高速公路瀝青路面試驗(yàn)檢測技術(shù)研究

白楊

（中路高科交通檢測檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司，北京 100080）

0 引言

高速公路是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是連接各個區(qū)域的重要紐帶，可以滿足民眾的日常出行需求，推動商品交易。但是高速公路是一項(xiàng)工程量大、投資大、周期長、風(fēng)險大的項(xiàng)目，在工程建設(shè)中容易受到地形地勢、環(huán)境氣候、周圍人群的影響。因此，需要從多個方面入手，對高速公路工程質(zhì)量進(jìn)行控制。

當(dāng)前，公路工程技術(shù)的飛速發(fā)展使得施工配套技術(shù)日趨完善、成熟，其中路面試驗(yàn)檢測技術(shù)是非常可靠的技術(shù)，其可以對路面質(zhì)量和性能進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)路面存在的問題，為預(yù)防公路病害提供依據(jù)，從而在根本上保障路面質(zhì)量。

1 瀝青路面彎沉檢測技術(shù)

1.1 落錘式彎沉法

落錘式彎沉法是指在計算機(jī)控制系統(tǒng)下控制重錘，將其提升到一定高度后放下重錘，讓重錘錘擊在瀝青路面上。在錘擊過程中重錘會產(chǎn)生正半弦荷載，使路面結(jié)構(gòu)變形。

在此過程中，工作人員要做好記錄，得出不同觀測點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，通過相關(guān)模型和軟件得出瀝青路面在動態(tài)荷載下的彎沉數(shù)值。這種方法和貝克曼彎沉法不同，其主要通過計算機(jī)設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，因此可以提高數(shù)據(jù)測量精度。在測量過程中，工作人員可通過計算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)整荷載大小，模擬演示實(shí)際公路荷載變化的動態(tài)過程。

總之，落錘式彎沉儀操作簡單且便于移動，可進(jìn)行大范圍的道路路面檢測，且能高效處理數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用該方法時可通過計算機(jī)軟件自動采集、計算和修正數(shù)據(jù)，從而獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的信息，能夠有效減小誤差，顯著提升檢測效果[1]。

1.2 貝克曼梁彎沉法

貝克曼梁彎沉技術(shù)是我國最早引進(jìn)的檢測技術(shù)之一，目前在我國高速公路瀝青路面試驗(yàn)檢測中得到了廣泛應(yīng)用。貝克曼梁彎沉法是指操作千斤頂，將固定重量的車輛頂起后，在車輪下方鋪設(shè)測試紙，之后通過車輪面積計算彎沉值。

在實(shí)際操作中，需要實(shí)時觀察和記錄路面溫度的變化，并根據(jù)規(guī)范要求及時調(diào)整溫度，以避免對路面質(zhì)量產(chǎn)生影響。應(yīng)用貝克曼梁彎沉法計算面積時，由于整個過程由人工操作，可能存在一定的誤差，影響測試精度，加之操作流程較為復(fù)雜，難度較大。因此，在實(shí)際操作中應(yīng)做到規(guī)范化，以有效降低檢測誤差。該檢測方式的不足在于僅適用于小范圍試驗(yàn)，無法大規(guī)模應(yīng)用[2]。

2 瀝青路面平整度檢測技術(shù)

2.1 直尺平整度檢測法

直尺平整度法是指采用3m 直尺對道路平整度進(jìn)行檢測，主要應(yīng)用在施工階段與在竣工驗(yàn)收階段。

第一，在路面施工中對接縫位置的連接緊密性進(jìn)行檢測。由于在路面壓實(shí)施工中接縫搭接處的位置較為特殊，常常會存在縫隙，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此施工過程中需要及時進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果做好接縫處理。

第二，在竣工驗(yàn)收過程中，需要采用直尺對不同的路段進(jìn)行檢測，一般需要連續(xù)測量，對結(jié)果進(jìn)行對比，確保平整度符合設(shè)計要求，以保證后期通車的行車舒適性。需要注意的是，在檢測前要清掃路面垃圾和雜物，避免影響檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。

2.2 路面激光平整度測定法

路面激光平整度測定儀是一種常用的路面平整度檢測設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由激光傳感器、激光測定車、加速計和陀螺儀組成（見圖1），該設(shè)備能夠采集地面數(shù)據(jù)信息，之后自動處理數(shù)據(jù)信息。

