瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中路面質(zhì)量檢測(cè)方法探討

任麗娜

[山西省交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心（有限公司）,山西 太原 030006]

0 引言

近年來(lái)，隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷進(jìn)步，交通量、載重量顯著增大，對(duì)公路工程路面質(zhì)量要求更加嚴(yán)苛，為確保高速公路瀝青路面使用性能能夠滿足實(shí)際使用要求，應(yīng)強(qiáng)化公路路面養(yǎng)護(hù)管理工作，以有效提升路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，保證道路整體運(yùn)營(yíng)質(zhì)量[1]。瀝青路面養(yǎng)護(hù)時(shí)需采用較為先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)瀝青路面實(shí)施全方位檢測(cè)，以充分了解路面質(zhì)量狀況及使用性能，從而制定科學(xué)有效的養(yǎng)護(hù)方案，提升路面養(yǎng)護(hù)效果，保證公路安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)[2]。為此，該文系統(tǒng)分析了瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)提高公路整體質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命具有重要意義。

1 瀝青路面養(yǎng)護(hù)概述

瀝青路面養(yǎng)護(hù)具體包括預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)兩方面，在不改變道路承載性能的情況下，對(duì)道路使用性能實(shí)施修復(fù)和完善。實(shí)際養(yǎng)護(hù)工作中，通常根據(jù)公路性質(zhì)、交通等級(jí)、質(zhì)量狀況、病害嚴(yán)重程度等綜合確定日常養(yǎng)護(hù)、大中修及改擴(kuò)建等情況。

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)定期對(duì)道路質(zhì)量狀況實(shí)施檢測(cè)，充分了解道路運(yùn)營(yíng)期間瀝青路面病害情況，從而采取科學(xué)有效的處治措施，保證公路始終保持安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)年限。而修復(fù)性養(yǎng)護(hù)則是針對(duì)瀝青路面質(zhì)量病害實(shí)施修復(fù)處理，有效控制病害發(fā)展，提升路面路用性能，保證運(yùn)營(yíng)安全。

2 高速公路檢測(cè)技術(shù)分類

2.1 激光檢測(cè)技術(shù)

激光檢測(cè)技術(shù)主要通過(guò)光電感應(yīng)對(duì)瀝青路面質(zhì)量實(shí)施檢測(cè)。采用光電轉(zhuǎn)換理論，可將檢測(cè)光波以圖像形式呈現(xiàn)在屏幕上，波形分布情況表示激光在道路表面?zhèn)鞑顟B(tài)，技術(shù)人員可根據(jù)波形判定路面缺陷部位及破壞情況。

（1）檢測(cè)前，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)光線位移量預(yù)先在檢測(cè)設(shè)備上設(shè)定相關(guān)參數(shù)。檢測(cè)過(guò)程中，光線實(shí)時(shí)向地面?zhèn)魉臀灰屏?，設(shè)備產(chǎn)生電流也隨之變動(dòng)，并轉(zhuǎn)變?yōu)楹吐访嫦禂?shù)相關(guān)的圖像。

（2）該技術(shù)不僅具有較強(qiáng)的相關(guān)性，且分辨率極高，可實(shí)現(xiàn)自主定向，采用此技術(shù)測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，同時(shí)，可進(jìn)行連續(xù)性工作，當(dāng)前在路面缺陷檢測(cè)中應(yīng)用較為普遍。高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中采用該技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)車轍、彎沉、平整度等相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)[3]。

2.2 頻譜分析技術(shù)

頻譜分析技術(shù)主要通過(guò)對(duì)路面結(jié)構(gòu)各種頻段傳播速率實(shí)施收集和分析，從而判定路面質(zhì)量狀況。該檢測(cè)技術(shù)可以在不破壞結(jié)構(gòu)完整性的條件下完成質(zhì)量檢測(cè)，具有精準(zhǔn)高效、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，主要適用于面層以下結(jié)構(gòu)層檢測(cè)，按照各結(jié)構(gòu)層呈現(xiàn)的波頻不同，對(duì)道路狀況實(shí)施評(píng)估。該技術(shù)不僅能夠?qū)γ鎸雍穸绕顚?shí)施檢測(cè)，且能有效檢測(cè)出各結(jié)構(gòu)層結(jié)合程度。

