道路施工现场无损检测技术的应用与实践

唐天虎

摘要 为优化道路施工质量，延长道路使用寿命，研究道路施工现场无损检测技术的应用与实践方法。文章针对所选道路工程，分别设计沥青混凝土面层缺陷检测、抗滑性能检测以及平整度与压实度检测四种无损检测方法，通过这些无损检测技术依次检测道路施工现场的施工质量，评估道路施工效果。经现场施工无损检测可知：通过无损检测技术可精准测定道路不同区域的面层缺陷深度与实际缺陷深度基本一致，且能够有效检测出道路的横向力系数，从而评估道路抗滑性能。

关键词 道路施工；无损检测；横向力系数

中图分类号 U416文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0113-03

0 引言

道路施工是建设和维护高质量道路网络的重要环节，对于城市交通、物流运输和经济发展至关重要[1]。但在道路施工过程中，为保障道路施工的可靠性，需要采用有效方式对施工效果进行检验。目前，道路质量检验方式有较多类型，例如钻芯法、超声波检测法等，其中，超声波检测法属于无损检测方法，无损检测是一种利用非破坏性测试技术进行道路结构评估和质量控制的方法[2]。通过无损检测，可以评估新建道路结构的质量，包括路面的均匀性、平整度、厚度以及潜在的结构问题。同时，无损检测可以提供对道路结构的详细信息，包括路面和下方结构的特性和性能，这有助于施工人员优化施工方案，对道路施工建设具有重要意义[3]。为此，该文研究道路施工现场无损检测技术的应用与实践，设计不同的无损检测方法，对道路质量问题进行评估，以此提高道路的安全性，减少交通事故的发生。

1 道路施工现场质量检测方法研究

1.1 工程概况分析

某二级公路路面施工工程长度为48 km，该公路面层为铣刨重铺沥青混凝土结构，面层厚度为6 cm。该道路工程施工结束后，为评估其施工质量，需要采用有效的检测方法，对现场施工效果进行检测。采用不同无损检测方法分别对路面施工现场的沥青混凝土面层缺陷、路面抗滑性能、路面平整度与压实度进行检测。

1.2 施工现场无损检测方法设计

1.2.1 沥青混凝土面层缺陷检测

超声波检测是道路无损检测技术中常用的一种技术，其利用超声波在路面沥青混凝土面层内部传播的特性进行缺陷检测和评估。在道路无损检测中，超声波可以用于检测路面沥青混凝土面层中的裂缝、空洞、薄弱层等问题[4]。

该文在进行道路沥青混凝土面层无损检测时，采用小钢珠撞击道路面层沥青混凝土结构，在完成机械撞击后记录相关数据，并通过超声波探头实时获取低频应力声波，利用这一反射的声波评估沥青混凝土面层的损伤状态。若声波波形发生不规律变化，则表示被测区域存在质量缺陷，此时检测人员可利用超声波精准定位缺陷位置。当沥青混凝土面层有超声波穿过时，可通过公式（1）、公式（2），给出声速异常临界判断依据：

（1）

（2）

式中，vi、vD——第i个被测点的声速值与声速临界值；——沥青混凝土面层的声速平均值；σv——沥青混凝土面层的声速标准差；n——被测点数。

当检测人员采用超声波进行沥青混凝土面层缺陷检测时，可通过公式（3）计算缺陷区域：

（3）

式中，PSD——被测区域缺陷区域；ti——第i个测点声时值；ti?1——第i?1个测点声时值；Zi、Zi?1——第i个与第i?1个测点深度。通过上述方式的计算，即可获取路面被测沥青混凝土面层不同区域的缺陷深度情况，以此可以评估路面的施工质量。

1.2.2 路面抗滑性能无损检测

路面抗滑性能检测对于道路施工安全性检测具有重要意义，抗滑性能指的是路面表面与车辆轮胎之间的摩擦性能，其直接影响车辆在行驶过程中的制动、转弯和加速控制[5]。通过对路面抗滑性能进行检测，可以及时发现并处理路面摩擦力不足的问题，为此，该文通过无损检测技术，对路面抗滑性能进行检测。

在进行实际抗滑性能无损检测时，从道路施工现场中选取具有代表性的一段直线道路路段进行测试，先清洁该路段路面，清理施工杂物，之后将摩擦测定仪器安装在测试车辆上，并确保其与车辆安全可靠连接。之后在该路段喷洒水、沙砾等材料，模拟不同路况，按照规定的行驶速度驾驶测试车辆通过这一路段，并通过摩擦测定仪器实时记录路面的摩擦系数。经过多次往返测试后，通过数据采集系统记录测试过程中的相关参数，并将采集到的数据上传至计算机软件中，对测试的数据进行评估，从而获取路面行驶过程中的横向力系数。横向力系数是一种能够直观反映路面抗滑性能的指标，这一系数指的是车辆在行驶过程中受到的侧向力与轴向力之比，其反映了路面对车辆横向操作性的影响，以此判断路面的抗滑性能是否符合标准要求，评估路面的安全性和可行性。

1.2.3 路面平整度无损检测

高速路面施工结束后，如果路面存在凹凸不平或明显的高低差，车辆在行驶过程中就容易发生晃动、颠簸和失控，增加交通事故的风险。而平整的路面能提供良好的行车舒适性，减少车辆和乘客的不适感。具体平整度检测过程可通过如下步骤实现：

