對(duì)路面檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析
2015-07-02
0 引言
隨著時(shí)代的進(jìn)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(duì)公路實(shí)行預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)是必不可少的。公路路面檢測(cè)是實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提條件。路面的檢測(cè)是高速公路進(jìn)行維護(hù)和正常運(yùn)營(yíng)的重要保障，深入研究公路路面檢測(cè)的問題具有非常重要的意義。
1 路面平整度檢測(cè)
路面平整度是衡量公路施工質(zhì)量的重要指標(biāo)，在一個(gè)規(guī)定長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，連續(xù)地或間歇地檢測(cè)表面凹凸不平的路，也就是不平整的指標(biāo)。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(huì)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(huì)增加行駛的阻力，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加振動(dòng)作用。檢測(cè)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(dòng)顛簸，測(cè)得車輛上人員的直接感受到的指標(biāo)，所以它反映的是公路路面舒適性能的指標(biāo)，國(guó)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(cè)公路路面的凹凸情況，或者通過精確測(cè)定路面高程來反映凹凸情況，國(guó)際平整度指數(shù)就是通過這個(gè)基數(shù)來建立的。
路面平整度檢測(cè)方法3米直尺法，精密水準(zhǔn)測(cè)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(cè)儀法。三米直尺法測(cè)量比較簡(jiǎn)單，容易操作，但人為因素大，多用于低等級(jí)公路的檢測(cè)。精密水準(zhǔn)儀法和手推式斷面儀法檢測(cè)速度慢，不適合較大規(guī)模的路面檢測(cè)活動(dòng)，通常用于公路管理部門對(duì)其它相關(guān)儀器進(jìn)行標(biāo)定。連續(xù)式平整度儀法操作簡(jiǎn)單，同時(shí)結(jié)果符合《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)( 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(yán)重的路面上進(jìn)行檢測(cè)。車載式激光平整度檢測(cè)儀法檢測(cè)速度快，得到的數(shù)據(jù)也較可靠，以前由于依賴進(jìn)口且價(jià)格昂貴無法全面推廣，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在不斷的推廣。
2 路面彎沉檢測(cè)技術(shù)
路面強(qiáng)度檢測(cè)主要破損試驗(yàn)檢測(cè)和無破損試驗(yàn)兩大類。破損類檢測(cè)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(jī)械性能，通過試驗(yàn)分析，以確定所需的參數(shù)，就可以計(jì)算出路面承載能力結(jié)構(gòu)。進(jìn)行無破損類路面檢測(cè)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(cè)技術(shù)來估算路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。衡量公路路面強(qiáng)度的一項(xiàng)重要指標(biāo)是路面彎沉。路面彎沉檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了靜態(tài)彎沉測(cè)量、穩(wěn)態(tài)彎沉測(cè)量和脈沖動(dòng)力彎沉測(cè)量這三個(gè)發(fā)展階段。在靜態(tài)彎沉測(cè)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(cè)單點(diǎn)最大彎沉值，而沒辦法模擬在實(shí)際路況中的汽車荷載的工況。進(jìn)行穩(wěn)態(tài)彎沉測(cè)量的儀器最具有代表性的設(shè)備是動(dòng)力彎沉儀，但是它也有一定的缺陷，對(duì)應(yīng)力敏感材料有影響且存在自重靜力頂載。進(jìn)行脈沖動(dòng)力彎沉測(cè)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(shí)能夠通過數(shù)字化信息技術(shù)進(jìn)行多級(jí)加荷，然后通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。在進(jìn)行公路路面彎沉檢測(cè)時(shí)具有精度高、速度快和自動(dòng)化水平高等優(yōu)勢(shì)，在大規(guī)模的公路路面彎沉檢測(cè)工程中特別適用。綜上可知目前工程上常用的彎沉檢測(cè)儀器有貝克曼梁彎沉儀、自動(dòng)彎沉儀、穩(wěn)定動(dòng)彎沉儀、脈沖彎沉儀四種。前兩種能夠測(cè)得公路表面的最大彎沉儀值，是一種靜態(tài)測(cè)定; 后兩種能夠測(cè)得公路表面的最大彎沉值和彎沉盆，是一種動(dòng)態(tài)測(cè)定。
