浅谈路面检测技术

浅谈路面检测技术

第8期　　　　　　　　　　　　　　北方交通 1

道　　路

浅谈路面检测技术

关博文

1

晏宇

2

刘开平

1

(1.长安大学材料科学与工程学院,西安710061;2.重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044)

摘　要:重点介绍了目前道路检测中出现的路面平整度检测、弯沉检测、,分别对这四种技术的检测仪器、检测原理和优缺点进行了阐述,。　　关键词:路面检测;平整度;弯沉;厚度;抗滑性

中图分类号:U416.03　　:B:08-0001-03

量,不少路段裂缝多,,平整度差,使用年限严重缩短,投资巨大的高速公路尚未充分发挥效益,又要耗费大量人力物力进行维修,而这些早期破坏的路面,大部分由路基路面破坏引起的,这与路基路面现有的设计施工管理检测条件是分不开的。

检测路面施工质量的方法有:平整度检测方法、弯沉检测方法、厚度检测方法和抗滑性能检测。1

八轮连续式平整度仪每隔10cm采集1次数据,每行驶100m输出一次测量的结果,来评价该路段的平整度。八轮连续式平整度仪的缺点是受测量轮的机械特性影响较大,测量车的牵引速度太低,精度也比较低。

(3)车载式颠簸累计仪测定平整度试验方法。

车载式颠簸累积仪检测路面平整度,可高效、连续地采集和显示测试路段的断面信息,作为工程质量验收评定的重要手段,特别是具有的效率高、操作简便等优点,在公路工程建设中应用将越来越广泛,特别适合长路段、公路普查或路面质量评价。

测试车以一定速度在路面上行驶,由于路面上的凹凸不平状况,引起汽车的激振,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,说明路面的平整度越差。测

路面平整度检测

路面平整度是评定路面使用品质的重要指标之

一,它既是一个路面外观指标,又是衡量路面质量及现有路面破坏程度的一个重要指标。其直接关系到行车安全以及车辆的通行能力和运营的经济性,还影响着路面的使用年限。

目前国内外平整度测试的方法和仪器较多,主要有断面类及反应类两大类,平整度主要包括纵向和横向平整度。通常由于纵向平整度对道路的使用质量影响较大,平整度指标以纵向平整度为主,主要内容有:平均调整坡度(ARS)、纵断面平整度指标、国际平整度指标(IRI)。我国现行规范中规定的平整度测试方法主要有:

(1)3m直尺测定平整度试验方法

这种方法结构简单,携带方便,但人为因素大、精度低、测量效率低。另外,3m直尺不能反映路面平整度在较长波长下的波动对乘车舒适性的影响,也就不能测量长波长的路面。

(2)连续式平整度仪测定平整度试验方法。

连续式平整度仪近年来应用普遍,是主要的竣工验收和数据采集的平整度检测设备。规范规定其不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。

试速度以32km/h为宜,不得超过40km/h。

本方法适于测定路面表面的平整度,以评定路面的施工质量和使用期的舒适度,不适用于已有较多坑槽、破损严重的路面。2

路面弯沉检测

路面弯沉检测与分析是路面承载力评价的基

础,是路面使用性能评定的重要组成部分,它不仅对检验和控制工程质量至关重要,而且决定路网养护决策的科学化水平,直接影响养护资金分配和旧路改造设计的合理性。

弯沉值的测试方法较多,目前用得最多的是贝克曼梁法,在我国已有成熟的经验,但由于其测试速度等因素的限制,各国都对快速连续或动态测定进行了研究。现在国外用得比较普遍的有法国洛克鲁瓦式自动弯沉仪,丹麦等国家发明并几经改进形成

