高速公路路面病害检测技术与分析范文

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摘要:受工程建设质量及运营过程中诸多因素影响，高速公路路面不断出现病害。这里主要对常见的高速公路路面病害检测技术进行简要论述，以期为高速公路路面养护提供参考依据。

关键词:高速公路；路面病害；检测技术

0引言

近年来，我国汽车保有量及物流业发展迅猛，使得高速公路行车荷载逐渐增加，外加上自然灾害等因素作用，导致高速公路路面在投入使用之后的较短时间内出现了不同程度的病害，最终降低高速公路的服务功能和使用性能。因此，对高速公路路面病害情况进行检测评价是非常重要的。本文对高速公路路面病害检测技术的适用范围进行研究，并对高速公路路面破损检测技术、平整度检测技术、路面抗滑能力检测技术、探地雷达技术进行简要论述。

1高速公路路面病害检测技术的选用原则

在进行高速公路路面病害检测前应对检测工程概况进行了解，并对检测技术指标进行确定，以便选择合适的检测方法和技术。检测方法选择原则有以下几点:首先，适用性原则。在选择高速公路路面病害检测技术时，应对路面状况进行充分了解，并选择合适的检测方法。其次，效率性原则。因为高速公路路面病害检测工作多数是在高速公路运营过程中进行的，因此，就需要检测人员选择高效、快速的检测方式，从而有效保护检测人员的人身安全。再次，准确性原则。在选择高速公路路面检测方法时，应选择多种方法对检测技术及检测结果进行校对及补充，使检测结果可以切实反映出路面的病害情况[1]。

2高速公路路面病害常见检测技术

2.1路面破损检测技术

高速公路路面病害主要有以下四种:变形类路面破损、松散类路面破损、其他类路面破损、裂缝类路面路基破损。其中变形类路面路基破损病害的主要形式是波浪、搓板、车辙、沉陷等，松散类路面破损病害的主要形式是松散、啃边、脱皮、麻面、坑槽等；其他类路面路基破损病害主要的形式是翻浆、冻胀、磨光、泛油等，裂缝类路面路基破损病害主要的形式是龟裂、裂缝。因为高速公路路面病害类型众多，计算方法复杂，且多数病害发生在公路运营过程中，为检测病害而封闭交通，可造成较大的经济损失。所以应利用路面损坏视频检测系统进行检测。这种检测方法集计算机、通信、摄影、测量、激光等技术于一体，综合利用GPS定位、里程编码定位、激光辅助三维测量以及数字成像等多种技术，完成对路面破损数据的自动采集处理和分析。这种方法主要是利用拍摄、测量和计算，根据路面破坏的各种类型自动计算出某一段公路的路面损坏状况指数PCI，从而直观地判断出公路路面的健康情况。这种方法可以较好地反映出路面病害程度，并且可以识别出病害所在的具体位置及病害类型，对路面的精准养护有较强的实际指导意义。

2.2平整度检测技术

路面平整度是评定路面使用质量、施工质量及现有路面破坏程度的一个重要指标。传统的3m直尺法检测效率底、精度差；连续平整度仪的机械性能对数据的精度影响较大，测试速度较低，对于通车运营的高速公路检测不适应；车载式颠簸累积仪时间稳定性差、转换性差，不能给出路面的真实断面。所以道路激光平整度检测车是针对高速公路进行平整度检测的最佳选择。激光平整度检测系统是一种基于激光技术，采用激光传感器和垂直加速度传感器组合成惯性参照路面纵断面剖面检测系统，实时检测包括短波长及长波长的路面纵断面剖面曲线（直线式检测类）。激光平整度检测系统通过激光传感器测量车辆距离路面的高度，通过传感器记录汽车在行驶中产生的振动，结合加速度传感器记录的数据进行叠加扣除，最终得到路面的纵向断面情况，经过计算机软件分析得出最终的评价指标，如国际平整度指数IRI、平整度标准差等。激光平整度检测系统和其他的检测方法相比具有检测速度快的优势，其检测速度可以达到传统检测方法的几倍甚至几十倍。激光平整度检测还大大提高了路面的检测准确性，能将检测精度提高到0.1mm，采集间距也缩短到了0.13mm，检测车速也能达到80km/h。因此，激光平整度仪在规模较大的路面如高速公路、城市道路、机场跑道等的检测中有较高的实用价值。

