道路施工現(xiàn)場無損檢測技術的應用與實踐

唐天虎

摘要 為優(yōu)化道路施工質量，延長道路使用壽命，研究道路施工現(xiàn)場無損檢測技術的應用與實踐方法。文章針對所選道路工程，分別設計瀝青混凝土面層缺陷檢測、抗滑性能檢測以及平整度與壓實度檢測四種無損檢測方法，通過這些無損檢測技術依次檢測道路施工現(xiàn)場的施工質量，評估道路施工效果。經現(xiàn)場施工無損檢測可知：通過無損檢測技術可精準測定道路不同區(qū)域的面層缺陷深度與實際缺陷深度基本一致，且能夠有效檢測出道路的橫向力系數(shù)，從而評估道路抗滑性能。

關鍵詞 道路施工；無損檢測；橫向力系數(shù)

中圖分類號 U416文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）08-0113-03

0 引言

道路施工是建設和維護高質量道路網(wǎng)絡的重要環(huán)節(jié)，對于城市交通、物流運輸和經濟發(fā)展至關重要[1]。但在道路施工過程中，為保障道路施工的可靠性，需要采用有效方式對施工效果進行檢驗。目前，道路質量檢驗方式有較多類型，例如鉆芯法、超聲波檢測法等，其中，超聲波檢測法屬于無損檢測方法，無損檢測是一種利用非破壞性測試技術進行道路結構評估和質量控制的方法[2]。通過無損檢測，可以評估新建道路結構的質量，包括路面的均勻性、平整度、厚度以及潛在的結構問題。同時，無損檢測可以提供對道路結構的詳細信息，包括路面和下方結構的特性和性能，這有助于施工人員優(yōu)化施工方案，對道路施工建設具有重要意義[3]。為此，該文研究道路施工現(xiàn)場無損檢測技術的應用與實踐，設計不同的無損檢測方法，對道路質量問題進行評估，以此提高道路的安全性，減少交通事故的發(fā)生。

1 道路施工現(xiàn)場質量檢測方法研究

1.1 工程概況分析

某二級公路路面施工工程長度為48 km，該公路面層為銑刨重鋪瀝青混凝土結構，面層厚度為6 cm。該道路工程施工結束后，為評估其施工質量，需要采用有效的檢測方法，對現(xiàn)場施工效果進行檢測。采用不同無損檢測方法分別對路面施工現(xiàn)場的瀝青混凝土面層缺陷、路面抗滑性能、路面平整度與壓實度進行檢測。

1.2 施工現(xiàn)場無損檢測方法設計

1.2.1 瀝青混凝土面層缺陷檢測

超聲波檢測是道路無損檢測技術中常用的一種技術，其利用超聲波在路面瀝青混凝土面層內部傳播的特性進行缺陷檢測和評估。在道路無損檢測中，超聲波可以用于檢測路面瀝青混凝土面層中的裂縫、空洞、薄弱層等問題[4]。

該文在進行道路瀝青混凝土面層無損檢測時，采用小鋼珠撞擊道路面層瀝青混凝土結構，在完成機械撞擊后記錄相關數(shù)據(jù)，并通過超聲波探頭實時獲取低頻應力聲波，利用這一反射的聲波評估瀝青混凝土面層的損傷狀態(tài)。若聲波波形發(fā)生不規(guī)律變化，則表示被測區(qū)域存在質量缺陷，此時檢測人員可利用超聲波精準定位缺陷位置。當瀝青混凝土面層有超聲波穿過時，可通過公式（1）、公式（2），給出聲速異常臨界判斷依據(jù)：

（1）

（2）

式中，vi、vD——第i個被測點的聲速值與聲速臨界值；——瀝青混凝土面層的聲速平均值；σv——瀝青混凝土面層的聲速標準差；n——被測點數(shù)。

當檢測人員采用超聲波進行瀝青混凝土面層缺陷檢測時，可通過公式（3）計算缺陷區(qū)域：

（3）

式中，PSD——被測區(qū)域缺陷區(qū)域；ti——第i個測點聲時值；ti?1——第i?1個測點聲時值；Zi、Zi?1——第i個與第i?1個測點深度。通過上述方式的計算，即可獲取路面被測瀝青混凝土面層不同區(qū)域的缺陷深度情況，以此可以評估路面的施工質量。

