高速公路路基路面无损检测分析

李敏辉

（云南云岭高原山区公路工程检测有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

高速公路的改建、新建在实施进程中，非常关注项目施工质量和实际路用性能，从而体现出施工检测的重要性。以往使用的高速公路施工检测技术比较单一，而且检测水平较低，往往在支出大量资金后，还不能保证路面检测质量。在此基础上，必须对施工检测技术进行创新，满足高速公路快速无损检测要求。

在众多检测技术基础上，研发出无损检测技术，所谓无损检测技术，即非破坏性检测，主要是利用检测对象内部结构异常或存在的缺陷引起光、磁、电等反应的变化，借助现代化的技术和设备，对被检测对象内部存在的问题进行检测和测试的方法，很好地弥补了传统检测手段的不足，不仅不会破坏高速公路路面结构，还可以通过快速检测提高效率，节省检测成本，及时发现高速公路工程施工的不足，满足高速公路项目发展需求。

1 传统检测技术存在的局限性

高速公路是我国重点基础建设项目之一，在高速公路应用过程中，需要对其进行定期的质量检测，对高速公路潜在的裂缝、松散等问题进行提前评估，以便及时有效地制定防范对策。

对于高速公路路基路面质量检测来讲，需要对检测技术的应用加强重视。通常以传统检测技术为主，如钻孔取样法，该方法在应用过程中，需要利用钻孔的方式对部分公路样本进行获取，并在试验室检验的辅助下，全面获得公路相关数据。将获得的数据与公路标准值相对比，得出高速公路的基本情况。但是从实际情况中可知，该检测技术存在明显局限性，不单要取样，还要检验等，整个流程相对复杂，需要消耗大量时间。

与此同时，质量检测过程中，采样以某段为主，无法对整体公路质量进行反映。总而言之，高速公路路基路面质量检测的重要性不言而喻，但传统检测技术的局限性相对突出，对检测的精准性产生影响，不仅无法精准反映高速公路整体状况，而且对公路后续管养措施的实施产生阻碍。

除此之外，存在安全隐患的路段可能未被检测到，时间一长，安全隐患会不断加剧，从而导致高速公路的运营风险明显增加[1-3]。

2 工程概况

此次研究的高速公路工程的路线全长为70.26km，项目主线遵循高速公路标准。在公路项目的建设阶段，施工质量检测主要采取无损检测技术，负责施工压实度、弯沉值、平整度的检测。被检测路段的路面结构设计为5cm 中粒式沥青混凝土面层，基层为25cm 水泥稳定砂砾，底基层是35cm 级配碎石底基层。应用无损检测技术后该项目检测水平整体得到提升，也为路基路面设计参数的优化、公路施工质控与质量评定等提供了依据。

3 高速公路路基路面无损检测技术的分类

3.1 地质雷达检测技术

地质雷达检测技术的工作原理是通过天线来发射电磁波，不断向四周进行辐射，当遇到不同介质面时，所收到的反映信号存在一定的差异。通过反射信号送达的具体时间和目标，来正确判断所处地质情况。由此可知，在对路基路面中存在的问题进行检测时，可以合理化应用地质雷达检测技术，不单要对问题发生的规律开展总结，还要深入分析隐患的程度，从而使得相关隐患得到有效整治。对该检测技术而言，其分辨率和检测精准度都相对较高，可以有效完成介质分布的探查工作[4-5]。

3.2 频谱分析检测技术

对该技术而言，主要通过传感器来获得面波频率，并全面分析传播频率的变化值。同时，在传播频率变化值的基础上，完成高速公路路基路面质量检测工作。其检测原理是在高速公路中制造频率波，该频率波所维持的时间较短，产生频率波的地表会不断向四周扩散，并逐渐形成瑞雷面波。对冲击力度以及冲击方式进行合理化调整之后，频率也会随之发生改变。此时，可以完成不同面波状态下的频率收集工作，从而有效完成高速公路路基路面质量检测工作。

3.3 图像检测技术

对于图像检测技术来讲，按照成像方式可以将该技术划分两种：一种是红外成像技术，其检测原理是对不同材料的导热性进行利用，来全面分析高速公路内部结构的实际情况。利用热敏传感器对高速公路路基路面材料温度分布状况进行全面获取，通过红外图像对公路内部结构情况进行全面呈现。检测人员依据图像情况，对路基路面质量状况展开全面分析。另一种是激光全息图像技术。该技术利用全息的方式，获得高速公路全息图像。检测人员依据图像对公路的各项指标展开分析，从而完成高速公路路基路面的质量检测工作。总而言之，两种技术的图像获取方式不同，使得分析参数也存在明显的差异性。另外，图像检测技术的直观性更加明显，并且数据精准性较高[6-7]。

3.4 超声波检测技术

在对超声波检测技术进行应用时，先把超声波发送到待检测材料中，通过反馈回的反射波对相关参数进行获取，将获取的参数做依据，对公路结构情况开展深入分析。主要的检测方式为：把传感器设置在特定位置，对超声波的反射波信息实施精准获取。之后开展计算，此时要对材料自身的弹性模量以及抗折能力等参数进行全面考量，并综合分析材料的实际质量。另外，该技术能够全面分析公路结构内部存在的缺陷以及安全隐患。与其他检测技术相对比，该技术的操作方式以及成本投入都存在一定优势，所以在高速公路路基路面检测中的使用频率较高。