2.3路面抗滑能力检测技术

道路安全是道路使用者对道路的基本要求。随着交通流与车速的大幅增加，交通安全问题日渐凸显。有资料表明，路面的抗滑性能对道路安全的影响最大。因此，合理地评价路面抗滑性能意义重大。抗滑性能是表征路面的表面特性，用轮胎与路面间的摩阻系数来表示。表面特性包括路表面微观构造和宏观构造。微观构造是指集料表面的粗糙度，通常采用石料磨光值（PSV）表征。宏观构造是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度，通常由构造深度表征。微观构造在低速50km/h以下时对路表抗滑性能起决定作用，高速时主要作用的是宏观构造。路面抗滑性能测试方法可分为摩擦系数测定法（主要有摆式仪法、横向力系数测试车法）和构造深度测定法（主要有铺砂法、车载式激光构造深度仪法）等。摆式仪的主要原理是利用底面装有橡胶滑块的摆锤从一定高度自上向下摆动，当滑块面同路面接触时，由于两者间的摩擦而损耗部分能量，使摆锤只能回摆到一定高度。路面摩擦阻力越大，回摆高度越小（即摆值越大）。测试指标为摩擦摆值，用BPN表示。

其特点为定点测量，原理简单，但受人为因素影响大，检测速度较慢，只适用于一般公路或里程较短的路面抗滑性能检测。横向力系数测试车检测时，承受恒定竖向荷载的测试轮与地面紧密接触，并与车辆前进方向成20°角，这样当车辆前进时就在测试轮上产生一个横向滑动摩阻力。横向力由一个压力传感器测得,且与路面的摩擦系数成比例,横向力与竖向荷载的比值即SFC。横向力系数测试车的特点是测试速度快，横向力系数测试车轮的测试指标横向力系数可用于竣工验收或运营期评定路面抗滑能力。铺砂法被广泛用于检测路面的构造深度，其原理是将已知体积的细砂摊铺在所要测试的路表测点上，然后将砂摊成圆形，测量计算砂摊铺的面积，其与体积的比值即为构造深度TD。铺砂法检测原理简单，但受人为因素影响较大，且检测速度较慢。所以在高速公路大面积检测构造深度时，一般应采用激光构造深度仪法。激光构造深度仪的原理是将中子源发射的多束光线照射到路表面的不同深度处，并用多个二极管接收返回的光束，即可通过二极管被点亮的时间差算出所测路面的构造深度。该方法测试速度较快、精度高，且与铺砂法具有良好的相关性。

2.4探地雷达检测技术

对路面底下空洞等病害的无损检测是通过探地雷达技术来实现的，探地雷达是一种采用短脉冲宽带高频电磁波信号检测地下介质分布的新技术。根据电磁波在有耗介质中的传播特性，通过天线连续拖动的方法以宽频短脉冲的形式向地下发射高频电磁波，电磁波信号在地下介质内部传播时遇到不同介质的界面时，就会发生反射、透射，其反射系数（反射信号的强度）主要由上、下层介质的相对介电常数决定。上、下层介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大，反之则越小。反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，获得地下介质的扫描图像。通过对扫描图像进行处理,对地质雷达剖面上目标层的反射波时间延迟、波形特征、剖面的宏观和微观形态组合进行解译，达到识别地下目标物和道路结构层内缺陷的目的。探地雷达检测高效快速，对路面不造成破坏，因此可以为高速公路路面病害检测提供精准的数据支持。

3结语

路面病害及道路破损程度的检测评价为高速公路的安全运营起到至关重要的作用，因此，检测人员应该对相关检测技术进行深入研究，优化并完善高速公路路面病害检测方法。同时在高速公路路面检测过程中，检测人员应该根据高速公路实际病害情况，选择科学合理的检测方法，从而提高检测结果的准确性。

参考文献:

[1]%郭豪.高速公路路基路面病害的科学检测及预防养护[J].%%%%%山西建筑,2015(30):140-142.

作者：罗晓卿 单位：厦门合诚工程检测有限公司