1.2.2 路面抗滑性能無損檢測

路面抗滑性能檢測對于道路施工安全性檢測具有重要意義，抗滑性能指的是路面表面與車輛輪胎之間的摩擦性能，其直接影響車輛在行駛過程中的制動、轉彎和加速控制[5]。通過對路面抗滑性能進行檢測，可以及時發(fā)現(xiàn)并處理路面摩擦力不足的問題，為此，該文通過無損檢測技術，對路面抗滑性能進行檢測。

在進行實際抗滑性能無損檢測時，從道路施工現(xiàn)場中選取具有代表性的一段直線道路路段進行測試，先清潔該路段路面，清理施工雜物，之后將摩擦測定儀器安裝在測試車輛上，并確保其與車輛安全可靠連接。之后在該路段噴灑水、沙礫等材料，模擬不同路況，按照規(guī)定的行駛速度駕駛測試車輛通過這一路段，并通過摩擦測定儀器實時記錄路面的摩擦系數(shù)。經過多次往返測試后，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄測試過程中的相關參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳至計算機軟件中，對測試的數(shù)據(jù)進行評估，從而獲取路面行駛過程中的橫向力系數(shù)。橫向力系數(shù)是一種能夠直觀反映路面抗滑性能的指標，這一系數(shù)指的是車輛在行駛過程中受到的側向力與軸向力之比，其反映了路面對車輛橫向操作性的影響，以此判斷路面的抗滑性能是否符合標準要求，評估路面的安全性和可行性。

1.2.3 路面平整度無損檢測

高速路面施工結束后，如果路面存在凹凸不平或明顯的高低差，車輛在行駛過程中就容易發(fā)生晃動、顛簸和失控，增加交通事故的風險。而平整的路面能提供良好的行車舒適性，減少車輛和乘客的不適感。具體平整度檢測過程可通過如下步驟實現(xiàn)：

（1）設備準備：準備好路面平整度檢測所需的設備，例如激光平整儀、測量車輛等。

（2）安裝測量設備：將激光平整儀等設備安裝在測量車輛上，通常測量車輛會配備高精度慣性測量單元，以獲取準確的路面數(shù)據(jù)。

（3）車輛行駛：測量車輛在道路施工現(xiàn)場以一定的速度進行行駛，同時，設備會實時記錄路面的數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)采集：測量車輛通過激光平整儀和慣性測量單元采集路面的高度和位置信息，激光平整儀會發(fā)射激光束，測量路面的高度和坡度，并將數(shù)據(jù)傳輸至計算機進行處理。

（5）數(shù)據(jù)分析：通過計算機軟件對采集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，軟件會根據(jù)特定的算法和標準將數(shù)據(jù)轉化為路面平整度的指標IRI，從而對路面的平整度進行評估和判定。根據(jù)不同的標準和要求，判斷路面是否達到要求的平整度標準。

1.2.4 路面壓實度無損檢測

通過壓實度檢測也可以有效評估道路施工質量，傳統(tǒng)路面壓實度檢測方法通常采用鉆芯法，這一方法會影響道路結構，對路面造成損傷，而該文研究采用無損檢測方法精準檢測路面壓實度情況，并采用集成式沖擊車、速度測試儀以及壓實計作為檢測儀器。通過集成式沖擊車搭載速度測試儀與壓實計在道路上進行測試，記錄路面施工現(xiàn)場的振動頻率與沖擊力等參數(shù)，將記錄的數(shù)據(jù)上傳至計算機，在計算機中經過數(shù)據(jù)處理得到可靠的路面壓實度指標，并與規(guī)范標準進行對比，以確定路面質量狀況，利用評估結果，識別路面可能存在的缺陷問題。

