對路面檢測技術(shù)的應(yīng)用分析
2015-07-02
0 引言
隨著時代的進步，公路作為重要交通樞紐，城市交通網(wǎng)絡(luò)，直接影響城市交通便利，公路工程應(yīng)確保良好的耐久性，穩(wěn)定性和高水平的服務(wù)，對公路實行預(yù)防性維護保養(yǎng)是必不可少的。公路路面檢測是實施預(yù)防性養(yǎng)護的前提條件。路面的檢測是高速公路進行維護和正常運營的重要保障，深入研究公路路面檢測的問題具有非常重要的意義。
1 路面平整度檢測
路面平整度是衡量公路施工質(zhì)量的重要指標，在一個規(guī)定長度的標準節(jié)，連續(xù)地或間歇地檢測表面凹凸不平的路，也就是不平整的指標。路面各結(jié)構(gòu)層次的平整度情況能夠影響到路面的平整度，也就是各層的不平整會累積并在路面表面反映出來，由于車輛與公路表面直接接觸，不平整的路面會增加行駛的阻力，同時會產(chǎn)生附加振動作用。檢測公路路面平整度的設(shè)備主要分為反應(yīng)類和斷面類。反應(yīng)類設(shè)備是通過公路路面的凹凸使車輛振動顛簸，測得車輛上人員的直接感受到的指標，所以它反映的是公路路面舒適性能的指標，國內(nèi)比較常用的是車載式顛簸累積儀。斷面類則是直接檢測公路路面的凹凸情況，或者通過精確測定路面高程來反映凹凸情況，國際平整度指數(shù)就是通過這個基數(shù)來建立的。
路面平整度檢測方法3米直尺法，精密水準測量的方法，手推式斷面儀法，連續(xù)平整度儀法，車載式顛簸累積儀法以及車載式激光平整度檢測儀法。三米直尺法測量比較簡單，容易操作，但人為因素大，多用于低等級公路的檢測。精密水準儀法和手推式斷面儀法檢測速度慢，不適合較大規(guī)模的路面檢測活動，通常用于公路管理部門對其它相關(guān)儀器進行標定。連續(xù)式平整度儀法操作簡單，同時結(jié)果符合《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準( 土建工程) 》( JTG F/1 －2004) 的相關(guān)規(guī)定，它的局限性是無法在已有較多坑槽，破損嚴重的路面上進行檢測。車載式激光平整度檢測儀法檢測速度快，得到的數(shù)據(jù)也較可靠，以前由于依賴進口且價格昂貴無法全面推廣，目前已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)，在國內(nèi)市場正在不斷的推廣。
2 路面彎沉檢測技術(shù)
路面強度檢測主要破損試驗檢測和無破損試驗兩大類。破損類檢測是通過在公路路面各結(jié)構(gòu)層內(nèi)鉆取試樣后，物理和機械性能，通過試驗分析，以確定所需的參數(shù)，就可以計算出路面承載能力結(jié)構(gòu)。進行無破損類路面檢測則不需要破損路面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層，可以采用路面彎沉檢測技術(shù)來估算路面的結(jié)構(gòu)強度。衡量公路路面強度的一項重要指標是路面彎沉。路面彎沉檢測技術(shù)經(jīng)歷了靜態(tài)彎沉測量、穩(wěn)態(tài)彎沉測量和脈沖動力彎沉測量這三個發(fā)展階段。在靜態(tài)彎沉測量階段使用最多的是貝克曼梁式彎沉儀。但是這種儀器有一定的局限性，只可以檢測單點最大彎沉值，而沒辦法模擬在實際路況中的汽車荷載的工況。進行穩(wěn)態(tài)彎沉測量的儀器最具有代表性的設(shè)備是動力彎沉儀，但是它也有一定的缺陷，對應(yīng)力敏感材料有影響且存在自重靜力頂載。進行脈沖動力彎沉測量主要用的是落錘式彎沉儀，該儀器能夠很好的模擬車輛荷載作用的加載系統(tǒng)，同時能夠通過數(shù)字化信息技術(shù)進行多級加荷，然后通過計算機來進行數(shù)據(jù)采集和分析。在進行公路路面彎沉檢測時具有精度高、速度快和自動化水平高等優(yōu)勢，在大規(guī)模的公路路面彎沉檢測工程中特別適用。綜上可知目前工程上常用的彎沉檢測儀器有貝克曼梁彎沉儀、自動彎沉儀、穩(wěn)定動彎沉儀、脈沖彎沉儀四種。前兩種能夠測得公路表面的最大彎沉儀值，是一種靜態(tài)測定; 后兩種能夠測得公路表面的最大彎沉值和彎沉盆，是一種動態(tài)測定。
