公路路面结构检测技术研究现状

金晖

（南京长江第二大桥有限责任公司，江苏 南京 210038）

公路路面结构检测技术研究现状

金晖

（南京长江第二大桥有限责任公司，江苏 南京 210038）

随着我国经济的飞跃和现代化建设的发展，公路成为重要的交通运输途径，对我国经济发展发挥积极作用。但由于自然环境影响和过重的负载，公路的路面不可避免的会产生病害，影响到正常的通行，严重时可能会造成生命财产损失。因此，应采用科学合理的公路路面结构检测技术对公路进行检测，及时发现公路结构破损，应采取措施进行有效修复。

公路路面；结构检测；研究现状

公路是促进我国经济发展的重要工程，保证其正常通行就成为了重中之重。有些公路的年代久远，使用过程中不注重定期维修检测，加之雨雪等的自然腐蚀，给整个路面结构带来危害，使路面结构形成缺陷，造成公路的使用寿命缩短。路面结构缺陷发现不及时可能会造成修理费大大增加，严重时可能会影响安全。因此，必须不断研究新型路面检测技术，合理科学的使用路面检测技术，及时有效的发现公路路面结构存在的缺陷，避免可能出现的损失，减少维修成本。

1 路面破损状况检测

路面破损状况的检测是公路路面结构检测技术的重点，也是目前路面管理的重点研究方向。目前采用的路面破损状况检测方法主要是基于车载摄影设备对公路进行连续高速的拍摄，采集到充分的路面图像，然后利用计算机进行处理，识别分类路面出现破损的位置，得出相应的数值信息，转变成破损值。但这种方法有其局限性，有些年代久远的公路路面上会有污渍、阴影和杂物，这会大大影响计算机的识别，造成误判，使最终得到的数值与实际结果产生较大误差。因此，研究如何加强计算机对阴影杂物等非路面破损情况的辨识区分是技术人员应当关注的重点问题。

2 路面弯沉检测技术

路面的弯沉检测是衡量路面结构强度的重要检测手段，是检测路面强度的一个关键指标。路面弯沉是指路面在标准轴载负荷下产生的总垂直或是回弹变形值。传统的路面弯沉检测技术主要是利用静态弯沉测量法。这种方法主要是利用杠杆原理，利用设备连续测量路面的弯沉值，并能自动记录总的弯沉值和弯沉盆曲线，使用的设备主要是贝克曼梁法自动弯沉仪以及美国加州研发的移动式弯沉仪。这种方法技术简单，使用方便，但受环境和人为因素影响大，容易产生误差，工作效率不高。稳态动力弯沉仪检测路面弯沉也是一种传统的检测方法，这种方法是利用动态荷载发生器向路面发出正弦周期的荷载，并利用传感器等设备记录路面的弯沉值，然后利用计算机进行数据处理。这种方式受到参照点影响小，但由于荷载的大小难以控制，过大会影响路面的应力状态，过小会产生误差，难以测量路面真实弯沉值。

目前应用最广泛的技术是利用脉冲式弯沉检测仪检测路面，使用的仪器主要是落锤弯沉仪，简称FWD。这种方法是利用检测车的液压系统使落锤升高，然后释放落锤，落在一个刚性圆盘即荷载盘上，对路面产生脉冲式冲击，且该冲击荷载非常接近汽车的轮载，使路面变形形成弯沉盆，然后利用传感器收集路面反馈出的信息。这种方式的优点在于能够真实的模拟道路行车的荷载情况，而且能够克服静态弯沉测量仪参照系统不稳定的缺点，比稳态动力弯沉仪的静力预载要小。另外，由于这种方法的关键在于计算机的分析处理控制，自动化程度高，不需耗费大量的人力物力，计算准确性也大大提升。但由于FWD技术的测试速度在60至80km/h间，达不到高速交通路面检测需要的速度，因此仍然存在很大的改进空间。近年来，美国的RWD技术和丹麦的HSD技术利用高频脉冲激光来检测路面弯沉，由于高频脉冲激光的检测速度较高，能够达到高速公路检测标准。这些新兴的高速脉冲式弯沉仪也将成为路面弯沉检测技术未来主要的研究发展方向。

3 路面结构病害检测技术

3.1 雷达法检测

雷达波属于电磁波，在混凝土中传播时的传播速度会受到介质的介电常数影响。因此，当混凝土的表面或是内部结构缺陷病害等使混凝土的介电常数发生较大变化的情况时会产生反射或是散射现象，利用计算机对反射波的波形和传播时间进行分析处理，能够清晰地判断出混凝土内部的状况，及时发现公路路面结构的病害或是隐患，及时确定病害类型并采取有效措施进行处理。

