公路路基路面快速檢測技術(shù)的應(yīng)用

高瑞鵑

摘 要：伴隨社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國公路建設(shè)里程越來越長，且有大規(guī)模建設(shè)持續(xù)進(jìn)行，如選用傳統(tǒng)檢測方法，不僅耗資耗時，還會損壞路面原有結(jié)構(gòu)，且經(jīng)濟(jì)性較差。為此，應(yīng)選用快速無損檢測設(shè)備做好路基路面檢測，本文主要針對路基路面壓實度、平整度檢測進(jìn)行了探討，以期有效控制施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無核密度儀;壓實度;平整度

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0141-02

1 無核密度儀（2701-B）快速檢測瀝青面層壓實度

當(dāng)前，單層瀝青混凝土常用于二、三級公路瀝青面層作為結(jié)構(gòu)層，主要材料為中粒式AC-16、AC-20，或細(xì)粒式AC-13等。路面結(jié)構(gòu)通常為中粒式瀝青混凝土（5cm）+水泥穩(wěn)定砂礫基層（20cm）+級配礫石底基層（20～30cm）。結(jié)合瀝青混凝土單結(jié)構(gòu)層特征，現(xiàn)決定選用無核密度儀（2701-B）進(jìn)行瀝青面層壓實度檢測，從而了解面層壓實度實際情況。

1.1 無核密度儀（2701-B）檢測原理

基于電磁表面接觸法原理，無核密度儀（2701-B）可用于瀝青面層混合料密度檢測，通過電磁表面接觸儀器，對瀝青面層壓實電磁場的變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確測試，且對比分析儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)模塊，從而獲取瀝青混合料密度測量值。此次壓實度檢測選用的試樣為中粒式AC-16材料，5cm厚，基本等同于2701-B測試深度。為全面提升檢測效率，需同時測量面層壓實度和厚度。

1.2 無核密度儀（2701-B）儀器標(biāo)定

相比PQI無核密度儀，無核密度儀（2701-B）標(biāo)定方法略有不同，PQI需移機(jī)至周圍測定4個位置，通過鉆芯取樣進(jìn)行密度標(biāo)定，標(biāo)定測點(diǎn)通常為5個，但無核密度儀（2701-B）僅需原地旋轉(zhuǎn)即可進(jìn)行周圍4個位置的測定，測點(diǎn)需3個以上。根據(jù)工程實際情況，將標(biāo)定區(qū)域控制在K12～K16段，測定數(shù)為2個/公里，測點(diǎn)總數(shù)為6個，同時，在上述測點(diǎn)分別鉆芯取樣，做水重法試驗，及時獲取實驗室密度，如表1所示。一般情況下，都需選用密度補(bǔ)償標(biāo)定法或逐點(diǎn)綜合標(biāo)定法作為無核密度儀（2701-B）儀器標(biāo)定方法，根據(jù)TRQXLER相關(guān)規(guī)定，需保證測量值最大差值需控制在48kg/m3以上，如在該值以下，需通過人工法將密度補(bǔ)償值輸入的方式進(jìn)行無核密度儀（2701-B）儀器標(biāo)定。

由此可見，6個測點(diǎn)鉆芯取樣所獲取的芯樣密實度范圍為2297～2428kg/m3，最大差值為131kg/m3，在儀器測量值規(guī)定以上，因此，可通過儀器綜合標(biāo)定法進(jìn)行無核密度儀（2701-B）儀器標(biāo)定。

1.3 無核密度儀（2701-B）與鉆芯取樣法檢測對照

在瀝青面層壓實度檢測中，為檢測無核密度儀（2701-B）是否具有適用性，可對比分析無核密度儀（2701-B）與鉆芯取樣法的檢測數(shù)據(jù)，本文以中粒式AC-16與細(xì)粒式AC-13為研究對象進(jìn)行探討。

（1）中粒式AC-16檢測對比分析。以中粒式AC-16瀝青面層為研究對象，隨機(jī)抽取測點(diǎn)，共10個，且做好標(biāo)注。具體流程為：①以無核密度儀（2701-B）為檢測設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確測試，按照0°、90°、180°、270°四個不同角度原地旋轉(zhuǎn)進(jìn)行瀝青面層干密度測定，測量后需取平均值;②位置不變，換用鉆芯取樣法測定，芯樣密度通過水重法測量，取平均值。

自2016年通車運(yùn)營后，此瀝青面層使用年限在1年以上，局部測點(diǎn)呈現(xiàn)不同程度病害情況，如老化、裂縫等，從而影響了密度檢測結(jié)果，范圍在2278～2383kg/m3。與鉆芯取樣獲取的數(shù)據(jù)相比，無核密度儀（2701-B）數(shù)據(jù)較低，其原因可能是因為標(biāo)定測點(diǎn)所用混合料和實際測試測點(diǎn)之間略有不同，但也表明標(biāo)定測點(diǎn)選用的混合料更具代表性。

經(jīng)檢測可見，絕對誤差范圍為-51.5～2.5kg/m3，相比儀器精度范圍，測點(diǎn)測試結(jié)果略大，相對誤差中，有一個測點(diǎn)在2%以上，整體來講，基本滿足中粒式AC-16面層精度要求。

（2）細(xì)粒式AC-13檢測對比分析。同上，隨機(jī)選取測點(diǎn)10個，經(jīng)分析，絕對誤差范圍為-42.9～5.8kg/m3，相對誤差未見超過2%，可滿足精度規(guī)定。