（1）设备准备：准备好路面平整度检测所需的设备，例如激光平整仪、测量车辆等。

（2）安装测量设备：将激光平整仪等设备安装在测量车辆上，通常测量车辆会配备高精度惯性测量单元，以获取准确的路面数据。

（3）车辆行驶：测量车辆在道路施工现场以一定的速度进行行驶，同时，设备会实时记录路面的数据。

（4）数据采集：测量车辆通过激光平整仪和惯性测量单元采集路面的高度和位置信息，激光平整仪会发射激光束，测量路面的高度和坡度，并将数据传输至计算机进行处理。

（5）数据分析：通过计算机软件对采集到的数据进行分析和处理，软件会根据特定的算法和标准将数据转化为路面平整度的指标IRI，从而对路面的平整度进行评估和判定。根据不同的标准和要求，判断路面是否达到要求的平整度标准。

1.2.4 路面压实度无损检测

通过压实度检测也可以有效评估道路施工质量，传统路面压实度检测方法通常采用钻芯法，这一方法会影响道路结构，对路面造成损伤，而该文研究采用无损检测方法精准检测路面压实度情况，并采用集成式冲击车、速度测试仪以及压实计作为检测仪器。通过集成式冲击车搭载速度测试仪与压实计在道路上进行测试，记录路面施工现场的振动频率与冲击力等参数，将记录的数据上传至计算机，在计算机中经过数据处理得到可靠的路面压实度指标，并与规范标准进行对比，以确定路面质量状况，利用评估结果，识别路面可能存在的缺陷问题。

2 检测结果分析

为评估该文设计的不同道路施工现场无损检测技术是否可靠，将这些检测技术应用在道路施工现场，对现场道路质量进行检测，从已施工的道路中选取1 km直线形路段进行无损检测，在1 km中每间隔100 m设置一个测点，分析无损检测技术对不同测点之间的无损检测效果，具体分析如下。

2.1 沥青混凝土面层缺陷检测

应用该文设计的无损检测技术，对沥青混凝土面层的缺陷区域深度进行检测，对比实际缺陷深度，评估该技术的检测效果，分析结果如图1所示。

通过图1分析可知，当通过无损检测技术对不同测点区域进行缺陷深度检测时，可快速完成每一测点的检测。经过检测发现，测点4、测点7位置的缺陷深度接近于0 mm，说明这两处并未出现构造缺陷，可以确保其沥青混凝土面层具有良好的稳定性，而其他测点位置均存在一定的缺陷问题，其中，测点1、测点3以及测点9的缺陷深度相对较大，达到10 mm以上。对比检测结果可以发现，该文检测到的缺陷深度并未出现严重偏差，说明该检测技术具有精准的检测效果，可为道路施工提供良好的缺陷深度检测数据。

2.2 路面抗滑性能分析

对路面每间隔100 m处的横向力系数进行检测，以此判断路面施工后的抗滑性能，检测结果如表1所示。

在一般情况下，路面横向力系数越高越好，较高的横向力系数意味着车辆在转弯或紧急制动时具有更好的抓地力，能够更好地控制方向稳定性和减少侧滑的风险。通过表1的检测结果可知，在不同测点区域中，横向力系数最高为0.62，最低为0.53，均保持较高水平。可见，该路面整体均具有一定的抗滑能力，可以避免车辆在行驶过程中发生意外事故，通过该文技术的检测，可有效评估路面每一区域的抗滑效果。

2.3 路面平整度检测

在道路施工现场应用路面平整度无损检测方法，测试路面不同区域的平整度情况，并以IRI指标表示，测试结果如表2所示。

IRI是一种用于评估道路平整度的国际标准指标，该指标是通过测量车辆在道路表面垂直方向上的颠簸或振动来计算的，较高的IRI值表示道路表面更为粗糙，而较低的IRI值表示道路表面更为平整。通过该文的平整度无损检测可以看出，在对道路上所有测点进行检测时，每一测点的平整度均保持在2以下，根据《公路养护工程质量检验评定标准》可知，当道路IRI值小于等于4.2，即可表明其平整度符合规范标准，由此可见，该道路被测区域平整度均符合规定标准。

2.4 道路压实度分析

通过无损检测技术，检测道路每一测点上的压实度，并对比压实度标准值，以此分析不同检测区域压实度是否符合标准，检测结果如图2所示。

通过该文检测技术的检测可知，仅有测点1位置的压实度不符合道路质量检验标准，而测点9的压实度接近于92%，可见这一被测路面的测点1与测点9区域仍需重新进行碾压施工，通过该技术的检测，可精准评估路面不同区域的压实度情况，以此可为路面施工提供良好的质量评估方法，保障道路施工效果。

3 结论

在道路施工现场，无损检测技术可以帮助监测和评估新建道路或维修道路的质量，提供有效的质量控制手段，并确保道路的安全性。未来，无损检测技术将在道路工程中发挥越来越重要的作用，为路面建设和维护提供更好的便捷性和可靠性。

参考文献

[1]王永强. 浅谈无损检测技术在煤矿机械设备维修中的应用[J]. 中国设备工程， 2023（23）： 143-145.

[2]朱宏强. 道路桥梁检测中的无损检测技术探讨[J]. 智能建筑与智慧城市， 2023（10）： 174-177.

[3]王建光. 无损检测技术在高速公路施工检测中的应用研究[J]. 智能建筑与智慧城市， 2023（11）： 184-186.

[4]艾召山. 无损检测技术在道路桥梁工程中的应用研究[J]. 运输经理世界， 2021（36）： 107-109.

[5]郭晋波. 关于无损检测技术在公路工程中的应用[J]. 黑龙江交通科技， 2023（2）： 179-181.