淺談瀝青混凝土路面檢測新技術(shù)
2012-02-01 來源：中國論文網(wǎng)
1、路面承載能力檢測
路面承載能力的檢測是得出路面的彎沉。路面彎沉檢測是我國柔性路面強(qiáng)度測量的一項(xiàng)主要指標(biāo)。路面彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形或垂直回彈變形值。新的檢測法有以下幾種:
1.1激光彎沉測定儀法。在測定時(shí)。將測定儀固定在路面上汽車的后輪隙中。利用汽車駛離被測點(diǎn)時(shí)路面回彈,帶動(dòng)原固定于地面上的硅光電池測頭向上升起,使激光器發(fā)出的激光束通過進(jìn)光射到硅光電池上產(chǎn)生光電流。并根據(jù)光電流的大小來計(jì)算路面回彈變形的數(shù)值,即路面回彈彎沉值。這種彎沉儀操作簡易、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、體積小、質(zhì)量輕、造價(jià)低且容易研制,另由于該測定儀依靠光線作為臂長,可以射得很遠(yuǎn)。加上激光發(fā)射角窄,光點(diǎn)小而紅亮,10m之遠(yuǎn)仍能清晰可見,可用于剛性路面彎沉檢測。
1.2自動(dòng)彎沉測定儀法。該測定儀在檢測路段上在牽引車的作用下以一定的速度行駛,將測定儀的彎沉測定梁放在車輛底盤的前端并支于地面保持不動(dòng),當(dāng)后軸雙輪隙通過測頭時(shí),彎沉通過位移傳感器等裝置被自動(dòng)記錄下來。這時(shí),測定梁被拖動(dòng),以二倍的牽引車速度拖到下一測點(diǎn)。周而復(fù)始地向前連續(xù)測定。通過計(jì)算機(jī)可輸出路段彎沉檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果。整個(gè)測定是在測定車連續(xù)行駛的情況下進(jìn)行的。它可對路面進(jìn)行高密集點(diǎn)的強(qiáng)度測量,適用于路面施工質(zhì)量控制、驗(yàn)收和路面養(yǎng)護(hù)管理。
1.3落錘式彎沉儀（FWD）法。FWD是通過計(jì)算機(jī)控制下的液壓系統(tǒng)啟動(dòng)落錘裝援,使一定質(zhì)的重錘從一定高度自由落下,沖擊力作用于承載板上并傳到路面,導(dǎo)致路面產(chǎn)生彎沉,通過分布:距測點(diǎn)不同距離的傳感器檢測結(jié)構(gòu)層表面的變形,記錄系統(tǒng)將信號輸入計(jì)算機(jī)。得到路而測點(diǎn)彎沉缸。FWD測量是計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù),進(jìn)度快,精度高。檢測最大速度可達(dá)80km/h,內(nèi)置式落錘彎沉儀的牽引速度可大于100km/h,該方法足一種很理想的動(dòng)態(tài)無損檢測設(shè)備。
2、路面平整度檢測技術(shù)
路面平整度可定義為路面表面誘使行使車輛出現(xiàn)振動(dòng)的高程變化,它是路面使用性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此平整度的檢測是路面施工和養(yǎng)護(hù)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。平整度的測試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類測定路表凹凸情況,反應(yīng)類測定路表不平整程度。平整度、車轍和裂縫是評價(jià)路面質(zhì)量最重要的三個(gè)參數(shù)。平整度檢測貫穿于路面施工質(zhì)量檢測、評定、驗(yàn)收及運(yùn)營期路面質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié),其檢測設(shè)備、原理和方法多種多樣,檢測結(jié)果因檢測設(shè)備不同而有較大差異。車載式顛簸累積儀必須通過對機(jī)械系統(tǒng)的良好保養(yǎng)和檢測時(shí)嚴(yán)格控制車速來保持測定結(jié)果的穩(wěn)定性,需經(jīng)常進(jìn)行標(biāo)定,減振性能好,則VBI測值小;車速越高,VBI測值越大。
2.1連續(xù)式平整度儀。測量時(shí)由人或車?yán)瓌?dòng)該儀器前進(jìn),由于路面不平引起測量小輪上下擺動(dòng),并帶動(dòng)位移傳感器的測桿在傳感器的小孔槽里上下滑動(dòng)。這樣就可以根據(jù)傳感器輸出的電位的正負(fù)及其大小來確定路面平整度。
采用該類測定儀靈活性較大,既可人拖,也可車?yán)?但測試效率較低（檢測速度≤12km/h）該方法適用于測定路表面的平整度,評定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量,但不適用于在已有較多坑槽、破壞嚴(yán)重的路面上測定。
2.2激光路面平整度測定儀。激光路面平整度測定儀是一臺(tái)裝備有激光傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀的測定車,它同時(shí)具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。工作是測試車以一定的速度在路面上行使,固定在汽車底盤上的一排激光傳感器通過測試激光束反射回讀數(shù)器的角度來測試路面,這個(gè)距離信號同測試車上裝的加速度計(jì)信號進(jìn)行互差,消除測試車自身的顛簸,輸出路面真實(shí)斷面信號。信號處理系統(tǒng)將來自激光傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并記錄下來。隨著汽車的行進(jìn),每隔一定間距,采集一次數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),可顯示打印國際平整度指數(shù)等平整度檢測結(jié)果。該類測定儀是一種與路面無接觸的測量儀器,測試速度快,精度高。同時(shí)還可以進(jìn)行路面縱斷面、橫坡、車轍等測量,因此該測定儀有著廣闊的應(yīng)用前景。
