路面管理系统中检测设备及检测方法评价

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

引言

对路面的状况进行检测评价，是路面管理系统中不可或缺的一环，也是公路建设和公路管理中的关键技术。正确地进行路面检测与评价，可以及时地发现施工中可能存在的缺陷，保障路面质量和正常交通运行，为行人的行车安全提供良好地保障。同时，良好地检测设备与检测方法还对科学地道路养护决策的科和合理分配养护资金大有裨益。在近些年，随着高新技术的不断进步，国外许多国家更是对路面检测方法与检测设备取得了突破性的研究，并且基于各自的实际需求形成了各种特色的检测方法和检测设备。基于此,本文对路面管理系统中检测设备及检测方法进行深人的研究分析,旨在促进我国公路质量的不断提升。

一、路面检测设备与检测方法

以往人门在评定路面状况时常常依靠个人经验，导致数据不够客观，所以各种检测设备和方法的研究给路面检测带来了长足的发展。各种数据采集方法和设备的出现，使得我们可以更好地养护和改建项目。既要对路面损坏状况以及结构的承载进行检测，也要检测其是否满足行驶舒适、安全、运行经济等方面的要求。

(一)路面平整度检测。车辆在路面上行驶时会出现振动，从而产生高程变化，对行车安全性性、舒适性性和耗油量等方面均会产生影响，从而影响道路行驶质量和服务水平。

1.断面类平整度检测

(1)3m直尺法。将3m的直尺放置待测路面上，画针在滚轮的带动下发生位移，纸带也会在滚筒轮的带动下移动起来，画针在纸袋上描绘出轨迹，这些轨迹所代表的几何量可以得到路面的平整度值。

(2)连续式平整度仪。在待测路面上，将仪器由一侧向另一侧上匀速的移动，此时测试轮发生位移，位于仪器上的感应器可以检测到垂直方向上的位移，随仪器的移动不断地记录数据。

(3)GMR和APL惯性断面仪。测量轮可以检测出车身与路表的相对位移值。用车载加速度计建立惯性参考系,车体震动产生的误差可由输出信号的二次积分互差消除,由此可以得到路面真实的平整度。

(4)激光路面平整仪。作为目前最先进的平整度检测仪器，激光路面平整仪改进了惯性断面仪的上述缺点，具有自动化程度高、数据精准的特点。不同于GMR和APL惯性断面仪用测量轮测量车身同路表之间距离，激光路面平整仪利用了光差原理。

2.反应类平整度检测。反应类平整度检测是间接测量道路平整度的一种方法。存在受车辆自身速度等影响过大，时间空间稳定性不足、且需要与已知的数据形成参照等问题。世界银行在巴西进行试验并提出的国际平整指数IRI保证了检测数据的时间-空间稳定性，IRI是1/4车在80km/h速度下悬挂系位移比上距离的值。

(二)路面损坏状况调查

1.摄像探测法。将安装高速摄像机的测试车开至待测路段，保证摄像头对准合适的位置。测试车在路面行驶过程中，摄像机可以准确采集图像、记录路面数据。该方法快速精确并且可以连续作业，在路面管理系统中被广泛采用并不断精进。

2.探地雷达法。待测路面被脉冲穿透并反射回反射波，反射波被测试车的接收器接收。不连续电介质突变数值和脉冲反射时间等数据将会被记录。

(三)路面承载能力检测

1.激光弯沉测定仪法。使测量车保持一定的行驶速度，位于测量车上的发射器发出信号激光，待测路面存在回弹作用，通过换算产生的电流可以计算出弯沉值。这种方法有着精准快捷并且可以长距离大范围测量的优点，常用于刚性路面的检测工作。

2.贝克曼梁法。卸载车上的负重，路面恢复原状，就可以测得回弹弯沉值。贝克曼梁法是一种操作简单，但不够相对耗时的测量方法。而且抗人为干扰能力不足，同时经济性相对较差。

3.自动弯沉仪测定法。该方法的弯沉测定梁在测量车底盘前方稳定放置，驾驶车辆以合适速度在待测路段行驶，传感器可以准确测定两后轮的位移数据。该方法运用杠杆原理，循环往复在待测路段测量，用计算机处理测量数据得出的结果。在沥青路面养护以及路面施工验收阶段，常用此方法进行检测。

4.落锤式弯沉仪法。该方法用系统控制落锤的启动，在测量点四周放置传感器，锤子落在承压板上，传感器可以检测到数据并将数据传递给计算机系统进行处理，最终得到路面弯沉值。此方法的液压系统由计算机指挥，具有快速精确，误差小等优点。

(四)路面抗滑性能检测

1.摆式仪法。对待测路段进行随机抽样，确定并标记待测点横断面的位置。在适当位置放置摆式仪，让摆锤下落的方向与汽车行驶的方向一致，紧接着释放摆锤，下落的摆锤与路面摩擦产生摩擦力做功，所做的功等同于摆锤的位能损失，最后记录数据。

2.激光构造深度仪法。高脉冲半导体激光器会发射出红外线到待测路面上，用收透镜对其进行聚集，再将光束射向光敏二极管,道路表面的数据此时可以在二极管内指定位置表征。

二、路面检测的主要设备

(一)激光路面平整度仪。激光平整度仪由激光传感器、加速度计和陀螺仪组成。各种传感器也包含了如加速度惯性修正技术等先进的技术手段，可以测定路面纵断面高程数据，并且有强大的计算机处理系统来对数据进行数理分析。

(二)FWD落锤式弯沉仪。FWD落锤式弯沉仪通过落锤对地面施加脉冲荷载，通过控制落锤的重量和下落高度等可调控脉冲荷载大小。该仪器可以较为真实地还原行车荷载对路面的作用力，是目前较为理想的检测设备。

(三)路面横向力系数测试车。其中测量系统有测试论、机械悬浮导轨、升降装置以及横向力传感器等。水罐、水泵等供水设施可以使待测路面保持湿润以模拟最不利条件。保持测试轮与车行方向形成20o左右夹角，测试轮有固定重量配置。

三、结语

(1)影响路面使用寿命的因素还有很多，仅按扣除分数得到的PCI值来评价破损情况还不够全面；车载式颠簸累计仪数据再现性较差，需进行试验标定；反应类平整度检测受外界环境影响过大，难以保证检测的准备度；贝克曼梁法抗人为干扰较差，且经济性不足。这些问题需要改进评价指标，精进检测设备来解决。

(2)现有的评价标准值常因照顾低等级公路的路面现状而采用较低的评价指标，在等级较高的路面上并不适用。

(3)目前我国的图像处理技术已经相当成熟，CIAS等系统的出现使得路面破损的检测十分精确，但是随着我国道路交通事业的飞速进步，我国的图像采集与处理技术仍有很大的进步空间，我们应充分考虑各种影响因素，精进数学建模方法等，设计出更精确更快速的检测软件。