2 檢測結果分析

為評估該文設計的不同道路施工現(xiàn)場無損檢測技術是否可靠，將這些檢測技術應用在道路施工現(xiàn)場，對現(xiàn)場道路質量進行檢測，從已施工的道路中選取1 km直線形路段進行無損檢測，在1 km中每間隔100 m設置一個測點，分析無損檢測技術對不同測點之間的無損檢測效果，具體分析如下。

2.1 瀝青混凝土面層缺陷檢測

應用該文設計的無損檢測技術，對瀝青混凝土面層的缺陷區(qū)域深度進行檢測，對比實際缺陷深度，評估該技術的檢測效果，分析結果如圖1所示。

通過圖1分析可知，當通過無損檢測技術對不同測點區(qū)域進行缺陷深度檢測時，可快速完成每一測點的檢測。經過檢測發(fā)現(xiàn)，測點4、測點7位置的缺陷深度接近于0 mm，說明這兩處并未出現(xiàn)構造缺陷，可以確保其瀝青混凝土面層具有良好的穩(wěn)定性，而其他測點位置均存在一定的缺陷問題，其中，測點1、測點3以及測點9的缺陷深度相對較大，達到10 mm以上。對比檢測結果可以發(fā)現(xiàn)，該文檢測到的缺陷深度并未出現(xiàn)嚴重偏差，說明該檢測技術具有精準的檢測效果，可為道路施工提供良好的缺陷深度檢測數(shù)據(jù)。

2.2 路面抗滑性能分析

對路面每間隔100 m處的橫向力系數(shù)進行檢測，以此判斷路面施工后的抗滑性能，檢測結果如表1所示。

在一般情況下，路面橫向力系數(shù)越高越好，較高的橫向力系數(shù)意味著車輛在轉彎或緊急制動時具有更好的抓地力，能夠更好地控制方向穩(wěn)定性和減少側滑的風險。通過表1的檢測結果可知，在不同測點區(qū)域中，橫向力系數(shù)最高為0.62，最低為0.53，均保持較高水平?？梢?，該路面整體均具有一定的抗滑能力，可以避免車輛在行駛過程中發(fā)生意外事故，通過該文技術的檢測，可有效評估路面每一區(qū)域的抗滑效果。

2.3 路面平整度檢測

在道路施工現(xiàn)場應用路面平整度無損檢測方法，測試路面不同區(qū)域的平整度情況，并以IRI指標表示，測試結果如表2所示。

IRI是一種用于評估道路平整度的國際標準指標，該指標是通過測量車輛在道路表面垂直方向上的顛簸或振動來計算的，較高的IRI值表示道路表面更為粗糙，而較低的IRI值表示道路表面更為平整。通過該文的平整度無損檢測可以看出，在對道路上所有測點進行檢測時，每一測點的平整度均保持在2以下，根據(jù)《公路養(yǎng)護工程質量檢驗評定標準》可知，當?shù)缆稩RI值小于等于4.2，即可表明其平整度符合規(guī)范標準，由此可見，該道路被測區(qū)域平整度均符合規(guī)定標準。

2.4 道路壓實度分析

通過無損檢測技術，檢測道路每一測點上的壓實度，并對比壓實度標準值，以此分析不同檢測區(qū)域壓實度是否符合標準，檢測結果如圖2所示。

通過該文檢測技術的檢測可知，僅有測點1位置的壓實度不符合道路質量檢驗標準，而測點9的壓實度接近于92%，可見這一被測路面的測點1與測點9區(qū)域仍需重新進行碾壓施工，通過該技術的檢測，可精準評估路面不同區(qū)域的壓實度情況，以此可為路面施工提供良好的質量評估方法，保障道路施工效果。

3 結論

在道路施工現(xiàn)場，無損檢測技術可以幫助監(jiān)測和評估新建道路或維修道路的質量，提供有效的質量控制手段，并確保道路的安全性。未來，無損檢測技術將在道路工程中發(fā)揮越來越重要的作用，為路面建設和維護提供更好的便捷性和可靠性。

參考文獻

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[5]郭晉波. 關于無損檢測技術在公路工程中的應用[J]. 黑龍江交通科技， 2023（2）： 179-181.