3 路面抗滑性能檢測(cè)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(cè)的重要指標(biāo)，一般通過構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)來反映。在早期進(jìn)行路面抗滑性能檢測(cè)的方法主要是構(gòu)造深度測(cè)試法和擺式儀法，我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛路面抗滑性能檢測(cè)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(guó)高速公路工程的發(fā)展需要，主要問題是人工選點(diǎn)隨機(jī)性大、精確性較低、測(cè)速較慢，此外該測(cè)試方法對(duì)交通的影響較大，有一定的安全隱患。
歐美國(guó)家使用的是較為先進(jìn)的路面抗滑性能檢測(cè)儀器有剎車式摩擦系數(shù)測(cè)試儀和不完全剎車式摩擦系數(shù)測(cè)試儀。這兩類路面抗滑性能檢測(cè)儀器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用推廣過程中主要存在以下幾個(gè)問題。( 1) 檢測(cè)儀器價(jià)格昂貴。進(jìn)口的檢測(cè)儀器的價(jià)格非常高，如果能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化對(duì)這類先進(jìn)儀器的推廣有很大的推動(dòng)作用。同時(shí)也可以考察其他類型的自動(dòng)測(cè)試儀在我國(guó)應(yīng)用可行性。( 2) 公路管理部門對(duì)路面抗滑能力的檢測(cè)不夠重視。
4 路面厚度檢測(cè)技術(shù)
高速公路路面的厚度檢測(cè)可以采用一種高速檢測(cè)雷達(dá)設(shè)備來進(jìn)行，幾百公里的公路路面厚度信息的采集只需要一天時(shí)間。表1 為路面雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)主要指標(biāo)。當(dāng)裝備了探地雷達(dá)的檢測(cè)車以一定的車速行駛在高速公路時(shí)，探地雷達(dá)就會(huì)向地面不斷地發(fā)射能在極短時(shí)間內(nèi)穿透路面的電磁脈沖。然后無線接收機(jī)會(huì)接收脈沖反射波時(shí)，這些脈沖反射波能夠反映出其返回時(shí)間的長(zhǎng)短。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)變化時(shí)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(jìn)行記錄。通過分析這些檢測(cè)到的各個(gè)路面的波速和電介質(zhì)常數(shù)數(shù)據(jù)，能夠計(jì)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(dá)不僅可以應(yīng)用于高速公路路面厚度的檢測(cè)工作，還能夠檢測(cè)路面裂縫、脫空以及空洞等缺陷。
目前路面厚度檢測(cè)主要存在以下幾類問題: 自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備價(jià)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(jìn)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(chǎng)化上不夠，因此難以推廣。
5 路面檢測(cè)注意事項(xiàng)
在進(jìn)行公路路面檢測(cè)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(cè)過程中必須有保護(hù)公路路面的意識(shí)，防止由于路面檢測(cè)而產(chǎn)生再次破壞的問題，通過無損檢測(cè)和抽樣檢測(cè)能夠降低檢測(cè)過程中由人為因素帶來破壞。對(duì)路面的檢測(cè)是維護(hù)其正常運(yùn)營(yíng)的重要措施，在檢測(cè)的過程中應(yīng)該盡可能的減少對(duì)交通帶來的影響，同時(shí)檢測(cè)分析結(jié)果在維護(hù)加固路面施工時(shí)，可為選擇方案和合理設(shè)計(jì)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(píng)估破損程度，采取必要的工程措施進(jìn)行維修加固，保障公路順利運(yùn)營(yíng)。
6 結(jié)束語
路面檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是由人工檢測(cè)向自動(dòng)化檢測(cè)發(fā)展，由低速檢測(cè)向高速檢測(cè)發(fā)展，由破損類檢測(cè)向無破損檢測(cè)發(fā)展。提高公路路面檢測(cè)技術(shù)不僅能夠給公路的設(shè)計(jì)和施工提供更可靠的分析數(shù)據(jù)，還能夠使路面養(yǎng)護(hù)的措施更科學(xué)合理，對(duì)維護(hù)公路交通網(wǎng)的正常運(yùn)營(yíng)，保證經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展具有十分積極的意義。
