略论高速公路沥青混凝土路面检测技术

2020-11-29陈书平中交第二航务工程局有限公司昆明分公司

珠江水运 2020年7期

陈书平中交第二航务工程局有限公司昆明分公司

1.工程概况

本文涉及项目云南省蒙文砚高速公路项目，项目起讫桩号为K108+813.080～K128+311.735，设计为双向四车道高速公路，设计速度为80 km/h，整体式路基宽度为24.5m，分离式路基宽度为12.25m，设计汽车荷载等级采用公路Ⅰ级。主线长19.159km，连接线长6.05km，其中盘龙互通连接线（LK0+100～LK2+267.025、二级公路）长2.167km，砚山南互通连接线（LK0+109.859～LK3+991.250、一级公路）长3.881km。因为该项目地理位置较为特殊，为了保证项目投入运营后的车辆行驶安全，必须加大对沥青混凝土路面早期病害的检测力度，然后采取有效的措施加以处理。

2.高速公路路面病害常见特征

2.1 车辙现象

高速公路在运营过程中，最为常见的病害问题就是车辙现象，车辙痕迹如果较为严重，那么就会导致路面产生明显的凹陷，导致这类问题出现的原因主要有：

（1）沥青混凝土路面的耐腐蚀性没有达到具体的设计要求，此外，高速公路在运营过程中，受到雨水以及高温条件的影响，最终导致严重的车辙问题。

（2）相关车辆行驶过程中没有严格按相应的荷载规定进行运输，严重的超载现象导致路面出现了严重的车辙现象。

（3）高速公路项目完成施工后，没有待路面彻底干燥就开始通车，也会导致路面出现严重的车辙现象。

2.2 结构形变

结构变形也是较为常见的一种高速公路病害问题，这类问题的产生会导致公路内部结构被破坏，严重影响公路的正常运营。导致公路路面结构发生变形的主要原因有：

（1）路面多余的水分渗入到基层中，导致路面结构发生一定程度的变形，最终导致公路内部结构被破坏。

（2）高速公路路面的防水能力没有达到设计要求，导致路面结构长期受到外界多种因素的影响，最终导致公路结构被破坏。

（3）项目完成施工后，养护措施不够合理，最终导致路面出现了严重的缝隙问题。

2.3 沉降不均

受各种因素的影响，高速公路的路面施工往往会面临诸多挑战，其中，沉降就是较为严重的问题，导致路面发生不均匀沉降的原因有很多，除了来自施工方面的原因，还有些非施工方面的原因也会导致路面的沉降，所以必须加强施工过程的管理和控制，充分做好公路项目的养护，才能有效避免沉降不均问题的发生。

3.高速公路沥青混凝土路面检测技术分析

3.1 路面弯沉检测技术

（1）激光弯沉测定仪法。该设备测量路面回弹弯沉值的原理为：硅光电池接受了仪器激光机发出激光束，会产生电流，应用该电流值就可以计算路面回弹弯沉值。应用该设备进行检测，具有造价低、操作过程简便、精度高、读数稳定等特点。

（2）自动弯沉测定仪法。该设备原理为：设备随着行驶车辆向前行驶，通过测定设备测定梁的行驶速度和距离，就可以对路面回弹弯沉值进行计算。该设备在路面质量验收以及路面施工监控工作中得到了较为广泛的应用，该设备最为明显的优势就是可以对路面高密集点的强度进行测量。

（3）落锤式弯沉仪（FWD）法。该设备和计算机相连，其运行需要在计算机的控制下才能得以运行，启动落锤装置，重锤会极大承载板，产生冲击力，该冲击力会传导至路面，使路面发生一定程度的弯沉，通过分布在不同位置的传感器对测点的表面变形情况进行检测，将具体的数值输入计算机，计算机会对这些数据进行相应的计算，最终得出并输出路面测点弯沉值。这种测量方法的优势：应用该设备进行检测，数据获取速度较快，获取到的数据精度和准确度都相对较高，另外，应用该设备对路面进行检测，不需要破坏路面，属于典型的无损检测方法。

3.2 路面平整度检测技术

（1）连续式平整度仪。在开展测量工作的过程中，需要拉动仪器向前行驶，这时，如果路面不平，就会导致测量小轮发生上下摆动，同时传感器的测杆也会发生上下滑动。这时，传感器就会输出电位值，利用该电位值就可以计算路面的平整度。该测定仪灵活性较大，但是测量效率较低。主要适用于对路面的平整度和使用质量的测量，如果路面坑槽情况较为严重，那么该方法不再适用。

（2）激光路面平整度仪。应用该仪器对路面的平整度进行检测最为明显的优势就是速度较快，因为该设备数据采集过程和数据处理过程可以同时进行，最终将路面最为准确和真实的断面信息反映出来。激光传感器的模拟信号会传输到信号处理系统，该系统会将这类信号转换为数字信号，并记录。系统经过相应的数据分析，会反馈和输出路面的平整度结果。应用该设备对路面平整度进行检测的过程中，该设备不需要直接和路面接触，不会对路面造成损害的同时，设备使用寿命也较长。

（3）车载式颠簸累积仪。应用该设备对路面的平整度进行检测的时候，主要利用传感器和后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI，最终得出路面的平整度结果，经过分析发现，该值和路面的平整度之间具有一定的联系，VBI越大，路面的平整度越差。应用这种设备检测路面的平整度，检测过程简便，应用成本较低。

3.3 路面抗滑性能检测技术

抗滑性能是横梁路面整体性能的重要参数，抗滑性能的高低会直接对道路行车安全产生影响。

（1）激光构造深度仪法。该仪器的工作原理为：激光器产生红外线，红外线投射到道路表面，散射光线经过接收透镜会在光敏二极管上聚焦，接收光线最多的二极管，直接给出了到路面表面的距离，经过计算就可以得出公路的构造深度。该方法具有以下优势：检测过程简便、快捷、成本较低、检测结果可靠程度较高。

（2）横向抗滑系数测试车。应用这种方法开展测试工作的时候，需要在测定车上装测试轮。在实际测定的时候，测试轮下降，对其施加一定的荷载，这时，测试轮和荷载传感器之间会形成一定的横向力，该力和轮载荷的比值就是横向力系数。经过分析发现，该值和路面抗滑性能之间具有一定的联系，该系数值越大，证明路面具有越强的抗滑能力。该测量方法的应用，不会对实际的交通产生任何影响，比较适合对一级公路上的测试。

3.4 沥青路面损坏状况检测技术

公路在实际运营过程中，会发生各种各样的病害问题，这些病害问题的产生不仅会影响公路的承载能力，还会对路面的使用性能造成一定的影响。因此，采取合理的方法检测沥青路面的损坏状况，然后根据检测结果采取有效的措施对沥青路面进行养护，对于保证路面使用安全以及延长路面使用寿命具有积极的意义。沥青路面损坏状况检测方法主要有两种：

（1）摄像测量法。该方法的应用原理就是在测定汽车上安装一种高速摄像机，该摄像机会对路面特定的病害信息进行收集，然后将这类病害信息转变为数据。应用该方法对沥青路面的损坏情况进行检测，其优势为检测成本较低，也正是因为如此，该方法已经成为国内最为主要的路面测损方法。

（2）探地雷达。应用探测雷达对路面损坏情况进行检测的过程中，利用的原理是，雷达发出的电磁波会穿透路面，然后形成反射波，反射波被无线接收机所接收，利用反射波对破损情况进行计算和确定。探地雷达检测技术最为明显的优势就是可以实现厚度较大的沥青路面的探损检测，另外还可以对路面空洞情况以及裂缝情况进行检测。