當(dāng)路面基層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞時(shí)，破壞部位與正常區(qū)域存在顯著差異，因此波頻傳播情況也各不相同，此種狀況下，根據(jù)道路結(jié)構(gòu)層破壞形式形成反射波與繞射波兩種不同形式的波段，所呈現(xiàn)波形曲線具有較大特殊性，根據(jù)該特征能夠幫助技術(shù)人員確定破壞部位及破壞形式，從而采取針對(duì)性養(yǎng)護(hù)措施，避免對(duì)路面造成二次破壞[4]。

2.3 圖像檢測(cè)技術(shù)

目前，較為常用的高速公路圖像檢測(cè)技術(shù)主要包括激光全息圖像技術(shù)和紅外線成像檢測(cè)技術(shù)。兩種技術(shù)存在一定的共性，均可對(duì)路面物理性能實(shí)施分析，其主要差異在于激光全息圖像技術(shù)可全面顯示道路結(jié)構(gòu)信息，并能有效模擬道路力學(xué)性能指標(biāo)，為技術(shù)人員提供更加全面的路況信息，但檢測(cè)成本較高。

相對(duì)于激光全息圖像技術(shù)，紅外成像檢測(cè)技術(shù)不僅成本較低，且適用性更強(qiáng)。該技術(shù)主要通過(guò)紅外感應(yīng)設(shè)備對(duì)基層下方溫度條件進(jìn)行收集，并根據(jù)熱傳導(dǎo)系數(shù)判定路面材料基本狀況，針對(duì)路面老化、結(jié)構(gòu)層破壞檢測(cè)效果更佳。

3 瀝青路面檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 路面承載力檢測(cè)

路面承載力是評(píng)價(jià)高速公路使用性能的關(guān)鍵指標(biāo)，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常采用落錘式彎沉儀實(shí)施檢測(cè)。該檢測(cè)儀器能夠?qū)囕v荷載進(jìn)行模擬，可在不破壞路面結(jié)構(gòu)的條件下完成檢測(cè)，具有結(jié)果準(zhǔn)確、效率高、安全性高等優(yōu)勢(shì)，是目前瀝青路面承載力檢測(cè)的常用手段[5]。

落錘式彎沉儀主要由彎沉傳感器和荷載傳感器組成。其中，彎沉傳感器主要對(duì)汽車運(yùn)行時(shí)沿道路縱向的速度信號(hào)實(shí)施采集；而荷載傳感器則主要用于檢測(cè)荷載分布情況，從而判定瀝青路面承載能力。其檢測(cè)方法如下：將設(shè)置彎沉傳感器的檢測(cè)車移動(dòng)至特定部位，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制液壓裝置，開(kāi)啟落錘系統(tǒng)緩慢提升落錘，達(dá)到指定高度后，使落錘自由下落，利用落錘對(duì)承載板造成沖擊作用，并將沖擊荷載傳遞至道路表面，從而使路面產(chǎn)生彎沉，此時(shí)傳感裝置全面采集道路各結(jié)構(gòu)層變形數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至信息處理系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)得到路面各部位彎沉數(shù)據(jù)[6]。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)路面力學(xué)特性實(shí)施綜合分析，獲得路面結(jié)構(gòu)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)受力狀況，從而確定道路整體質(zhì)量狀況。彎沉檢測(cè)技術(shù)是一種動(dòng)態(tài)性檢測(cè)手段，各部位檢測(cè)速率位于40 s左右，檢測(cè)準(zhǔn)確性可達(dá)1 μm。

3.2 路面平整度檢測(cè)

瀝青路面平整度與路面抗滑、耐磨等性能密切相關(guān)，直接影響行車安全性、穩(wěn)定性、舒適性，所以，瀝青路面質(zhì)量評(píng)價(jià)中平整度是最為重要的檢測(cè)指標(biāo)。

（1）高速公路瀝青路面平整度檢測(cè)常用檢測(cè)技術(shù)包括激光檢測(cè)和顛簸累積檢測(cè)兩種方式。其中，顛簸累積檢測(cè)主要通過(guò)車載顛簸累積裝置，采用感應(yīng)器對(duì)車廂單向與車輛后軸之間的位移累積量實(shí)施收集，根據(jù)該數(shù)值能夠?qū)β访嫫秸葘?shí)施評(píng)估，位移量越大，表明平整度越差。通過(guò)該技術(shù)可得到較為精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，但對(duì)檢測(cè)儀器標(biāo)定校正依賴性較大，反復(fù)實(shí)施標(biāo)定處理，嚴(yán)重影響檢測(cè)效率，且會(huì)增大檢測(cè)誤差。