浅谈路面检测技术

2 北方交通　　　　　　　　　　　　　　　　2008

的落锤式弯沉仪(FWD)、振动弯沉仪等。2.1自动弯沉仪

自动弯沉仪是测定路面弯沉值的高效自动化设备,可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量控制、验收及路面养护管理。自动弯沉仪的基本工作原理是采用简单的杠杆原理。测定车在检测路段以一定速度行驶,将安装在测试车前后轴之间底盘下面的弯沉测定梁放到车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来,这时,测定梁被拖动,以2倍的汽车速度拖到下一测点,周而复始地向前连续测定,弯沉仪检测弯沉时,所测得的弯沉也接近静态弯沉。自动弯沉仪测定的是总弯沉,可通过自动弯沉仪总弯沉与贝克曼梁回弹弯沉对比试验,得到两者相关关系式,换算为回弹弯沉,用于路基、路面强度评定。2.2落锤式弯沉仪

FWD(fallingweightdeflectometer)模拟行车作用的冲击荷载下的弯沉量测,计算机自动采集数据。近年来,采用FWD测定路面的动态弯沉,并可用来反算路面的回弹模量。这种设备特别适用于高等级公路路面和机场的弯沉量测和承载能力评定。

其工作原理为将测定车开到测定地点,通过计算机控制下的液压系统,启动落锤装置,使一定质量的落锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传递到路面,导致路面产生弯沉,分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号输入计算机,得到路面测点弯沉及弯沉盆。

FWD为动态弯沉检测方法该方法。测速快(每

μm),并较好地模测点约40s),精度高(分辨率为1

拟了行车荷载的动力作用,目前国际上最先进的路

面强度无损检测设备,特别是FWD能够准确测定多点弯沉,可以量测到各级荷载作用下的路表面动弯沉曲线,能够准确地反映弯沉盆的形状。FWD与贝克曼梁在弯沉测定值之间具有良好的相关关系。有可参考的相互转换的推荐公式。2.3贝克曼梁

我国路面检测技术虽然近年来发展较快,但由于起步晚,基础薄弱,其总体水平还比较落后。至今,国内仍主要依赖20世纪60年代引进的贝克曼梁。对于国内已经非常成熟的贝克曼梁法的弯沉检

测技术还占有主要市场,并在相当长的时间内仍将占主导地位。

贝克曼梁是其他弯沉测试方法的基础,测试原理简单,弯沉仪价格便宜,易于实现,但测速慢、精度低、可靠性差。为了能更简洁、有效的应用贝克曼梁法,使技术人员从繁重、枯燥的统计计算中脱离出来且使计算更加合理、规范、准确,全面合理评估道路的使用状况,为此开发了道路弯沉评估软件,该软件已广泛应用于实践中。3《》中路面厚度的,这两种方法,且破坏了原有的路面结构,由于采样频率有限,其代表值代表性偏低,并不能全面地反映工程质量。基于以上原因,急需找到一种无损、高效的路面厚度检测方法,以满足越来越多路面厚度检测的需要。目前路面厚度无损检测一般采用雷达电磁波检测法。

路面雷达测试系统检测公路面层厚度属于反射波探测法,即向地下发射一定强度的高频电磁脉冲波,电磁波在地下传播的过程中遇到不同介质分界面时,就会产生反射波,地质雷达接收并记录这些反射信息。电磁波在特定介质中的传播速度是不变的,因此根据地质雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差△T,即可据下式算出该界面的埋藏深度H,即路面厚度。公路专用地质雷达都是在行进中以电磁波扫描的方式进行的。

雷达检测法由于设备的改进、检测技术以及后处理分析软件水平的提高,使其具有以下优点:

(1)路面雷达采用空气耦合,可在高速下进行操作(速度可达60km/h),工作效率高;

(2)对路面无损伤;

(3)采样点数多(可连续采样),厚度结果的代表性强。

因此,高精度路面专用雷达(GPR)检测方法是一种高效的新型路面厚度无损检测方法。路面抗滑性能检测

路面抗滑性能的评价指标分为当前抗滑性能和抗滑耐久性两个方面。路面表面抗滑能力评价指标的测定方法及设备直接决定着评价的准确性、代表性及工作效率,也影响着路面使用性能的评价,路面4

抗滑性能是决定行车安全的重要因素之一。在1995年颁布的《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059-95)中详细规定了路面抗滑性能的各种测

