高速公路施工阶段路面检测技术综述
2015-06-01
引言
随着时代的不断进步，公路作为城市交通网中的重要枢纽，直接影响到城市交通的便捷性，因此公路工程应该保证其良好的耐久性、稳定性以及较高的服务水平，对公路实施预防性养护必不可少。公路路面检测是实施预防性养护的前提条件。每投入1元预防性养护资金可节约3～10元改正性养护资金，使得路面始终保持在可接受的性能水平之上。路面的检测是高速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、建立高速公路检测系统的必要性
1、存在的问题
1.1高速公路的检测缺少完整的、系统的资料，因而对事故的发展缺乏预见性。
1.2养护检测运行机制落后，重建轻养思想严重，不重视科技进步，对养护检测资金投入不足。
1.3缺乏养护检测和处理过程管理技术档案，对公路的竣工资料、养护检测记录等未能实现有效的电子资料档案管理，无法实现即查即用。
2、必要性
2.1建立高速公路全生命周期基础数据中心，可对高速公路的设计结构、施工材料、通车时间和进行各种基础养护的数据记录和保存;
2.2改善高速公路数据采集影响道路正常交通、操作危险性大的作业方式，统一数据采集格式和要求，大大提高工作效率和基础数据采集的准确性;
2.3可解决高速公路路面资料完整保存、查询和调用困难的局面，统一了数据的管理，并便于数据的实时更新;
2.4可针对病害建立生命周期模型，实现对高速公路路面病害发展全过程的跟踪、检测，因地制宜地制定养护方案;
2.5规范高速公路公路技术人员的日常工作，培养技术人员对数字化检测技术的认知，形成良好的信息化工作习惯。
二、路面抗滑性能检测
高速公路道路表面应有适应的抗滑力，以确保安全行车。若高速公路道路表面抗滑力不够，汽车启动后就会发生空轮打转情况；汽车在弯道上转弯时，就会产生漂移现象，易发生事故；速度较决行驶紧急刹车时，刹车距离就会增长。以上几种现象都非常容易导致交通事故的发生，经过调查分析，绝大部分交通事故的发生都是由于路面抗滑力不足所导致的。所以，对于高速公路道路表面来说，抗滑力性能的检测结果是一项非常重要的质量评定指标。抗滑陛能的常用测试方法有：摆式仪法、激光构造深度仪法和横向抗滑系数测试车。
1、摆式仪法
摆式仪法的工作原理是当摆式仪的摆锤从任意高度自由滑落时，摆锤下面加装的橡胶滑块就会接触到试验道路表面。由于摆锤的势能由于二者之间的接触摩擦而损耗，因此，回摆的摆锤只能小于之前摆锤下落的高度。那么，试验路段表面摩擦阻力越小，摆锤回摆时的高度就越大，说明摆锤的摆值也就小。摆式仪法检测前随机选择试验路段，记录测试点所在试验路段的横截面位置，将检验仪器放在测试试验点，开机运行，使摆锤自由滑过已洒水的路面，指针即可对应指出试验路段表面的摆值。在同一试验路段，重复多次测量后取其平均值作为该测试点试验路段表面的抗滑值。通过摆式仪法可以测定出柔性沥青道路表面以及刚性水泥混凝土道路表面的抗滑值，同时可以评定出上述两种路面在道路湿滑的情况下的抗滑能力。
2、激光构造深度仪法
利用激光测距原理量测深度变化(同激光平整度仪)。激光构造深度仪检测速度可以达到5km／h，即人的步行速度。该仪器测试法具有仪器运输方便、操作快捷，试验结果可靠性好，试验造价低廉的优。
3、横向抗滑系数测试车
横向抗滑系数测试车的工作原理：在测试车上加装两个试验轮胎，通过调整它们的角度，使测试车在行驶时有一定角度的偏转。测试车在潮湿的试验路段以一定速度行驶时，加装的试验轮胎会受到侧向摩擦阻力作用，用此摩擦阻力的数值除以试验轮胎的载重得到的数值，即为试验路段的横向力系数。横向力系数越大，说明路面抗滑能力越强。
三、路面弯沉检测技术
进行路面强度的检测主要有破损试验和无破损试验两大类。进行破损类检测是通过在公路路面各结构层内钻取试样后，通过试验进行物理力学性状的分析，以此来确定所需要的计算参数，然后就可以计算路面的结构承载能力。进行无破损类路面检测则不需要破损路面结构的结构层，可以采用路面弯沉检测技术来估算路面的结构强度。衡量公路路面强度的一项重要指标是路面弯沉。路面弯沉检测技术经历了静态弯沉测量、稳态弯沉测量和脉冲动力弯沉测量这三个发展阶段。在静态弯沉测量阶段使用最多的是贝克曼梁式弯沉仪。但是这种仪器有一定的局限性，只可以检测单点最大弯沉值，而没办法模拟在实际路况中的汽车荷载的工况。进行稳态弯沉测量的仪器最具有代表性的设备是动力弯沉仪，但是它也有一定的缺陷，对应力敏感材料有影响且存在自重静力顶载。进行脉冲动力弯沉测量主要用的是落锤式弯沉仪，该仪器能够很好的模拟车辆荷载作用的加载系统，同时能够通过数字化信息技术进行多级加荷，然后通过计算机来进行数据采集和分析。在进行公路路面弯沉检测时具有精度高、速度快和自动化水平高等优势，在大规模的公路路面弯沉检测工程中特别适用。综上可知目前工程上常用的弯沉检测仪器有贝克曼梁弯沉仪、自动弯沉仪、稳定动弯沉仪、脉冲弯沉仪四种。前两种能够测得公路表面的最大弯沉仪值，是一种静态测定;后两种能够测得公路表面的最大弯沉值和弯沉盆，是一种动态测定。
路面平整度检测技术
路面平整度是路面评价及路面施工验收中的—个重要指标，主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性。当路面纵断面剖面曲线相对平滑时，则表示路面相对平整，或平整度相对好，反之则表示平整度相对差。好的路面则要求路面平整度也要好。平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类
1、车载式颠簸累积仪
车载式颠簸累积仪的工作原理是测试车在所需检测的路面以一定速度行驶时，测试车后轴与车厢之间的单向位移累积值V BI表示路面的平整度，以cm／km为{寸量单位。V BI值越小，说明路面平整度越好。该测试方法具有测试速度快、仪器价格低廉和操作简便的特点。
2、激光路面平整度测定仪
激光路面平整度测定仪是一台具有先进的数据采集和处理功能的由激光传感器、加速度计以及陀螺仪组成的测定车。测量仪器随着测定车的行进，按照设定的时间间隔采集数据，通过数据分析系统，将平整度检测结果记录和保存。该测量仪器与路面无接触，检测精度高速度快，而且同时可以对路面纵断面、横坡、车辙等进行测量，因此该测定仪在公路检测领域具有广阔的应用前景。
结束语
路面检测技术发展趋势是由人工检测向自动化检测发展，由低速检测向高速检测发展，由破损类检测向无破损检测发展。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，对维护公路交通网的正常运营，保证经济健康发展具有十分积极的意义。