2.3車載式顛簸累積儀。測定時(shí)測試車以一定的速度在路面上行使,路面的凹凸不平引起汽車的激振,通過機(jī)械傳感器可測量后軸同車廂之間的單向位移累積值VBI,以cm/km計(jì)。VBI越大,說明路面平整度越差。車載式顛簸累積儀測定路面平整度速度快,價(jià)格低廉,操作簡便?？捎闷錂z測的結(jié)果評定路面的施工質(zhì)量和使用期的舒適性。
3、瀝青路面損壞狀況檢測新技術(shù)
路面在使用過程中常發(fā)生各種各樣的損害。損害不但影響路面的結(jié)構(gòu)使用性能和結(jié)構(gòu)承載力,也會(huì)影響到路面使用性能。因此,瀝青路面損壞狀況檢測,對于瀝青路面養(yǎng)護(hù)具有重要意義。
3.1攝像測量法。攝像檢測技術(shù)的基本原理是將安裝在測定汽車上的特種快速或高速攝像機(jī)按一定速度與一定攝像角度,將路面上所指定的各種病害錄入攝像帶,然后在現(xiàn)場或室內(nèi)快速處理成數(shù)據(jù)的一種檢測技術(shù)。該方法先進(jìn)性,成本低,會(huì)成為今后一段時(shí)間內(nèi)的路面損壞檢測的主要手段。
3.2探地雷達(dá)。裝有探地雷達(dá)的車在路上以一定的速度行駛時(shí),探地雷達(dá)發(fā)射電磁脈沖,并在較短時(shí)間內(nèi)穿透路面,脈沖反射波被無線接收機(jī)接收,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄返回時(shí)問和路面結(jié)構(gòu)中的不連續(xù)電介質(zhì)常數(shù)的突變情況。路面各結(jié)構(gòu)層材料的電介質(zhì)常數(shù)明顯不同,因此,電介質(zhì)常數(shù)突變處,也就足兩結(jié)構(gòu)層的界面。根據(jù)測知的各種路面材料的電介質(zhì)常數(shù)及波速,則可計(jì)算路面各結(jié)構(gòu)層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。探地雷達(dá)檢測瀝青路面厚度,路面脫空、裂縫、陷落、空澗等病害。其檢測速度可達(dá)80km/h以上,最大探測深度大于60cm。目前在公路無損檢測方面,探地雷達(dá)已取得了較好的效果,而且還有更為廣闊的應(yīng)用前景。
4、路面抗滑能力檢測
抗滑能力主要是指路面摩擦系數(shù)。在檢測方法上主要有早期英國的擺式摩擦儀（靜態(tài)、單點(diǎn)檢測）和現(xiàn)今制動(dòng)測距（動(dòng)態(tài)、連續(xù)檢測）的方法。在研究方面目前集中在檢測手段（主要是動(dòng)態(tài)連續(xù)式）的可靠性、應(yīng)用指標(biāo)及指標(biāo)體系的研究。動(dòng)態(tài)連續(xù)式檢測已成為當(dāng)今國際上的主流,但在制造上有較大的難度。同時(shí)檢測時(shí),由于要對檢測輪進(jìn)行完全制動(dòng),其檢測費(fèi)用較高。國際上檢測手段較發(fā)達(dá)的國家有瑞典和美國等。另一種新的檢測方法是測定檢測車全剎車時(shí)的最大減速度一些研究成果表明,此最大減速度與路面摩擦系數(shù)有較好的相關(guān)性。近幾年國際上有一些研究采用高分辨率的激光距離傳感器檢測路面的微觀特征,并研究其綜合定量指標(biāo)與路面摩擦系數(shù)的相關(guān)性。若這一種新的方法得以認(rèn)可,路面摩擦系數(shù)的快速檢測將變得更有效和低價(jià)。我國目前采用的主要檢測手段仍為擺式摩擦儀。由于是靜態(tài)單點(diǎn)抽樣檢測,其效率和可靠性無法滿足公路管理的需要。今后需開展此方面的檢測技術(shù)的研究,重點(diǎn)應(yīng)集中在采用何種技術(shù)以實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)的檢測。另外,我國養(yǎng)護(hù)規(guī)范對瀝青路面的抗滑性能提出了擺值、構(gòu)造深度、橫向力系數(shù)等幾種評價(jià)指標(biāo),但對于這些指標(biāo)之間的相互關(guān)系缺乏系統(tǒng)的分析,因此,還需進(jìn)行指標(biāo)評價(jià)體系的研究,通過現(xiàn)場試驗(yàn),獲得大量數(shù)據(jù),完善檢測規(guī)范,建立新的指標(biāo)體系和評價(jià)方法。
從目前國內(nèi)公路檢測技術(shù)情況看,應(yīng)該盡快組織力量,投入資金,并在國內(nèi)外已有成果基礎(chǔ)上,從公路快速檢測設(shè)備、技術(shù)以及養(yǎng)護(hù)新材料、新方法、新工藝等方面,深入系統(tǒng)地開展瀝青路面快速檢測與養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究,發(fā)展我國自主知識產(chǎn)權(quán)的路面快速檢測技術(shù),提升我國路面檢測技術(shù)的規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)我國路面檢測技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用及實(shí)施,對于全面提高我國公路的管養(yǎng)水平,進(jìn)而全面提高我國公路工程質(zhì)量,具有重要意義。
