道路完整性產生破壞、數據偶然性大等不足[1]。（2）探地雷達法。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、考古等領域。它利用雷達波在不同物質界面上的反射信號差異識別界面，再根據雷達波回波時間以及在不同介質中的波速推算出各種介質的厚度。它所采用的雷達波為短脈沖雷達波，具有抗干擾能力強、距離分辨力高、信號處理方式簡單等優(yōu)勢，一天可檢測數百公里，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波分辨界面的能力取決于不同材料介電常數的差異性，如果兩種材料介電常數非常接近，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有可能無法準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也對檢測結果影響較大，應引起注意。

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量的重要指標。檢測方法包括：（1）3m直尺法。檢測時把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)點簡便易行，但人工操作效率低。測量前應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個腳輪，中間有1個測量輪，通過人力或汽車牽引前進，測量輪上下擺動的位移量被傳感器等裝置轉換為電子數據記錄下來，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、破損嚴重的路段不適用。優(yōu)點是靈敏度高，可全方位檢測。缺點是速度慢（≤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值VBI（單位cm/km）。VBI大小即反映了路面平整度。測試前應與國際平整度指數IRI就相關性進行標定，相關系數R不應小于0.99。優(yōu)點測試速度快（30～80km/h）、價格低和操作簡便，但測試精度不高。（4）車載式激光平整度儀法。測試利用了激光的光時差原理，在測試車上安裝有激光傳感器、加速度計、陀螺儀及數據采集處理系統(tǒng)。當測試車在路面上行駛時，激光傳感器測量激光束反射回讀角度，再通過與加速度計信號互差以消除車輛顛簸影響，就得到路面真實斷面信息。優(yōu)點測速快（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、車轍等多項數據。適用于無嚴重坑槽、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，也就是標準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際荷載，精度、可靠性較低。（2）自動彎沉儀法。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)微機控制連續(xù)測量和記錄，自動化程度較高。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，用于承載力評價時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）的標準質量重錘從一定高度落下，路面表面在沖擊荷載作用下產生瞬時變形。所以FWD測定的是動態(tài)彎沉與彎沉盆，換算為回彈彎沉值可用來評價道路承載能力，還可推算路面材料的動態(tài)彈性模量。優(yōu)點為檢測速度快（大約為貝克曼梁法的1倍）、精度高，自動化程度高，人為影響小，可模擬實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上，當車輛駛離測點時路面回彈并帶動硅光電池測頭上升，測試儀器中發(fā)出的激光束照射在硅光電池上產生光電流，根據光電流大小可計算回彈彎沉值。優(yōu)點操作簡便、精度較高，具無損特點，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指標，反映了車輛制動時路面抵抗滑移的能力。一般以輪胎與路面之間的摩擦系數、路面紋理構造深度表示。測試方法包括：（1）構造深度測試法。路面構造深度（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。根據操作方法，分為鋪砂法和激光構造深度法。鋪砂法是將已知體積的砂攤鋪于路表測點上而表面沒有浮砂，以砂的體積與所覆蓋面積之比作為構造深度。鋪砂可采用人工或電動鋪砂儀進行。激光構造深度法是利用激光測距原理，以較高頻率采樣、計算路面構造深度。鋪砂法操作簡單，但效率低，受人為因素影響大；而激光構造深度法效率高，但設備較為昂貴。（2）摩擦系數法。包括制動距離法和動態(tài)旋轉摩擦系數測試儀法。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，再計算摩擦系數。后者將特制測試儀器放在灑水路面上，儀器轉動盤受到路表摩擦力作用而減速，通過測量制動力矩計算出摩擦系數。兩者比較，制動距離法直觀、快速，但須中斷交通；而動態(tài)旋轉摩擦系數測試儀法能測試出不同速度下的摩擦系數，多用于科研，工程檢測應用較少。（3）擺式儀法。這種方法是以手提式擺式摩擦系數測定儀測試潮濕路面抗滑擺值。優(yōu)點是操作簡便，但效率低。選點應按JTG E60-2008附錄A規(guī)定進行。（4）橫向力系數測定法。路面橫向力系數是指標準摩擦系數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，輪胎摩擦阻力與試驗輪荷載的比值。優(yōu)點測試簡便、快速，不影響交通。

2 公路路面破損檢測技術及特點

2.1 路面破損檢測的必要性

公路在滿足交通運輸的同時，會因車輛荷載、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，嚴重影響路面承載力和交通安全，而高效、準確的檢測數據是路面養(yǎng)護決策的有力依據，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

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錄像，效率也很低，且不夠準確。超聲波法只適用于水泥路面。激光法還未實用化。較為成熟高效的只有攝像測量法和探地雷達法。探地雷達法前面已經介紹，這里不再贅述。攝像測量法是隨著高精數字化攝像技術的發(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，國內在