圖1 奧力得激光路面平整度測量儀

激光測定儀上安裝有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集后可以自動處理。使用該設(shè)備進(jìn)行測量時，車輛底部會產(chǎn)生激光束，直接掃描瀝青路面，完成角度測試后通過底部的激光傳感器接收信息，再將信息傳輸?shù)綔y試車輛采集系統(tǒng)中。由于在不同的路段處加速、制動、啟動要求都不同，因此整個測量工作需要分階段進(jìn)行，并科學(xué)分析數(shù)據(jù)，后得出動態(tài)數(shù)據(jù)。

采用路面激光平整度測定儀進(jìn)行測量，可以減少數(shù)據(jù)采集和分析過程中的誤差，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時，該方法測量速度快，效率高，適用范圍廣泛[3]。

3 瀝青路面無損檢測技術(shù)

當(dāng)前，在高速公路路面檢測中經(jīng)常會使用無損檢測技術(shù)，其中探地雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，可以對城市道路質(zhì)量病害問題和地下塌陷引起的孔洞問題進(jìn)行準(zhǔn)確檢測。

應(yīng)用探地雷達(dá)技術(shù)時，主要采用探地雷達(dá)設(shè)備，通過向地下深層發(fā)射電磁波，以獲取道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。計算機(jī)接收反射回來的電磁波，并重點(diǎn)分析電磁波的頻率、振幅和波相，以判斷地下是否存在質(zhì)量病害問題。不同介質(zhì)會引起不同的電磁波反射，計算機(jī)能自動分析和對比接收到的不同地面信息，最終提供精準(zhǔn)可靠的地面信息。

4 高速公路瀝青路面試驗(yàn)檢測技術(shù)應(yīng)用

4.1 施工前期試驗(yàn)檢測

在高速公路瀝青路面施工前，試驗(yàn)檢測是非常重要的一環(huán)，主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

第一，原材料檢測。對于瀝青路面所需的原材料，如粗集料、細(xì)集料、礦粉、瀝青等，都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。特別是瀝青材料，不僅要確保其質(zhì)量符合規(guī)范，還要對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和抗滑性等方面進(jìn)行檢測。

第二，理論最大密度和馬氏密度的確定。這些參數(shù)是公路工程施工過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，直接影響整個路面的質(zhì)量，因此需要通過科學(xué)的試驗(yàn)檢測方法確定這些參數(shù)，以確保施工過程的可靠性。

第三，混合料配合比試驗(yàn)檢測。瀝青混合料的配合比設(shè)計非常關(guān)鍵，在施工前需要進(jìn)行混合料配合比試驗(yàn)檢測，以確定最佳的配合比，以保證路面的施工質(zhì)量和性能。

第四，其他方面的檢測。除了上述幾項(xiàng)內(nèi)容，施工前還需要進(jìn)行針入度試驗(yàn)、軟化點(diǎn)試驗(yàn)、延度試驗(yàn)、閃燃點(diǎn)試驗(yàn)、含蠟量試驗(yàn)、溶解度試驗(yàn)、密度試驗(yàn)、瀝青老化性能試驗(yàn)和瀝青黏附性試驗(yàn)等，以確保瀝青路面的材料性能和質(zhì)量符合規(guī)范要求，保證路面施工質(zhì)量。

4.2 施工過程中的試驗(yàn)檢測

高速公路瀝青路面施工過程中的試驗(yàn)檢測也十分重要，主要包括以下內(nèi)容：

第一，現(xiàn)場施工質(zhì)量檢測。在施工過程中，需要對瀝青路面的施工質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)檢測，如對瀝青用量和礦料級配進(jìn)行隨機(jī)檢測，以確保工程質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。

第二，施工參數(shù)的確定。在施工過程中，需要通過試驗(yàn)檢測確定施工參數(shù)，包括理論最大密度和馬氏密度等，這些參數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響整個路面的質(zhì)量[4]。

第三，在施工過程中如果出現(xiàn)施工質(zhì)量問題，需要通過試驗(yàn)檢測對問題成因進(jìn)行分析，并采取有效措施進(jìn)行，如調(diào)整混合料配比、施工參數(shù)等，避免同類問題再次發(fā)生。

4.3 施工后的試驗(yàn)檢測

高速公路瀝青路面施工完成后，需要對路面平整度和彎沉值進(jìn)行檢測，當(dāng)前常用的方法有三種：3m 直尺檢測、激光路面平整度測定儀器以及自動彎沉儀器。其中第三種方法是指采用自動化控制技術(shù)對瀝青路面進(jìn)行高精度的檢測[5]。在自動化控制技術(shù)下操作自動彎沉儀器在路面移動，通過傳感器自動獲取路面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，工作人員通過計算數(shù)據(jù)，最終得出彎沉值。另外，需要對路面的抗滑性能和摩擦系數(shù)、厚度、老化程度進(jìn)行檢測。

