談高速公路路基路面無損害檢測技術(shù)

梁華雄

（云浮市交通運(yùn)輸工程質(zhì)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(shù)

梁華雄

（云浮市交通運(yùn)輸工程質(zhì)量檢測站廣東省云浮市527300）

本文主要是結(jié)合探地雷達(dá)的應(yīng)用研究，拓寬探地雷達(dá)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用的有效性，可以高效、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)高等級公路內(nèi)部病害缺陷，為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作提供有效的技術(shù)手段和解決方案。并針對出現(xiàn)的路基路面病害提出相應(yīng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案及措施，做到早預(yù)防、早治理，以達(dá)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(shù)

隨著現(xiàn)代交通的大力發(fā)展，高速公路在我國國防系統(tǒng)、社會發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面都發(fā)揮著重要作用。但是在我國高速公路系統(tǒng)當(dāng)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(zhì)量要求也逐漸提高。而平整度、彎沉以及橫向力系數(shù)等相關(guān)指標(biāo)會直接影響到高速公路具備的服務(wù)能力。

1　簡述傳統(tǒng)檢測技術(shù)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(jī)選點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，一般采用的檢測方法都是鉆孔取樣然后再進(jìn)行分析，以此來得到相關(guān)的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。不過該檢測技術(shù)本身存在一定的缺陷，例如檢測結(jié)果的普遍性較差，而且隨機(jī)選擇的檢測點(diǎn)并不具有較高的代表性，在選點(diǎn)的時(shí)候由于檢測點(diǎn)的位置過于稀疏，導(dǎo)致很多路段中存在的問題被遺漏，在進(jìn)行高速公路路基路面施工質(zhì)量控制管理的時(shí)候留下了較多的隱患，而且在對高速公路進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)管理的過程中，很多時(shí)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(shù)則可以在高速公路建設(shè)施工質(zhì)量控制的過程中提供更多更加精確的數(shù)據(jù)，為日后使用時(shí)進(jìn)行日常維護(hù)管理奠定了良好的基礎(chǔ)。

2　分析在對高速公路路基路面檢測的主要無損檢測技術(shù)

2.1頻譜分析檢測技術(shù)

該技術(shù)主要是需要充分掌握不同傳播介質(zhì)當(dāng)中傳播表面波所產(chǎn)生的傳播頻率的變化情況來達(dá)到檢測目的。頻譜分析檢測技術(shù)的主要工作原理為：能夠在高速公路路面上，產(chǎn)生一次持續(xù)時(shí)間較短并且速度較快的沖擊，引起的沖擊源會不斷的產(chǎn)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(fā)生變化，因此需要通過在多個(gè)位置上設(shè)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(shù)

超聲波檢測技術(shù)根據(jù)在介質(zhì)中布置的不同位置的傳感器所測量的超聲波在介質(zhì)中所傳播的波的各項(xiàng)參數(shù)，來判斷路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的破損狀況的一種檢測方法。通過對超聲波傳播時(shí)間的測定來判斷其傳播速度，進(jìn)而根據(jù)速度及介質(zhì)之間的關(guān)系來判定介質(zhì)材料的力學(xué)性能，如彈性模量、抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度，還可對介質(zhì)材料或結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷進(jìn)行判定。使用簡便、造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)使得該檢測技術(shù)應(yīng)用前景一片光明，已廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐之中。圖1為超聲波信號接收器。

2.3激光檢測技術(shù)

激光檢測技術(shù)是通過激光光強(qiáng)越強(qiáng)，那么光電流便越強(qiáng)的原理來進(jìn)行檢測的。在檢測過程中，光能被光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成電能，這樣光電流便會隨著激光所發(fā)出光的光強(qiáng)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(guān)系，所以光電流發(fā)生變化便可反映出彎沉位移所產(chǎn)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(yōu)點(diǎn)，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(shù)

圖像技術(shù)通常包括兩種：

（1）紅外成像技術(shù)

其中紅外成像技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)檢測目的的主要原理為：不同材料所具有的導(dǎo)熱性能也各不相同，利用熱敏傳感器來檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度分布情況和熱傳導(dǎo)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(jié)構(gòu)內(nèi)部的具體情況。

（2）激光全息圖像技術(shù)

激光全息圖像技術(shù)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(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)果的精確度和直觀度。

2.5地質(zhì)雷達(dá)測損技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)在對路基的損害程度進(jìn)行檢測時(shí)主要是利用雷達(dá)波的折射和反射原理實(shí)現(xiàn)的。雷達(dá)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行中主要是對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后得到地質(zhì)雷達(dá)圖像的剖面，有效地對路基的損害情況進(jìn)行判斷。一旦被檢測路基中存在異常，那么異常區(qū)域界面的兩側(cè)電性會存在較大的差異，并且產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射波。與此同時(shí)，該界面也是物性的特變點(diǎn)，經(jīng)常出現(xiàn)在時(shí)間剖面上表現(xiàn)為雙曲線的繞射波，導(dǎo)致雷達(dá)圖像發(fā)生紊亂，即使是同向軸也會發(fā)生不連續(xù)的現(xiàn)象。通常這種情況下就能夠?qū)β坊惓^(qū)域所在的位置以及具體的深度進(jìn)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(shè)備

3.1彎沉檢測設(shè)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(shè)備主要利用液壓系統(tǒng)的提升機(jī)釋放荷載塊對路面進(jìn)行沖擊。重錘的重量級起落高度將直接影響著所產(chǎn)生荷載的大小，傳感器會對動(dòng)態(tài)彎沉盆進(jìn)行測定。實(shí)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(yōu)點(diǎn)，是較為可靠的彎沉檢測設(shè)備之一。

3.2斷面測試設(shè)備

斷面測試設(shè)備可用于平整度及車轍的測定。在工程實(shí)踐中較為普遍的是路面橫斷面儀及橫斷面尺。較為先進(jìn)的平整度及車轍的測量設(shè)備是連續(xù)式激光斷面儀，其測量范圍還包括橫坡、縱坡及轉(zhuǎn)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(jìn)便可得到路面的縱向平整度；利用橫向布置的多個(gè)激光傳感器來確定路面的高度，以確定橫斷面，進(jìn)而確定車轍深度。

3.3抗滑性能測試設(shè)備

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

3.4路表破損數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

目前國際上已經(jīng)研制出的路表三維激光可視化系統(tǒng)是一種新型的路表破損數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它采用激光傳感器隨著車輛的高速行駛，連續(xù)掃描一個(gè)車道，得到路表的三維可視圖并實(shí)時(shí)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(shí)可以測試平整度和車轍。

4　結(jié)語

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

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