对公路路面无损检测技术的探讨

对公路路面无损检测技术的探讨

伊晓刚

(新疆路桥桥梁工程建设有限责任公司，新挹乌鲁木齐830021)

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7喃要】本文探讨了路面使用性能无损检测上的最新技术。在此基础上，分析了我国在新型检测设备的应用和相关研究方面的现状与不々

?，足。于f-．mm了未来的发展趋势。

，．[关键词]公路路面；元损检测；技术

1路面检测技术1．1弯沉测试

落锤式弯沉仪(fwd)是目前应用较为广泛的弯沉检测设备，代表

了弯沉检测的发展方向。它的基本原理是通过液压系统提升和释放荷载块对路面施加冲击荷载，荷载大小由落锤质量和起落高度控制，荷载时

程和动态弯沉盆均由相应的传感器测定。

我国绝大部分fwd用户单位没有配套的分析软件，．h,vd也仅作为一种高精度的弯沉测置仪器在使用，仅有少数研究性单位在进行深入探讨。国内外围绕着fwd所开展的研究主要包括：更可靠的模量反演技术。通过对fwd所测弯沉盆数据的分析，反演路面结构层的弹性模量。

目前的重点和需要解决的问题包括路面结构力学特性的模拟、反分析的

适定性(存在性、唯—性、稳定性)、反演结果的验证与应用等。与加速路面1式验(apt)相结合的试验研究。在试验路上进行加速破坏试验，

路面结构内设置各种传感器，测试应力、应变、温度、含水量等信息。

在试验过程中，采用fwd进行弯沉检测、模量反演、性能评价及剩余寿命预测等试验和分析，并与荷载重复作用次数、应力、应变、表面破损等信息建立联系，从而修正fwd的性能评价和剩余寿命预测方法。

12断面测试

路面断面测试主要用于计算两个指标，平整度(纵断面)和车辙

(横断面)。其中平整度是评定路面质量的重要撸标，是道路使用者判断

道路好坏的直接依据。连续式激光断面仪是我国目前最先进的平整度和车辙检测设备，正常测试速度为80km／h，并且同时还可以测量横坡、纵坡、转弯曲率等指标。激光断面仪的基本原理是：通过横向分布的若

干个激光传感器测试距离路面的高度，得到—个横断面，从而可以计算

车辙：i喇应于轮迹位置的激光传感器测得距离路面的高度，随着车

辆的行驶可以得到路面纵向断面，即币十算纵向平整度，其中车辆振动

带来的影响通i勘口速度传感器(对应左右轮迹各—个)记录数据的两次积分来扣除：惯性运动传感器(1个)可以反映水平纵向、水平横向和竖向的角度。围绕激光断面仪所展开的研究主要是：平整度测试的可重复性、可再觋性研究。对同—个测试路段，采用同—个设备进行多次测量，各次数据间的吻含性称为可重复性：对同—个测试路段，采用原理相同或类似的不同设备进行测量，数据问的吻合性称为可再习已|生。

13抗滑能力测试

目前车载或车牵引的高速自动化路面抗滑能力测试设备主要有三种：横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪、不完全刹车武摩擦系

数测试仪。横向力系数测试仪是在我国应用最为广泛的自动摩擦系数仪。

该设备的基本原理是设定试验轮与行车方向成一定角度，以便产生一个同试验轮平面垂直的横向力，该横向力与试验轮对路面荷载的比值即为

横向力系数，横向力系数反映的是车辆在路面上侧滑的危险性，正常测

试速度约50km／h；刹车式摩擦系数测试仪是在行驶的过程中，每间隔指定的距离自动对测试轮刹车，刹车期间测试轮在路面上滑动，根据传感器所记录的力，即可计算制动力系数。在我国，摆式摩擦系数仪已经越来越不适应我国高速公路建设的需要，～方面该测试方法对交通的影响较大，存在不安全因素，另～方面它不能较好地反映路面的宏观纹理构造对摩擦系的影响，而宏观纹理构造是高速公路路面抗滑能力的决定因素。因此，应当大力推广自动化的抗滑能力测试仪在中国的应用。