（2）激光檢測(cè)技術(shù)主要采用激光檢測(cè)設(shè)備對(duì)相關(guān)信息實(shí)施采集、處理，得到相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，從而對(duì)路面平整度實(shí)施評(píng)估。主要檢測(cè)原理如下：將檢測(cè)裝置安裝在汽車車輪上，隨汽車運(yùn)行自動(dòng)采集路面高度信息，并同步完成車轍、坡度等相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而得到精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。該檢測(cè)技術(shù)具有準(zhǔn)確性高、適用性強(qiáng)、速度快等優(yōu)點(diǎn)。

（3）高速公路對(duì)路面平整度要求較高，因此實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)同步采用顛簸累積檢測(cè)技術(shù)和激光檢測(cè)技術(shù)，以有效提升檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，從而制定科學(xué)有效的道路養(yǎng)護(hù)方案，全面提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，保證高速公路路用性能。

3.3 老化程度檢測(cè)

高速公路瀝青路面隨著運(yùn)營(yíng)年限的不斷增加，在交通荷載及外部環(huán)境持續(xù)作用下，逐漸發(fā)生老化，當(dāng)老化達(dá)到一定程度后，其路用性能嚴(yán)重下降，影響行車安全。因此，為有效提升道路使用性能，保證行車安全性、穩(wěn)定性、舒適性，應(yīng)對(duì)瀝青路面老化程度實(shí)施檢測(cè)?，F(xiàn)階段常采用試驗(yàn)室綜合分析檢測(cè)技術(shù)對(duì)瀝青路面老化程度實(shí)施檢測(cè)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收集瀝青路面車轍試樣，提取瀝青樣本實(shí)施檢測(cè)，并與路面施工時(shí)相關(guān)性能指標(biāo)實(shí)施比較，從而獲得準(zhǔn)確的瀝青路面老化程度結(jié)果[7]。

試驗(yàn)室綜合檢測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)效率高、速度快等優(yōu)勢(shì)。采用該技術(shù)對(duì)高速公路瀝青路面老化程度實(shí)施檢測(cè)，能顯著降低檢測(cè)成本，且能有效提升檢測(cè)效率，同時(shí)結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)，借助瀝青再生器，迅速提升瀝青路面使用性能，快速開(kāi)放交通。

3.4 承載性能檢測(cè)

高速公路承載性能與路面結(jié)構(gòu)層厚度密切相關(guān)，路面厚度是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，始終是道路施工、養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)是高速公路養(yǎng)護(hù)中常用的承載性能檢測(cè)技術(shù)，利用全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控手段，能夠準(zhǔn)確有效地完成對(duì)瀝青路面質(zhì)量狀況的全面檢測(cè)，并且能夠測(cè)量出路面厚度達(dá)標(biāo)情況。

高速公路路面厚度是極為重要的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)雷達(dá)反射技術(shù)對(duì)路面厚度實(shí)施檢測(cè)是目前應(yīng)用最廣泛的檢測(cè)手段，利用雷達(dá)發(fā)射裝置發(fā)射信號(hào)形成反射波，基于測(cè)量原理，可高效完成對(duì)路面厚度的精準(zhǔn)檢測(cè)。雷達(dá)反射技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)路面厚度的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。同時(shí)，采用該技術(shù)還可以較為清晰地獲得路面裂縫、沉陷、車轍等病害信息，為后期道路養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)有效的信息，保證道路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量[8]。

4 路面檢測(cè)技術(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中的具體應(yīng)用

4.1 路面狀況巡視性調(diào)查

高速公路瀝青路面質(zhì)量狀況檢測(cè)前，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)提前準(zhǔn)備好檢測(cè)相關(guān)工具，并攜帶檢測(cè)設(shè)備、相機(jī)對(duì)道路實(shí)施檢測(cè)，準(zhǔn)確記錄病害部位、規(guī)模、嚴(yán)重程度等相關(guān)信息，并拍照獲取影像資料，為后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展提供依據(jù)。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

為獲得準(zhǔn)確、有效的路面質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)，必須借助相關(guān)檢測(cè)技術(shù)對(duì)路面實(shí)施檢測(cè)。為保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢測(cè)儀器精度、性能應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。實(shí)際檢測(cè)中，常用的檢測(cè)設(shè)備主要包括以下三種類型：