4.3.1 抗滑性能檢測和摩擦系數(shù)檢測

當(dāng)前常用的抗滑性能檢測方法為手工鋪砂法。在具體使用該方法時首先需要在不同的路段處鋪設(shè)不同的檢測點(diǎn)，對每一個點(diǎn)進(jìn)行多次檢測，根據(jù)每一次的檢測結(jié)果得出路面構(gòu)造深度數(shù)值，此后再根據(jù)深度值的大小判斷路面的抗滑性能。對于摩擦系數(shù)的檢測，可以采用擺式儀，在操作前需要將儀器數(shù)值調(diào)到零，在檢測過程中要實(shí)時觀察儀器的滑動長度，做好記錄，確保滿足檢測要求。如果有偏差要及時調(diào)整，根據(jù)路段長度設(shè)置測定點(diǎn)，通過擺式儀對相同的測定點(diǎn)進(jìn)行多次測試，最終得出可靠的測定結(jié)果[6]。

4.3.2 路面厚度檢測

高速公路瀝青路面檢測涉及范圍廣、工作量大、內(nèi)容多，其中厚度檢測是提高瀝青道路質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵所在。一般可以采用雷達(dá)探測系統(tǒng)進(jìn)行厚度檢測。

當(dāng)前常用的是三維探地雷達(dá)檢測技術(shù)，該技術(shù)是無損檢測技術(shù)，應(yīng)用范圍廣，具體應(yīng)用時可以通過電磁波對不同厚度、不同構(gòu)造的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行檢測，得出被檢測物體的實(shí)際參數(shù)。具體應(yīng)用時，可以將探地雷達(dá)安裝在探測車輛上，在車輛勻速行駛的過程中探地雷達(dá)會發(fā)射電磁脈沖，發(fā)射到地面后會被反射回來，接收器接收反射電磁波，通過分析得出厚度參數(shù)信息。

該方法可以直接通過自動化系統(tǒng)采集和分析、處理數(shù)據(jù)信息，減輕工作人員的工作量，并準(zhǔn)確得出路面結(jié)構(gòu)的病害情況，如沉降和塌陷問題等。該系統(tǒng)本身也是一種自動、連續(xù)檢測的技術(shù)，優(yōu)勢顯著，對道路路面結(jié)構(gòu)沒有傷害，檢測結(jié)果精準(zhǔn)、可靠，速度和效率高。

4.3.3 路面老化檢測

高速公路在使用一段時間后路面會老化、破損，對此需要做好路面的老化檢測，以此發(fā)現(xiàn)路面的破損程度，及時維修，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。當(dāng)前可以采用實(shí)驗(yàn)室綜合分析技術(shù)檢測路面的老化程度。

具體應(yīng)用該技術(shù)時，先需要劃定檢測范圍，在范圍內(nèi)選擇車轍樣本，之后判斷和分析路面面層和結(jié)構(gòu)層的變形、凹陷情況，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其中較為嚴(yán)重的部位和范圍。通過相關(guān)設(shè)備從車轍樣本上提取的關(guān)鍵信息，做好檢測分析，如對瀝青原材料的軟化度、延展度、動態(tài)性、硬度和強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行檢測，將其和公路工程竣工驗(yàn)收時的原始數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行對比，最終得出老化程度。

該技術(shù)可以優(yōu)化檢測流程，節(jié)約時間和資金，高效率地完成檢測工作。檢測完成后將最終的結(jié)果告知相關(guān)部門進(jìn)行處理，準(zhǔn)確判斷公路路面結(jié)構(gòu)的使用年限，進(jìn)行針對性的處理，有助于延長路面使用壽命[7-10]。

5 結(jié)語

高速公路是產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是各個區(qū)域間經(jīng)濟(jì)文化交流的重要渠道和紐帶。高速公路工程性質(zhì)特殊，在投入使用后會受到外界環(huán)境、車輛荷載、自身重力的影響，尤其是高速公路路面要承受較大的壓力。對此，需要做好高速公路瀝青路面試驗(yàn)檢測，確保高速公路使用價值和功能的充分發(fā)揮。在檢測中要科學(xué)采用路面彎沉檢測技術(shù)、路面厚度試驗(yàn)檢測技術(shù)、路面老化程度檢測技術(shù)、平整度檢測技術(shù)、老化程度檢測技術(shù)等，并在實(shí)踐過程中不斷優(yōu)化檢測方案，從而為路面質(zhì)量控制提供可靠保障。