高速公路路基路面无损检测技术分析

廖连山

（贵州黔通工程技术有限公司，贵州贵阳 550000）

0 引言

当前，我国的高速公路建设里程已经远超其他国家，位列世界第一，通过高速公路的建设，促进了公路运输行业的发展，同时也便捷了千家万户，对促进经济发展、便捷出行提供了重要支撑。与普通公路相比，高速公路每天的通行车流量巨大，这其中不乏一些重型货车，长期行驶后，难免会使得高速公路的路基路面承受较大的载荷压力，并会出现损坏情况，如出现裂缝、路基路面松散、变形等，均会较大程度地影响高速公路的使用寿命，甚至会增加行驶风险。通过无损检测技术的应用，可以避免对高速公路造成损害，并能够快速获取高速公路的相关质量数据。

1 公路病害类型分析

1.1 裂缝类病害

高速公路经过长期碾压，容易出现病害问题，裂缝类病害便是其中最为常见的一种，而裂缝类病害又可以分为多种类型。

一是纵向裂缝。该裂缝多发生于道路中间，通过对纵向裂缝的发生情况分析来看，多是因温度应力、荷载应力以及路基的不均匀沉降导致，这其中不均匀沉降是导致纵向裂缝的主要原因，而这也与公路的长期应用以及管养不到位有关，是高速公路路基路面检测中的重点部分；对于一些货运车辆行驶较多的高速公路路段，其发生疲劳开裂纵向裂缝的概率会明显增加，这其中温度也会起到一定的影响，如因季节变化，使得路面的沥青材料出现了温度性的变化，因此容易形成纵向裂缝[1]。

二是横向裂缝。据有关调查研究显示，高速公路横向裂缝的发生与路基层面的收缩裂缝、温度等因素有关，而且多发于道路建成1～3年，对高速公路的质量影响十分严重，若是未能够得到及时的修复，裂缝会越来越大，并形成安全隐患。而且除纵向、横向裂缝外，也容易出现龟裂、不规则裂缝等，这均与高速公路路基的结构性破坏有关，与此同时，这也是多因素的综合影响[2]。

1.2 松散类损坏

首先，因多方面因素影响，高速公路在长期应用下容易产生松散类损坏，如坑槽、麻面、脱皮、啃边等，其中坑槽的发生率相对较高，与施工时的混合料稳定性不高、应用时的车辆动水压力较大等因素引起，这也是高速公路水破坏的主要形式之一，对公路质量的影响非常大，尤其是对于高速公路。

其次，麻面、脱皮问题的出现与施工因素密切相关，如混合料设计不佳、路基路面各层次之间的黏结不足等[3]。

最后，啃边的发生会使得公路的整体质量明显下降，一般情况下，在高速公路发生啃边后，其宽度会超过10m，若是未能够得到及时的处置会越来越大，从实际情况分析来看，与路肩密实度不够、边坡排水不畅等因素影响有关。

除此之外，变形类也是较为常见的一种高速公路病害，发生率也较高。在高速公路施工时，本身的材料质量、结构设计等均可能影响其后续应用情况，甚至会较大程度地威胁公路的应用质量和寿命，因此当下在高速公路的管理中，要着重注意对高速公路的质量检测，便于及时发现问题、解决问题[4]。

2 传统检测技术的局限性

高速公路一直是我国的重点基础建设项目，“要想富先修路”这一理念一直是当前我国交通领域发展的根本理念，而在高速公路的应用中，更要对其进行定期的质量检测，提前评估高速公路出现裂缝、松散等问题的风险，便于及时制定防范对策[5]。

在高速公路路基路面的质量检测中要重视对检测技术的应用，过去多以传统检测技术为主，如钻孔取样法便是比较有代表性的一种，但是在该方法的应用中，需要通过钻孔的方式采集一部分公路样本，通过实验室的检验来获取公路相关的数据信息，然后与公路的标准参数相比对，进而可以反映出高速公路的基本情况。然而，就实际情况来看，这一传统检测技术具有局限性，需要取样、实验室检验，整体流程十分复杂，耗时也较长；不仅如此，在质量检测时一般会对某一路段进行采样，无法反映出整体性的公路质量。总而言之，高速公路路基路面的质量检测十分重要，但是由于传统检测方法的局限性，将会较大程度地影响检测准确性，无法准确反应高速公路的整体情况，并且也会给后续公路的管养措施实施带来不良影响[6]。而且如此一来，真正存在安全隐患问题的路段可能未得到检测及后续管养，并会随着时间的推移愈加严重，并提升高速公路运营风险。

3 无损检测技术的应用分析

据相关调查统计，我国在2020年时高速公路建设里程已经达到了16.1 万km，便捷了相关领域的货物运输，同时也给人们的出行带来了非常大的便利，但是这也给高速公路的检测工作带来了较大的难度，就当下实际情况来看，高速公路的质量检测已经不再需要应用传统的打孔取样方法，无损化的检测技术不仅不会在检测时给公路带来损伤，而且检测的准确性也得到了极大的提升。当前我国的道路质量检测受重视度越来越高，原有检测技术的效率低下，已经不再能够适用于当前实际形势，因此需要应用更加智能化、高效化的无损检测技术。