浅谈路面检测技术

第8期　　　　　　　　　　　　　　关博文等:浅谈路面检测技术试方法,其中包括手工铺砂法、电动铺砂法、激光构造深度法、摆式仪法和摩擦系数测定车法。4.1摆式仪

摆式仪是英国TRRL发明并注册的一种测定路面抗滑性能的小型试验仪器。测试指标是摩擦摆值BPN。摆式仪的摆锤底面装一橡胶块,当摆锤从一

3

现已被我国用于实际摩擦系数测定工作。测试指标为横向力系数SFC。拖车上安装有两只标准试验轮胎,它们对车辆行驶方向偏转一定角度,汽车拖拉以一定速度在潮湿路面上行驶时,试验轮胎受到侧向摩阻作用,此摩阻力除以试验车上的载重,即为横向力系数。为便于对实测摩擦系数值的比较,对胎压、车轮荷载、轮胎等指标或产品都应统一规定。此方法测试速度快,用于以标准的摩擦系数测试车测定沥青或水泥混凝土路面的横向力系数。

目前,,,,通过现场试验,获得大量数据,完善检测规范,建立新的指标体系和评价方法。5结语

路面检测技术的现代化极大地提升了公路特别是高速公路的现代化水平。目前,就国内路面检测技术的发展来看,我国公路检测技术由原始的落后的人工检测逐步向先进的自动化检测技术发展,由破损类检测向无损检测技术发展,由低速度、低精度向高速度、高精度发展,已经形成了自己的一套技术体系。分析未来路面检测技术发展的方向和趋势,随着国内检测设备的需求量越来越大,用户越来越多,国产化程度越来越高,相关软件越来越完善,有理由相信公路检测事业在我国会有更好的发展。

参考文献

[1]胡霞光,国内外路面快速检测技术的现状与发展[J].中外公路,

2003(6),95-99.

[2]徐培华,陈忠达.路基路面试验检测技术[M].北京:人民交通出

定高度自由下摆时,滑块面同试验表面接触。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。表面摩擦阻力越小,回摆高度越小。由于摆式仪操作简便、价格低廉,因此其应用十分广泛。但采用摆式仪测定抗滑性能要靠人工选点,随机性大,故而其检测精度较低、代表性差、,率方面的需要。

手工铺砂法

手工铺砂反映的是路表的宏观构造深度。测试指标为构造深度TD(mm)。将已知体积的砂,摊铺在所测试路面的测试点上,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。4.2

该法最早由英国道路研究所设计,操作方便,但受人为因素影响大,重现性差,不宜于潮湿天气测定,开放交通时检测不安全,采样频率有限,其测试结果代表性偏低。

4.3激光构造深度测试法

测试指标为构造深度TD(mm)。中子源发射的许多束光线,照射到路表面的不同深度处,用200多个三极管接收返回的光束,利用二极管被点亮的时间差,算出所测试路面的构造深度。此方法测试速度,适用于测定沥青路面干燥表面的构造深度,用以评定路面抗滑及排水能力。但不适合用于较多坑槽、裂缝较多的路段。4.4摩擦系数测试车法

测试车有拖挂式、单体式两种,由苏联、日本、英国开发。过去由于其结构复杂,主要用于科研工作,

版社,2000.

[3]张贵忠,常洪.高等级公路路面平整度检测方法[J].中国科技信

息,2002,25(2):21-23.

[4]曾胜,王光明,张起森.落锤式弯沉仪在高速公路路基施工控制

中的应用研究[J].公路,2003(8):125-127.

[5]张立敏,刁传苏,徐明波.高精度雷达在路面厚度检测中的应用

[J].中外公路,2006,24(6):25-28.

SuperficialTalkingaboutPavementDetectingTechnique

Abstract　Introductioncentresondetectivetechniquesforpavementevenness,deflection,thicknessandskid-resistance,moreoverseparatelyexpoundsdetectors,detectiveprinciplesaswellasmeritsanddemeritsforthosefourdetections,alsoindicatesdeficiencyexistingintheroadtesting.

Keywords　Pavementdetecting;Evenness;Detection;Thickness;Skid-resistance

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/50rj.html