1．4路表破损采集

路面表面破损率是路面养护决策的重要指标，也是群众评价公路

，7，管理部门工作效率的最直观依据。我国各级公路管理部门对表面破损一

向都嗡重视，但该项指标的数据采集工作是—个令人头疼的问题，目

前还主要依靠人工采集，除了主观性大、效率低外，也存在很大的安全

隐患，尤其在高速公耻。

根据对该设备用户的调查了解，路表破损摄像系统在使用中的不便之处主要是室内后处理的工作量较大。由于现阶段厂家提供的后处理软件在图像的自动识别方面存在误判、漏判及难以判定等现象，必须由^工来辅助处理，这种情况下工作人员所面临的图像数量是庞大的。针对这一问题，该设备制造商和国内的研制单位目前的工作重点是表面破

损的自动识别、归类，并自动输出路面破损率(dr)、路面状况指数(pci)等指标，生成路面破损表格。路表三维激光可视化系统是一种新

型的路表破损数据采集系统，该系统采用激光传感器(横向4个，纵向两个)随着车辆的高速行驶，连续扫描—个车道，得到路表的三维可视图，并实时处理，通过对该圈的分析，可得到裂缝、变形、松散及泛油等各种病害：同时，还可以测试平整度和车辙。激光三维可视化系统的

优势是可以较好地反映变形类破损，分析不受阴影的影响，采集数据精

确度较高；缺点是数据量大，硬件要求高，价格较高。

15路面雷达测试

路面雷达是利用电磁波在路面结构层和路基中的传播和反射，根据回波的传播时间、波幅与波形，确定目标体的空间位置或结构。路面

雷达为路面厚度测试、相对高含水区域检测、结构层完整性判定等提供了难以替代的手段。目前的路面雷达在沥青砼面层厚度检测上的精度约

为3％，在水泥砼面层厚度检测上的精度约为5％；在结构层完整性，

如水泥砼板的脱空判定、桥面铺装的剥离等方面的研究仍有待于进—步深化，由于实际情况往往难以客观判定，往往采用不同的检测方法来相

互印证。路面雷达的应用，除了雷达天线本身的精度外，后处理软件也非常关键，可以说，设备提供了检测的手段，而软件决定了应用的广度和深度，应当引起国内用户足够的重视。各雷达厂家都有配套的后处理软件，另外也有一些专业性研究所开发的更为专业的后处理软件。

2检测数据分析与评价

目前我国的公路科研和管理部门在综合各项检测指标，分析路面

病害原因，评价其使用性能，并提出相应的养护措施方面已经建立了自己的体系。但近年来早期建设的道路开始进入了大中修或改建的高峰

期，新建高速公路的一些路段也出现了早期损坏：与此同时，新型检测设备不断涌现，提供了更丰富、更精确的信息。因此，如何更好地利用

自动化的无损检测技术和分析方法，评价路面使用性能，深入分析病害产生的原因，以提出经济上优化、技术上合理可行的维修方案，对于创造更好的社会效益和经济效益是至关重要的。

3结语

道路检测技术的总体趋势是：由人工检测向自动化检测技术发展，由破损类检测向无损检测技术发展，由低速度、低精度向高速度、高精度发展。最近几年，自动化路面无损检测设备越来越多，这与我们的公

路建设事业的发展是相对应的。与此对应的，围绕自动化检测设备所开

展的研究也将在深度和综合I生上得到加强。\"。，。|。4

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i[参考文献]

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，，llJ王铁兵。王成竹．路面检测车系统在赂面平整度检测中的应用．东北公路，，

：2001．

：：

【2J划清泉路【面抗滑能力测盈公路交通科技．1993j

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