2 激光平整度儀在路面平整度快速檢測中的應(yīng)用

作為公路路用性能評價的重要指標(biāo)之一，路面平整度與車輛行駛舒適性、安全性密切相關(guān)。道路平整度被美國ASTM定義為“道路表面的凸起或者沉陷導(dǎo)致的豎向偏差，使得車輛行駛的路用性能有所變化的指標(biāo)?！甭访嫫秸葯z測方法繁多，激光平整度儀的應(yīng)用，自動化程度更高，能夠準(zhǔn)而快遞獲取道路路面信息，檢測路面平整情況。

2.1 激光平整度儀的的檢測原理

作為當(dāng)前最常見的路面平整度測試儀器，激光平整度儀具有更高精度，且檢測效率良好。其檢測主要是利用激光光時差原理，也就是說激光能夠通過反射時間差來對所測量的極短長度進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，以此獲取路面凹凸數(shù)值。檢測主要是為獲取路面縱斷面剖面，激光平整度儀利用Selcom激光傳感器裝置，對路面與車體之間的距離進(jìn)行測量，同時基于加速度原理，在規(guī)定速度行駛條件下對車體車身豎向位移進(jìn)行測量，通過取得的路面縱斷面剖面，利用集成化信息處理技術(shù)，計算平整度指數(shù)，一般選用IRI（國際平整度指數(shù)）即可。

2.2 檢測流程

2.2.1 安裝

第一，安裝距離傳感器。在測試車左后輪上安裝距離傳感器固定盤，為達(dá)到良好支撐效果，利用距離傳感器進(jìn)行導(dǎo)棍、距離導(dǎo)棍固定片和車輪擋泥板進(jìn)行連接。順著固定導(dǎo)棍將距離傳感器信息傳輸線引出，并將其與車內(nèi)車載下位機(jī)“距離”信號接口相連。在安裝距離傳感器時，要求其必須與車輪軸線在相同直線上，避免車輛行駛過程中震動過大。

第二，安裝激光傳感器。在車輛后排座車門下方固定激光傳感器，并做好固定工作。激光器位置可利用水平儀適當(dāng)調(diào)節(jié)，以此確保激光器不偏斜。

第三，連接各部位。在固定完激光傳感器之后，利用其電纜連接車內(nèi)下位機(jī)接口。隨后連接電腦電纜接口。因本檢測儀器選用的車載電瓶，即12V電源供電。下位機(jī)可通過電源電纜連接汽車電煙器直接供電。

2.2.2 啟動

在完成所有接線連接無誤后，可開啟激光平整度儀下位機(jī)電源開關(guān)，確定鑰匙方向位于電源開位置即可，待供電正常，將有一個紅色激光束點(diǎn)亮起，則表明激光系統(tǒng)啟動。隨后將RTP.exe激光平整度儀應(yīng)用程序啟動即可。

2.2.3 參數(shù)標(biāo)定

為保證每次檢測結(jié)果準(zhǔn)確、真實、有效，可做好參數(shù)標(biāo)定工作。激光平整儀標(biāo)定之后，可消除對檢測結(jié)果的影響因素，特別是濕度、溫度等，保證檢測環(huán)境良好。如設(shè)備長期不用，則再次標(biāo)定。為保證激光平整度儀工作狀態(tài)穩(wěn)定，在標(biāo)定前期，可先進(jìn)行20min預(yù)熱。于標(biāo)定結(jié)果而言，汽車發(fā)動機(jī)振動會對結(jié)果造成嚴(yán)重影響，為此，在標(biāo)定時需將汽車發(fā)動機(jī)關(guān)閉，保證環(huán)境穩(wěn)定。

第一，加速度傳感器標(biāo)定。在金屬架上正確安裝激光傳感器，通過水平儀調(diào)整，保證平面水平。隨后將下位機(jī)電源開關(guān)開啟，啟動應(yīng)用程序。根據(jù)菜單功能，點(diǎn)擊系統(tǒng)參數(shù)+加速度傳感器標(biāo)定。

第二，激光傳感器標(biāo)定。在車門上正確安裝激光傳感器，利用水平儀確定平面水平。隨后將下位機(jī)電源開關(guān)開啟。在激光傳感器投射電位置安放標(biāo)定平板，待其為水平狀態(tài)后即可滿足要求。完成上述作業(yè)后，即可開啟應(yīng)用程序，根據(jù)菜單功能，點(diǎn)擊系統(tǒng)參數(shù)+激光傳感器標(biāo)定。

第三，距離標(biāo)定。在檢測路段，通過相應(yīng)工具將一段平直路段標(biāo)定出來，距離一般為200。在車門上正確安裝激光傳感器，經(jīng)水平儀確定水平，隨后開啟下位儀開關(guān)，將應(yīng)用程序啟動，根據(jù)菜單功能，選擇系統(tǒng)參數(shù)+距離標(biāo)定。

2.2.4 測量

完成上述操作后，即可開始測量，根據(jù)軟件操作指南，完成各項操作。

2.3 工程概況

某公路工程為一級公路，起止樁號為K0+000～K11+ 200，選用瀝青混凝土面層，路面設(shè)計總厚度為59cm，具體結(jié)構(gòu)為4cmAC-16瀝青混凝土（細(xì)粒式）+5cmAC-16瀝青混凝土（中粒式）+30cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm級配砂礫底基層，根據(jù)設(shè)計要求，需選用90號道路石油瀝青作為施工瀝青材料，以15cm分層鋪筑基層。完成路面施工后，決定選用激光平整度儀檢測，結(jié)果如表2所示。

由此可見，本路段合格率達(dá)到80%左右，即IRI合格率為79.82%，σ合格率為81.17%，基本滿足平整度要求。

3 結(jié)語

綜上所述，在公路路基路面快速檢測中，選用無核密度儀（2701-B）、激光平整度儀檢測路基路面壓實度與平整度效果良好，且不會損壞路面原有結(jié)構(gòu)，在提高公路工程質(zhì)量方面具有重要意義。

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