3.1 地质雷达检测

地质雷达检测在当前的高速公路质量检测中有较高的应用频率，在使用该方法检测时，可以通过雷达天线发射电磁波，电磁波在触碰到高速公路路面后，便可及时向控制中心反应相关信号，而且在高速公路的质量检测中，电磁波会因路面的裂缝、松散情况而反射回不同的电磁波信号，控制中心便可通过信号的差异获取有关高速公路路面的大致情况，对于一些情况比较严重的裂缝、龟裂会松散情况，会尽快给予填筑处理[7]。虽然地质雷达检测具有良好的应用优势，但是在其实际应用中也有明显不足，若是高速公路的路基本身便无良好的稳定性，那么电磁波的信号反射便会杂乱无章，极大地影响高速公路质量检测工作的开展；同时，雷达检测时，主要依靠电磁波反射，但是部分路基填料的导电率、频率可能会影响电磁波稳定性，并降低其穿透深度，因此其局限性相对较高。

3.2 路基动态载荷试验检测

高速公路每天会有大量的车辆驶过，使得路基路面均会受到较大的压力载荷，尤其是一些货运车辆较多的高速公路，压力载荷会更大，这也是导致路面损坏的主要原因。目前，对于高速公路的质量检测也会应用到路基动态载荷试验，在其帮助下能够重点对路基的载荷大小进行检测，一般情况下需使用测试仪设备，由相应的检测车运输，对高速公路进行落锤，然后通过设备收集落锤后路基所承受的压力数据，如此一来便可获取相应的动态载荷数据，并且要进行多次实验、应用多型号的仪器设备和车辆，从而形成完善的动态载荷数据模型，如此便能够达到对高速公路质量信息的整体性分析。但是这一措施相对较为耗时，流程也比较复杂。

3.3 路面检测

高速公路的质量检测主要以路面具体情况为主，路面检测技术便是这其中的主要技术之一，在其帮助下，能够重点对路面实施较为全面的检测，而且与前两种检测技术相比有更为智能化、信息化的优势，检测效率也更高。在正式进行路面检测时，会应用到智能道路检测车，在其帮助下，可正常驾驶检测车行驶在高速公路上，通过设备获取路面的相关数据信息，如破损程度、车辙印记、摩擦力等，最终可以形成一个完整且全面的数据模型。在实际的应用中，路面检测技术已经较为先进，这得益于设备本身的车辙测量模块、平整度测量模块，例如对于平整度的检测，可以通过平整度测量模块控制高精度激光测距机，然而在检测车行驶过程中获取路面的平整度相关数据，车辙测量模块的应用原理也是如此。路面检测技术还可以进行高速公路抗滑性能的检测，这其中多应用横向力系数原理，通过模拟汽车在高速公路上的制动情况、匀速行驶情况、轮胎的摩擦力情况来获取相关数据。该技术还能够被应用到路基的结构强度检测，而且要与动态载荷试验检测配合应用，以落锤触碰路面的途径的同时检测结构强度。

3.4 三维巡检技术

从前文所述检测技术来看，其中存在有明显的不足，随着时代的发展，高速公路的质量检测工作愈加繁重且复杂，而以上检测技术均有局限性，无法进一步提高检测效率，那么对此便要应用更为智能化、先进化的检测技术，并提高检测效率，如此才能够适应愈加复杂的道路质量检测现状。目前，道路三维巡检技术正在被逐步应用到高速公路的质量检测中，而且不同于传统检测技术，其更加高效、全面和规范，并已经应用了数字信息化技术，整体先进程度更高，可以集数据采集、数据处理、技术规程和数据平台管理为一体，以下将会对其进行详细介绍。

在三维巡检技术的应用中，主要以道路三维快速巡检系统-RFIS 为主，能够通过检测车携带的三维巡检设备进行检测，检测设备主体包括激光扫描仪、工业相机、全景相机等多个部分组成，技术人员在开展检测工作前，需要严格按照标准调试设备，确保系统运转正常后方可开车在需要进行检测的高速公路行驶，速度保持在60km/h 即可，随后设备便可通过自带相机、卫星定位系统等进行数据收集；再者激光扫描仪设备具有极高的精准性，据悉，其测距精度能够达到1mm，测距精度、点频、线频分别为0.5mm、100 万点、200Hz，同时其工业相机、全景相机等也均能够达到非常先进的水平，可以有效对路面车辙、平整度、损坏情况进行准确检测，而且整体误差度保持到了非常小的范围[8]。在数据收集后，系统会自动对相关路基路面信息进行数据处理，这其中应用了非常先进的多源点云、图像数据处理软件，包括路面检测模块和资产数字化模块，能够对所获取的道路数据信息进行数字化处理，例如在路面检测时，可以更为详细地将其分为多个检测功能，即沉陷坑槽检测、路面裂缝检测、平整度检测等等，使得高速公路的相关数据信息获取更为全面、详细。在三维巡检技术的应用中，已经形成了可以专门服务该项技术工作的技术规程，能够根据当前我国道路的管理要求、设备要求、适用范围等多个方面进行综合性梳理，并给予评价。三维巡检技术在未来将会成为主流的高速公路检测技术，应用范围逐步扩大，而且其中已经深入应用了信息化技术，我国交通运输部门对此重视度非常高，正在逐步推动道路基础设施数字化管理平台的建设，这其中便包括智能巡检、道路运维和互联网，使得道路管理将会更加高效化、数字化、智能化[9]。

4 结语

高速公路是基础设施建设中的重要环节，在高速公路建成并投入应用后，几乎每天均会承受巨大的载荷压力，路基路面作为承受载荷压力的主要部分，极有可能受到一定的不良影响。为保障高速公路路基质量以及其使用寿命，要重视对路基质量检测。随着科学技术的发展，对于高速公路的路基质量检测已经不再需要应用传统检测技术，而是可以采用更为先进的无损检测技术，在该技术的帮助下，能够更为高效、安全地进行高速公路路基质量检测，而且准确性也有明显提升，对保障高速公路的安全、稳定应用十分重要。