3.5 激光检测技术

在高速公路路基路面质量检测中，对激光检测技术进行全面应用，可以使该技术的作用得到充分发挥。这主要是光电流与激光强度之间具有正比变化关系，即伴随光电流的强度不断增大，激光光度也会随之明显增大。要想保证路基路面质量检测的精准性，在正式检测前期，要对电流与位移之间的位置进行明确，以此使光电流与激光之间的正比关系得到确保。当这些因素被明确后，光电流变化值与激光变化值能够对路基路面实际情况进行全面反映。

3.6 三维巡检技术

随着时代的快速发展，高速公路路基路面质量检测工作的复杂性也不断提升，要想确保检测的效率和精准性，就要对智能先进的检测技术进行应用，有利于高速公路质量检测工作妥善完成。所以，要利用三维巡检技术展开高速公路质量检测工作，该技术具备高效性以及全面性等特点，并应用数字信息化技术，从而使得该技术的先进化程度较高，甚至将数据采集、分析处理以及数据平台管理集于一体。

三维巡检技术在应用过程中，将公路三维快速巡检系统-RFIS 当成核心，利用检测车配备的三维巡检设备实施检测。该过程所要使用的设备以激光扫描仪以及全景相机等为主，工作人员在开展检测工作前，要对设备进行有效调试，系统处于正常运转状态时，就可以在所需检测公路中正常行驶。此时将速度控制在60km/h 即可，之后设备就会利用自带的相机以及卫星系统等，对数据实施全面收集。对全景相机来讲，该设备可以精准检测路面的车辙、平整度以及损坏状况，并将误差控制在较小范围内。当数据收集完成后，系统会自动化处理这些数据，该过程可以对多源点云以及图像数据处理软件等进行应用，使得获取数据得到数字化的处理。三维巡检技术在应用过程中，形成相应的技术规程，这样可以依据公路管理要求以及适用范围等，来进行多方面综合性梳理和评价，进而确保公路管理向高效智能化方向转变。

4 无损检测技术在高速公路路基路面检测中的应用

4.1 高速公路路基路面抗滑性检测

想要对抗滑性进行检测，就要将车轮与路面之间的摩阻力当成重点，并在相关数据的基础上得出结论。该过程的原理是车轮与路面之间紧密结合，通过在车上堆放不同重量的荷载，来有效改变路面上承载的车轮压力。此时确保测试车辆处于匀速状态，以此使车轮方向和车辆行驶方向保持一致，在传感器的辅助下，有效测试车辆和路基路面之间的摩阻力，与数据进行结合分析，最终总结出相应的结论。

4.2 高速公路路基路面平整度检测

当前，我国尚未自主研发出高质量平整仪，在对平整度进行测试时，所应用的仪器设备以英国激光平整仪改进仪器设备为主，该改进仪器设备指的是一种非接触式平整度测试车，主要的构成部件不单包括便携式电脑激光器，还将距离传感器以及处理器等涵盖其中。具体测试步骤为：先定标。定标工作完成后，将相关数据传输到电脑上，电脑和传感器能够全面收集段长、起点以及终点位置相关参数。当速度达到某个恒定值后，就会进入测试段且不断收集数据。测试车上自带的处理器会自动处理测试的结果，并且利用国际平整度指标IRI 值来进行输出[8-10]。

4.3 路面车辙快速检测

对高速公路路面无损检测技术来讲，路面车辙检测技术相对完善。该技术通过非接触式距离传感器来完成相应的检测工作，其特点主要体现在速度快、检测准确度高等方面，对横梁、车辆行驶中心线以及车辙之间的相差距离进行全面检测，之后按照相关计算方式，对车辙相对于路面的深度进行有效明确。当前，美国以及澳大利亚等国家生产的车辙自动检测仪相对科学可靠。如澳大利亚生产的车载式车辙自动检测仪，这个仪器设备的优点以检测速度快、精准度高为主，从而在高速公路工程中得到广泛应用。

4.4 路面病害识别

对于高速公路路基路面检测的视觉观察检测法来讲，其在消费者经验和公路路面实际状况的基础上，对公路病害现象展开检测。该方法中存在一定的主观性，导致具有一定的局限性。在进行水泥路面病害识别时，将裂缝类、破碎板类以及接缝损坏类等当成重点识别的病害，拱起类病害出现的概率相对较低，且这种病害通过人眼无法有效识别。在对沥青路面病害进行识别时，将修补类以及坑槽类等当成识别重点，泛油以及沉陷等病害出现概率相对偏低，也属于仅仅通过人眼无法分辨的病害。对这些人眼无法识别的病害来讲，在现场检测调查时，需要进行详细记录。

4.5 沥青路面结构强度评价

对沥青路面结构强度来讲，伴随着使用环节以及累计轴载使用次数的不断增加，路面结构强度出现不断下降的态势。当路面结构降至临界值时，则要开展补强作业，有利于提升路面使用性能。需要注意的是，确保大中修补强的时间，不宜过早或过晚，当时间过早时，路面的作用无法得到最大化呈现，从而导致浪费现象的出现；若时间过晚时，路面就会出现较为严重的损坏，从而增加了补强修补的成本，由此可知，需要对时间进行科学掌控。

5 结语

综上所述，高速公路施工检测是了解项目施工质量的有效方法，现场工作人员采取科学有效的检测技术，在保证公路工程不被破坏的前提下快速实施检测，及时了解施工情况与质量，根据检测结果判断是否存在异常、病害。应用无损检测技术，是现阶段高速公路施工检测的一种新技术手段，对比传统检测方法具有完整性、效率高等优势，既提高了施工检测效率，降低施工造价，又可以有效检测出路基的不密实、空洞等情况。同时，无损检测技术可以保证检测结果精度，及时了解到施工现状，一旦发现问题和故障可以及时组织解决，对于高速公路检测工作而言，属于高效率、低成本的检测手段。