3.2 冲击回波法检测

利用钢球短促敲击公路表面，产生低频的瞬时应力波，该应力波在公路结构内部的缺陷会发生发射，反射波会引起结构表面位移，通过传感器记录下来反射波形，通过计算机处理数据和波形，可以得到公路结构缺陷处的深度或是尺寸，判断出缺陷的类型。这种方法主要用来检测路面的厚度和裂缝。

3.3 立体视觉检测法

立体视觉检测法，设计原理为通过立体视觉技术，检测辐射区域内的变化状态。当前在实际发展的过程中，通过应用两台摄像机对物体进行不同角度的录像监控。最终通过后期数据传输，进行三维立体图形的合成。合成之后，针对前后物体变化数据进行比对分析，理论测试效果较为良好。但在实际应用的过程中此类技术，由于检测精度以及检测速度，无法满足当前路面裂缝的实际检测效果。主要原因为：此类技术在应用的过程中，由于路面的应用现状，以及光线照射等原因，无法准确有效的进行裂缝检测。

4 路面平整度检测技术

4.1 激光测距法

利用检测车发出横向均匀分布的激光光束，然后用激光接收器接收，可以测出路面的高程。得到路面的横断面高程分布后可以计算车辙的位置，进而得出路面的纵断面和横向坡度，然后用计算机对得到的数据进行分析处理，最终得到路面的平整度数据。为了避免车辆行驶中的颠簸振动对测试结果的影响，在使用激光测距法检测路面时一般会给检测车安装一个陀螺仪和加速计，最大限度的削弱振动产生的误差。

4.2 车载颠簸累积法

通过检测车行驶时的纵向颠簸累积量来测定路面平整度的方法即为车载颠簸累积法。累积量越小，路面的平整度越高。这种方法的测定原理简单，操作简便，需要注意的是车辆的性能。在测试前要检测标定车辆的悬挂系统，在车辆更改维修后一定要重新标定，确保测试结果的科学性。

4.3 连续式平整度仪法

连续式平整度仪法在应用的过程中，整体的应用效果较为良好。并在实践的过程中，获得了较好的测试经验。实际试验的过程中，通过车辆带动或人员操作，进行仪器的作业。仪器在路面前进的过程中，通过轮轴的摆动位移量，传输一定数值的电子参数。之后根据传输电子参数值的大小，确定测试路面的平整度。连续式平整度仪法在应用的过程中，操作灵活测试数据准确。但由于设备构造等方面的原因，此类设备在具体应用的过程中，对于路面本身的平整度要求较高，因此通常应用于平整度测试的精细化测试中。

5 路面承载力检测技术

道路工程在建筑结束之后，为了保证建筑工程符合施工要求，满足应用质量，质监部门针对公路路面进行承载力检测，为主要的作业项目之一。当前在实际发展的过程中，针对检测路面承载力的应用技术，常用的方法有：激光弯沉测试法、自动弯沉测试法。以下针对此类测试方法进行简要的分析介绍。

5.1 激光弯沉测试法

激光弯沉测试法在发展的过程中，主要的应用技术为激光技术。通过针对路面安装硅光电池测头，通行车辆轮隙安装激光测定仪的方式进行检测。检测的过程中，车辆以常规速度通过被测试路面。通行的过程中，通过硅光电池以及激光测定仪之间的电流互动量，评测路面发生回弹以及应力变形的数值。最终通过此类数据，判定路面的承载力。

5.2 自动弯沉测试法

自动弯沉测试法在应用的过程中，首先将测试仪器安装于测试车辆上。安装位置一般为车辆底盘前端位置，此后通过车辆的匀速行驶进行测试。测定设备根据车辆与路面之间发生的位移量，进行数据的传输。最终通过电脑模式测试，判断路面的承载力。实际应用的过程中，为了保障测试结果的准确性。通常在测试的过程中进行多次检测，以及不同速度下的检测，进行最终路面承载力的判定。

6 结语

在我国城市化进程中，城市对于公路的需求越来越高，公路的质量也成为重点问题，因此，公路路面结构检测技术成为关注的热点。目前，我国的公路路面检测技术已经取得了较大的突破，在路面自动弯沉仪和激光平整度检测车等设备上达到了国际前沿水平，但依然存在很多薄弱点。技术人员必须加强对公路路面检测技术的研究力度，研究出更多便捷科学的检测技术，及时发现公路路面的缺陷，避免可能出现的行驶安全问题。

[1]黄娟．高速公路路面自动化检测技术研究[J]．自动化与仪器仪表，2016，10:102-103．

[2]何仲文．公路路面质量检测技术[J]．中华建设，2012，09:324-325．

[3]张德津，李清泉．公路路面快速检测技术发展综述[J]．测绘地理信息，2015,01:1-8．

[4]丁传鑫．公路路面检测技术综述[J]．市政技术，2013,06:160-163+173．

U416.2

A

1671-0711（2017）08（下）-0065-02