3 路面抗滑性能檢測技術(shù)
公路路面抗滑性能直接影響路面使用性能和道路行車安全，是路面檢測的重要指標，一般通過構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)來反映。在早期進行路面抗滑性能檢測的方法主要是構(gòu)造深度測試法和擺式儀法，我國目前應(yīng)用最廣泛路面抗滑性能檢測的儀器是擺式摩擦系數(shù)儀。但是擺式摩擦系數(shù)儀已經(jīng)無法適應(yīng)我國高速公路工程的發(fā)展需要，主要問題是人工選點隨機性大、精確性較低、測速較慢，此外該測試方法對交通的影響較大，有一定的安全隱患。
歐美國家使用的是較為先進的路面抗滑性能檢測儀器有剎車式摩擦系數(shù)測試儀和不完全剎車式摩擦系數(shù)測試儀。這兩類路面抗滑性能檢測儀器在國內(nèi)的應(yīng)用推廣過程中主要存在以下幾個問題。( 1) 檢測儀器價格昂貴。進口的檢測儀器的價格非常高，如果能實現(xiàn)國產(chǎn)化對這類先進儀器的推廣有很大的推動作用。同時也可以考察其他類型的自動測試儀在我國應(yīng)用可行性。( 2) 公路管理部門對路面抗滑能力的檢測不夠重視。
4 路面厚度檢測技術(shù)
高速公路路面的厚度檢測可以采用一種高速檢測雷達設(shè)備來進行，幾百公里的公路路面厚度信息的采集只需要一天時間。表1 為路面雷達測試系統(tǒng)主要指標。當裝備了探地雷達的檢測車以一定的車速行駛在高速公路時，探地雷達就會向地面不斷地發(fā)射能在極短時間內(nèi)穿透路面的電磁脈沖。然后無線接收機會接收脈沖反射波時，這些脈沖反射波能夠反映出其返回時間的長短。當路面結(jié)構(gòu)變化時就產(chǎn)生出不連續(xù)電介質(zhì)常數(shù)的突變，這些信息都可以通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行記錄。通過分析這些檢測到的各個路面的波速和電介質(zhì)常數(shù)數(shù)據(jù)，能夠計算出公路路面結(jié)構(gòu)層的路面含水量、路面厚度，甚至是路面損壞部位和損傷程度。探地雷達不僅可以應(yīng)用于高速公路路面厚度的檢測工作，還能夠檢測路面裂縫、脫空以及空洞等缺陷。
目前路面厚度檢測主要存在以下幾類問題: 自動化檢測設(shè)備價格昂貴，很多科研單位限于資金問題尚沒有購買，或僅有一、兩種; 大部分用戶單位缺乏進行深層次開發(fā)的能力和人員; 科研單位的研究成果在系統(tǒng)化、集成化和市場化上不夠，因此難以推廣。
5 路面檢測注意事項
在進行公路路面檢測過程中還需要注意路面沉降、裂縫、車轍痕跡等相關(guān)問題。檢測過程中必須有保護公路路面的意識，防止由于路面檢測而產(chǎn)生再次破壞的問題，通過無損檢測和抽樣檢測能夠降低檢測過程中由人為因素帶來破壞。對路面的檢測是維護其正常運營的重要措施，在檢測的過程中應(yīng)該盡可能的減少對交通帶來的影響，同時檢測分析結(jié)果在維護加固路面施工時，可為選擇方案和合理設(shè)計提供依據(jù)。如果路面出現(xiàn)沉降、裂紋、彎曲等問題，應(yīng)該綜合研究其成因并評估破損程度，采取必要的工程措施進行維修加固，保障公路順利運營。
6 結(jié)束語
路面檢測技術(shù)發(fā)展趨勢是由人工檢測向自動化檢測發(fā)展，由低速檢測向高速檢測發(fā)展，由破損類檢測向無破損檢測發(fā)展。提高公路路面檢測技術(shù)不僅能夠給公路的設(shè)計和施工提供更可靠的分析數(shù)據(jù)，還能夠使路面養(yǎng)護的措施更科學(xué)合理，對維護公路交通網(wǎng)的正常運營，保證經(jīng)濟健康發(fā)展具有十分積極的意義。
