关于公路路面检测的探讨
2015-03-20
引言
公路基础设施建设是我国国民经济发展的基础，也是公路运输能力提升的关键环节。随着时代的不断进步，交通事业的快速发展，我国公路质量及公路网络的建设与完善有了更高的要求。因此，路面的检测是公路进行维护和正常运营的重要保障，深入研究公路路面检测的问题具有非常重要的意义。
一、路面平整度检测
1、激光路面平整度测定仪法
激光路面平整度测定仪是利用激光的光时差原理来测定路面的平整度的。它除了有激光传感、陀螺仪测定和加速度计算的功能外，还具有先进的数据采集和处理功能。激光传感器固定在汽车底盘上，当车在路面上匀速行驶时，它通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，获得距离信号，然后把它同测试车上的加速度计信号进行互差，排除测试车本身的颠簸，从而输出反映路面平整度的断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。可以随着汽车的行进，每隔一定间距采集一次数据。通过数据分析系统，可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。
激光路面平整度测定仪是一种与路面无接触的测量仪器，它操作简单方便、测速快、精度高、检测数据无需换算，一次检测就能得到平整度、纵坡、横坡、车辙、构造深度等多种检测数据，大大提升了测量的效率，特别适用于公路大规模的检测，因此该测定仪在公路检测领域具有广阔的应用前景。
2、连续式平整度仪法
使用连续式平整度仪进行测量时，由操作人员或车辆带动着仪器前进，通过测量小轮的上下摆动引起的位移传感器测杆在小孔槽里的上下滑动所输出的电位的正负及其大小，确定所行走路面的平整度。连续式平整度仪的独特灵敏性能，可以实现路面的全方位检测。 但是其机械配置庞大而笨重，检测效率低、速度慢。 该仪器主要适用于比较平整的路况，对坡度较大的路面检测数据不精准，在多坑槽或严重破坏的路段，测定的误差较大，此法不宜采用。
3、车载式颠簸累积仪法
用车载式颠簸累积仪测定时，测试车在路面上以一定的速度行使，由于路面的凹凸不平引起汽车的激振，这样可以通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值 VBI，以 cm/km 计。 VBI 越大，说明路面平整度越差。
车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快，操作简便，而且价格低廉，检测的结果可以评定使用期的舒适性和路面的施工质量，但是检测结果精度不高。影响检测结果的因素繁多，如载车行驶速度、轮胎状况、车内载物变化、承载车减震器性能等。另外，颠簸累积仪主要是检测车体对路面的动态响应，而不是检测路面纵断面剖面，因此无法直接得到 IRI 值，需要进行换算。
二、路面抗滑性能检测
1、刹车式和不完全刹车式摩擦系数测试仪法
刹车式和不完全刹车式摩擦系数测试仪均是自动化路面抗滑能力检测设备。在行驶过程中，刹车式摩擦系数测试仪每间隔指定的距离对测试轮进行自动刹车。在刹车期间，测试轮在路面上滑动，可以根据传感器所记录的力，计算出制动力系数。不完全刹车式摩擦系数测试仪的测试轮和行驶轮之间用不等直径的同轴齿轮和链条连接，使测试轮的滚动线速度比行驶轮的小，在正常测试时呈现连滚带滑的运动状态，根据力传感器记录的数据即可计算路面摩擦系数。
刹车式和不完全刹车式摩擦系数测试仪以动态连续式检测已成为当今国际上的主流，但在制造上有较大的难度，同时，由于检测时要对检测轮进行完全或者不完全制动，其检测费用比较高。
2、构造深度测试法
路面构造深度是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度，主要用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性。采用人工铺砂法测定构造深度时，将已知体积的砂，摊铺在所要测试路表的测点上，量取摊平覆盖的面积，砂的体积与所覆盖平均面积的比值，即为构造深度。尽管其方法简便，但人为误差太大，缺乏实际操作标准，这一情况已不能满足我国道路部门测试的需要。