（1）全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。此種類型的檢測(cè)設(shè)備主要利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)過(guò)程實(shí)施控制，全程無(wú)需人工參與，具有檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，有效避免人為因素帶來(lái)的檢測(cè)偏差，自行完成數(shù)據(jù)采集、整合、處理等過(guò)程，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)施自動(dòng)分析，形成分析報(bào)告，并通過(guò)圖像方式呈現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果，較為直觀和清晰。但自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備成本較高，針對(duì)小型公路檢測(cè)經(jīng)濟(jì)性較差，主要適用于達(dá)到一定規(guī)模的公路養(yǎng)護(hù)。采用此類設(shè)備進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)不需要封閉交通，并且檢測(cè)完成后能夠即時(shí)得到檢測(cè)結(jié)果，效率較高[9]。

（2）人機(jī)交互設(shè)備。與全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備相比，該設(shè)備為半自動(dòng)狀態(tài)，實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，部分操作需通過(guò)人工輔助完成，并且檢測(cè)數(shù)據(jù)采集、記錄、分析等均由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)技術(shù)人員完成。此檢測(cè)設(shè)備成本較低、檢測(cè)過(guò)程較為靈活，主要用于預(yù)防性公路養(yǎng)護(hù)，但在檢測(cè)時(shí)需采取必要的交通管制措施。

（3）人工檢測(cè)。此檢測(cè)過(guò)程完全由人工手動(dòng)完成，由專業(yè)技能全面的施工人員采用檢測(cè)設(shè)備，如鋼尺、摩擦儀等實(shí)施檢測(cè)。采用人工檢測(cè)時(shí)需要人員較多，且檢測(cè)效率較低，耗時(shí)較長(zhǎng)，每次檢測(cè)僅能得到較少的數(shù)據(jù)，且檢查誤差較大。同時(shí)，人工檢測(cè)對(duì)技術(shù)人員檢測(cè)水平要求較高，人工處理數(shù)據(jù)工作量較大，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，主要針對(duì)局部區(qū)域檢測(cè)。采用該方式進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為最大限度地確保施工人員生命安全，需全面封閉交通[10]。

4.3 室內(nèi)試驗(yàn)

高速公路瀝青路面在長(zhǎng)期行車荷載及溫度、濕度等環(huán)境因素影響下，面層結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生老化，部分使用功能顯著下降或喪失。瀝青路面養(yǎng)護(hù)中，采用再生技術(shù)能有效改善瀝青路面使用性能，增強(qiáng)道路路用性能，是一種較為經(jīng)濟(jì)、有效的養(yǎng)護(hù)方法。目前，該養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用較為普遍。室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)采集較為典型的混合料試樣，并對(duì)其性能實(shí)施檢測(cè)，詳細(xì)了解混合料破壞的具體原因，并據(jù)此制定養(yǎng)護(hù)方案。

對(duì)高速公路瀝青路面質(zhì)量狀況進(jìn)行全面調(diào)查，在路面車轍深度較大部位提取樣品，詳細(xì)比較面層、結(jié)構(gòu)層變形狀況，準(zhǔn)確確定變形部位，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)混合料礦料級(jí)配、油石比實(shí)施分析，提出瀝青樣品，并對(duì)軟化點(diǎn)、針入度實(shí)施檢測(cè)，與瀝青路面施工階段相關(guān)性能指標(biāo)實(shí)施對(duì)比，從而確定瀝青路面老化程度。瀝青路面產(chǎn)生車轍病害的根本原因在于油石比或級(jí)配設(shè)計(jì)不合理，此外與車輛超載行駛也具有一定關(guān)系。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)可準(zhǔn)確判定路面車轍病害的具體原因，如果是因配合比因素導(dǎo)致，可通過(guò)熱再生工藝，對(duì)瀝青路面混合料配合比實(shí)施重新調(diào)整，以有效增強(qiáng)其穩(wěn)定性，從而顯著提升路面抗車轍能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)對(duì)提升道路路用性能，延長(zhǎng)使用壽命具有重要作用。實(shí)際養(yǎng)護(hù)時(shí)，采用科學(xué)有效的檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備對(duì)路面缺陷種類、規(guī)模、嚴(yán)重程度實(shí)施檢測(cè)，分析缺陷形成的具體原因，從而制定切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)方案，全面提升道路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，確保行車安全性、穩(wěn)定性、舒適性，推動(dòng)高速公路安全穩(wěn)定地發(fā)展。當(dāng)前，高速公路瀝青路面檢測(cè)技術(shù)正處于持續(xù)發(fā)展階段，通過(guò)對(duì)相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)探究，對(duì)提高瀝青路面養(yǎng)護(hù)水平，保證道路安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)具有重要意義。