浅析沥青混凝土路面检测技术-论文发表__墨水学术,论文发表,发表

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:162

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　　浅析沥青混凝土路面检测技术
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　　天津市国腾公路咨询监理有限公司1,3天津高速公路集团有限公司2
　　摘要：随着科学技术的发展，计算机技术、自动化控制技术、高精度测微技术的进步，沥青路面检测技术正在由手工操作方式向自动化方式、静态检测向动态检测、有损检测向无损检测、单项检测向集成检测、低速度、低精度向高速度、高精度的方向发展。本文结合目前路面检测分析和自己的实际经验，综合介绍沥青路面弯沉检测、路面平整度检测、路面损坏状况、路面厚度检测等一系列的技术。
　　关键词：沥青混凝土路面平整度检测路面厚度检测新技术
　　随着经济、科学技术的发展，公路也有了很大的发展，现在的公路以沥青路面居多。公路检测是公路建成后很重要的一项工作，也是路面管理系统中数据采集的重要组成部分。沥青路面检测包括：抗滑性能检测和路面损坏状况检测等，本文将论述沥青路面检测技术，并对路面集成检测技术进行介绍。
　　1沥青路面厚度检测技术
　　路面雷达测试系统检测公路面层厚度属于反射波探测法，即向地下发射一定强度的高频电磁脉冲波，电磁波在地下传播的过程中遇到不同介质分界面时，就会产生反射波，地质雷达接收并记录这些反射信息。电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差ΔT，即可算出该界面的埋藏深度H，即路面厚度。公路专用地质雷达都是在行进中以电磁波扫描的方式进行的。因此该项技术具有连续、无损、高效率的特点。
　　采用高速检测雷达对路面进行检测，一天内可获得几百公里长路面各层厚度的信息，所获得信息数据以三种格式存贮：第一种是将检测路段的数据按纵向顺序计算整理成路层各层厚度表；第二种是用彩色的三维路面图表示出路床的剖面；第三种是以数据库的方式将检测的所有数据存贮，以供路面管理系统调用。探地雷达除了能对沥青路面厚度检测外，还能检测路面脱空、裂缝、陷落、空洞等病害。
　　2路面平整度检测技术
　　路面平整度可定义为路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化，它是路面使用性能的一项重要指标。因此平整度的检测是路面施工和养护的一个非常重要的环节。平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况，反应类测定路表不平整程度。平整度、车辙和裂缝是评价路面质量最重要的三个参数。平整度检测贯穿于路面施工质量检测、评定、验收及运营期路面质量检测等环节，其检测设备、原理和方法多种多样，检测结果因检测设备不同而有较大差异。车载式颠簸累积仪必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性，需经常进行标定，减振性能好，则VBI测值小；车速越高，VBI测值越大。
　　2.1连续式平整度仪。测量时由人或车拉动该仪器前进，由于路面不平引起测量小轮上下摆动，并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。
　　采用该类测定仪灵活性较大，既可人拖，也可车拉，但测试效率较低（检测速度≤12km/h）该方法适用于测定路表面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。
　　2.2激光路面平整度测定仪。激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车，它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作是测试车以一定的速度在路面上行使，固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差，消除测试车自身的颠簸，输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的#p#副标题#e#行进，每隔一定间距，采集一次数据。通过数据分析系统，可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器，测试速度快，精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量，因此该测定仪有着广阔的应用前景。
　　2.3车载式颠簸累积仪。测定时测试车以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽车的激振，通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI，以cm/km计。VBI越大，说明路面平整度越差。车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快，价格低廉，操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。
　　3路面弯沉检测技术
　　路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。弯沉检测技术的发展大致经历了静态弯沉量测、稳态弯沉量测和脉冲动力弯沉量测3个阶段。静态弯沉量测主要有贝克曼梁式弯沉仪、加利福尼亚移动式弯沉仪等。其中贝克曼梁式弯沉仪应用最广，但它存在难以得到一个固定不动的基准点，只能测得单点最大弯沉值，不能模拟汽车荷载实际情况，手工操作，人为因素影响大，存在测速慢、精度低等缺陷。稳态弯沉量测主要有动力弯沉仪、道路分级仪等，它们存在自重静力预载，对应力敏感的材料有一定影响。脉冲动力弯沉量测设备的典型代表是落锤式弯沉仪FWD是目前应用较为广泛的弯沉检测设备，代表了弯沉检测的发展方向，其主要优点是：加载系统能较好地模拟行车荷载作用，且可进行多级加载；采用计算机自动采集数据，速度快、精度高，特别适合于大规模检测。
　　FWD基本原理是：落锤式弯沉仪产生一个荷载脉冲来模拟行驶中的车轮荷载的影响。一个质量块从选定的高度落下产生冲击荷载。施加的荷载由一个重载的荷载传感器测量出并通过一个直径为300毫米的承载板传递到路面，导致路面产生弯沉。弯沉由地震检波器测量同时提供“弯沉盆图”，从而可评价多层路面结构。
　　4路面抗滑能力检测
　　抗滑能力主要是指路面摩擦系数。在检测方法上主要有早期英国的摆式摩擦仪（静态、单点检测）和现今制动测距（动态、连续检测）的方法。在研究方面目前集中在检测手段（主要是动态连续式）的可靠性、应用指标及指标体系的研究。动态连续式检测已成为当今国际上的主流，但在制造上有较大的难度。同时检测时，由于要对检测轮进行完全制动，其检测费用较高。国际上检测手段较发达的国家有瑞典和美国等。另一种新的检测方法是测定检测车全刹车时的最大减速度一些研究成果表明，此最大减速度与路面摩擦系数有较好的相关性。近几年国际上有一些研究采用高分辨率的激光距离传感器检测路面的微观特征，并研究其综合定量指标与路面摩擦系数的相关性。若这一种新的方法得以认可，路面摩擦系数的快速检测将变得更有效和低价。
　　我国目前采用的主要检测手段仍为摆式摩擦仪。由于是静态单点抽样检测，其效率和可靠性无法满足公路管理的需要。今后需开展此方面的检测技术的研究，重点应集中在采用何种技术以实现快速连续的检测。另外，我国养护规范对沥青路面的抗滑性能提出了摆值、构造深度、横向力系数等几种评价指标，但对于这些指标之间的相互关系缺乏系统的分析，因此，还需进行指标评价体系的研究，通过现场试验，获得大量数据，完善检测规范，建立新的指标体系和评价方法。
　　5沥青路面损坏状况检测新技术
　　路面在使用过程中常发生各种各样的损害。损害不但影响路面的结构使用性能和结构承载力，也会影响到路面使用性能。因此，沥青路面损坏状况检测，对于沥青路面养护具有重要意义。目前，国内外较先进的测量方法有：摄像测量法和探地雷达法。
　　5.1摄像测量法
　　摄#p#副标题#e#像检测技术的基本原理是将安装在测定汽车上的特种快速或高速摄像机按一定速度与一定摄像角度，将路面上所指定的各种病害录入摄像带，然后在现场或室内快速处理成数据的一种检测技术。该方法先进性，成本低，会成为今后一段时间内的路面损坏检测的主要手段。
　　5.2探地雷达
　　装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时，探地雷达发射电磁脉冲，并在较短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此，电介质常数突变处，也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。
　　探地雷达检测沥青路面厚度，路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km/h以上，最大探测深度大于60cm.目前在公路无损检测方面，探地雷达已取得了较好的效果，而且还有更为广阔的应用前景。