3、横向力系数检测车法
横向力系数检测车法是由装载车、数据采集处理系统、测试机构、供水系统及附属部分组成。在测试车按照一定的速度向前行驶时，测量机构的前端由供水系统洒下一条宽度适当的湿润水带，在路表形成一定厚度的水膜。当有一定配重的测试轮接触到地面时，测试机构就要受到轴向方向的横向力，用拉力传感器检测后输出力的信号来计算机采集系统处理，包括行车的距离信号一起采集，在计算机上作为一个测试结果的数据文件存储下来，形成测试结果。此检测方法简便，测速较高，且不影响道路交通，特别适合高速公路路面抗滑性能的检测。
4、摆式仪法
摆式仪是摆式磨擦系数测定仪的简称，由英国原道路和运输研究所发明。 它由底座、立柱、释放开关、摆头、摆、示数系统等组成，它是在一定的条件下，利用摆与路面滑动的摆值作为路面的抗滑值。
摆式仪测定抗滑性能需要人工选点，其随机性比较大，因此检测精度较低、费时费力、代表性差，而且摆值只代表了低速行车下的路面摩擦系数。
三、路面承载能力检测
1、激光弯沉测定仪法
激光弯沉测定仪主要包括激光器、光电转化测头、放大器、电桥和显示表等。 进行测试工作时，先在汽车的后轮缝隙中把测定仪固定好，当汽车逐渐驶离被测点时，路面会发生回弹，从而会使硅光电池测头升起，使得激光器发出的激光束射到硅光电池上，产生光电流，然后根据光电流的大小来计算路面回弹变形的数值。此种测量方法简单，测量设备较少，同时测量精度较高，且具有无损检测的特点，可用于刚性路面弯沉检测，目前得到比较广泛的应用。
2、落锤式弯沉仪法
落锤式弯沉仪由加载系统、位移传感器、微机操控系统、车组成。 工作原理是在计算机控制下，通过液压传动装置把一定质量的重锤提升至一定高度后自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，使路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即可测定出在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。可通过改变锤重和提升高度调整荷载的大小，其作用时间和振幅值很接近于运动着的汽车轮载。
3、自动弯沉测定仪法
其基本工作原理是仿照贝克曼梁的工作方式，以位移传感器替代百分表进行测量。 该测定仪主要固定在测量车上，测量车按照规定的速度匀速行驶，在车辆底盘的前端放上测定仪的弯沉测定梁，使其支于地，不动，当后轴双轮隙通过测头时，位移传感器等装置就会把弯沉记录下来，此刻测定梁被拖动，被以 2 倍于牵引车的速度拖到下一测点，反复地连续测定；通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。其工作特点是在公路上行驶，其过程位移由传感器全程记录，实现路面质量的动态监测。它可对柔性路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。
四、路面检测注意事项
在进行公路路面检测过程中还需要注意路面沉降、裂缝、车辙痕迹等相关问题。检测过程中必须有保护公路路面的意识，防止由于路面检测而产生再次破坏的问题，通过无损检测和抽样检测能够降低检测过程中由人为因素带来破坏。对路面的检测是维护其正常运营的重要措施，在检测的过程中应该尽可能的减少对交通带来的影响，同时检测分析结果在维护加固路面施工时，可为选择方案和合理设计提供依据。如果路面出现沉降、裂纹、弯曲等问题，应该综合研究其成因并评估破损程度，采取必要的工程措施进行维修加固，保障公路顺利运营。
结束语
综上所述，公路路面检测技术是保障公路建设质量，提高公路养护基础信息收集能力的基础。提高公路路面检测技术不仅能够给公路的设计和施工提供更可靠的分析数据，还能够使路面养护的措施更科学合理，为公路现代化建设奠定坚实基础，为公路设计施工以及路面养护提供可靠依据和技术保障，从而促进我国国民经济的健康快速发展。
