淺談瀝青混凝土路面檢測(cè)新技術(shù)
2012-02-01 來(lái)源：中國(guó)論文網(wǎng)
1、路面承載能力檢測(cè)
路面承載能力的檢測(cè)是得出路面的彎沉。路面彎沉檢測(cè)是我國(guó)柔性路面強(qiáng)度測(cè)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(cè)法有以下幾種:
1.1激光彎沉測(cè)定儀法。在測(cè)定時(shí)。將測(cè)定儀固定在路面上汽車的后輪隙中。利用汽車駛離被測(cè)點(diǎn)時(shí)路面回彈,帶動(dòng)原固定于地面上的硅光電池測(cè)頭向上升起,使激光器發(fā)出的激光束通過(guò)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(lái)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(jiǎn)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(cè)定儀依靠光線作為臂長(zhǎng),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(cè)。
1.2自動(dòng)彎沉測(cè)定儀法。該測(cè)定儀在檢測(cè)路段上在牽引車的作用下以一定的速度行駛,將測(cè)定儀的彎沉測(cè)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(guò)測(cè)頭時(shí),彎沉通過(guò)位移傳感器等裝置被自動(dòng)記錄下來(lái)。這時(shí),測(cè)定梁被拖動(dòng),以二倍的牽引車速度拖到下一測(cè)點(diǎn)。周而復(fù)始地向前連續(xù)測(cè)定。通過(guò)計(jì)算機(jī)可輸出路段彎沉檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。整個(gè)測(cè)定是在測(cè)定車連續(xù)行駛的情況下進(jìn)行的。它可對(duì)路面進(jìn)行高密集點(diǎn)的強(qiáng)度測(cè)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(guò)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(guò)分布:距測(cè)點(diǎn)不同距離的傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面的變形,記錄系統(tǒng)將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。得到路而測(cè)點(diǎn)彎沉缸。FWD測(cè)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(cè)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(wú)損檢測(cè)設(shè)備。
2、路面平整度檢測(cè)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(cè)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(cè)試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類測(cè)定路表凹凸情況,反應(yīng)類測(cè)定路表不平整程度。平整度、車轍和裂縫是評(píng)價(jià)路面質(zhì)量最重要的三個(gè)參數(shù)。平整度檢測(cè)貫穿于路面施工質(zhì)量檢測(cè)、評(píng)定、驗(yàn)收及運(yùn)營(yíng)期路面質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)節(jié),其檢測(cè)設(shè)備、原理和方法多種多樣,檢測(cè)結(jié)果因檢測(cè)設(shè)備不同而有較大差異。車載式顛簸累積儀必須通過(guò)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的良好保養(yǎng)和檢測(cè)時(shí)嚴(yán)格控制車速來(lái)保持測(cè)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(cè)值小;車速越高,VBI測(cè)值越大。
2.1連續(xù)式平整度儀。測(cè)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(cè)量小輪上下擺動(dòng),并帶動(dòng)位移傳感器的測(cè)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(lái)確定路面平整度。
采用該類測(cè)定儀靈活性較大,既可人拖,也可車?yán)?但測(cè)試效率較低（檢測(cè)速度≤12km/h）該方法適用于測(cè)定路表面的平整度,評(píng)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(cè)定。
2.2激光路面平整度測(cè)定儀。激光路面平整度測(cè)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(cè)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(cè)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(guò)測(cè)試激光束反射回讀數(shù)器的角度來(lái)測(cè)試路面,這個(gè)距離信號(hào)同測(cè)試車上裝的加速度計(jì)信號(hào)進(jìn)行互差,消除測(cè)試車自身的顛簸,輸出路面真實(shí)斷面信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)將來(lái)自激光傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并記錄下來(lái)。隨著汽車的行進(jìn),每隔一定間距,采集一次數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),可顯示打印國(guó)際平整度指數(shù)等平整度檢測(cè)結(jié)果。該類測(cè)定儀是一種與路面無(wú)接觸的測(cè)量?jī)x器,測(cè)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(cè)量,因此該測(cè)定儀有著廣闊的應(yīng)用前景。
2.3車載式顛簸累積儀。測(cè)定時(shí)測(cè)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(guò)機(jī)械傳感器可測(cè)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(shuō)明路面平整度越差。車載式顛簸累積儀測(cè)定路面平整度速度快,價(jià)格低廉,操作簡(jiǎn)便?？捎闷錂z測(cè)的結(jié)果評(píng)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(cè)新技術(shù)
路面在使用過(guò)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(cè),對(duì)于瀝青路面養(yǎng)護(hù)具有重要意義。
3.1攝像測(cè)量法。攝像檢測(cè)技術(shù)的基本原理是將安裝在測(cè)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(chǎng)或室內(nèi)快速處理成數(shù)據(jù)的一種檢測(cè)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(cè)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(wú)線接收機(jī)接收,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄返回時(shí)問(wèn)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(cè)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(cè)瀝青路面厚度,路面脫空、裂縫、陷落、空澗等病害。其檢測(cè)速度可達(dá)80km/h以上,最大探測(cè)深度大于60cm。目前在公路無(wú)損檢測(cè)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(cè)
抗滑能力主要是指路面摩擦系數(shù)。在檢測(cè)方法上主要有早期英國(guó)的擺式摩擦儀（靜態(tài)、單點(diǎn)檢測(cè)）和現(xiàn)今制動(dòng)測(cè)距（動(dòng)態(tài)、連續(xù)檢測(cè)）的方法。在研究方面目前集中在檢測(cè)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(cè)已成為當(dāng)今國(guó)際上的主流,但在制造上有較大的難度。同時(shí)檢測(cè)時(shí),由于要對(duì)檢測(cè)輪進(jìn)行完全制動(dòng),其檢測(cè)費(fèi)用較高。國(guó)際上檢測(cè)手段較發(fā)達(dá)的國(guó)家有瑞典和美國(guó)等。另一種新的檢測(cè)方法是測(cè)定檢測(cè)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(guó)際上有一些研究采用高分辨率的激光距離傳感器檢測(cè)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(cè)將變得更有效和低價(jià)。我國(guó)目前采用的主要檢測(cè)手段仍為擺式摩擦儀。由于是靜態(tài)單點(diǎn)抽樣檢測(cè),其效率和可靠性無(wú)法滿足公路管理的需要。今后需開展此方面的檢測(cè)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(cè)。另外,我國(guó)養(yǎng)護(hù)規(guī)范對(duì)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(píng)價(jià)指標(biāo),但對(duì)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(píng)價(jià)體系的研究,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),獲得大量數(shù)據(jù),完善檢測(cè)規(guī)范,建立新的指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法。
從目前國(guó)內(nèi)公路檢測(cè)技術(shù)情況看,應(yīng)該盡快組織力量,投入資金,并在國(guó)內(nèi)外已有成果基礎(chǔ)上,從公路快速檢測(cè)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(cè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究,發(fā)展我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的路面快速檢測(cè)技術(shù),提升我國(guó)路面檢測(cè)技術(shù)的規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)我國(guó)路面檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用及實(shí)施,對(duì)于全面提高我國(guó)公路的管養(yǎng)水平,進(jìn)而全面提高我國(guó)公路工程質(zhì)量,具有重要意義。
