筆者將基于養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)需求檢測細(xì)分為路面結(jié)構(gòu)損壞狀況檢測、結(jié)構(gòu)層力學(xué)參數(shù)檢測，以及路面幾何參數(shù)檢測，并從檢測技術(shù)、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)對比等方面，進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

01 路面結(jié)構(gòu)損壞狀況檢測

在設(shè)計(jì)路面養(yǎng)護(hù)方案之前，除了分析路面表面病害之外，必要時(shí)還需要檢測路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部損壞狀況，特別是對表面病害嚴(yán)重或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的路面，從而根據(jù)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)病害層位、類型、程度制定針對性的處置措施。路面結(jié)構(gòu)病害狀況檢測分為破壞性檢測和無損檢測兩類。

目前，我國新型檢測設(shè)備集成化程度越來越高，能夠快速、準(zhǔn)確地獲取路面評價(jià)、養(yǎng)護(hù)分析所需的各種參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)。

路面取芯、探坑法檢測

在指定位置取芯或開挖探坑獲取路面各結(jié)構(gòu)層狀況，是觀察路面結(jié)構(gòu)損害狀況最直接的檢測方法。當(dāng)采用取芯方法時(shí)，可以一次性取出多層路面結(jié)構(gòu)，觀察各結(jié)構(gòu)層材料的完整性、層間的結(jié)合性、裂縫的貫穿情況等，并記錄和拍照，所取芯樣還可以用于室內(nèi)芯樣強(qiáng)度及各類材料性能試驗(yàn)。

當(dāng)采用開挖方法時(shí)，一般使用風(fēng)鎬等工具，采用逐層長方形階梯式開挖方式，檢查路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部損壞狀況，從上往下各層開挖面積逐漸減小，直至開挖到無損壞的板體結(jié)構(gòu)。當(dāng)路面材料需回收利用時(shí)，可將開挖出的材料分類帶回實(shí)驗(yàn)室，并開展回收材料性能試驗(yàn)。取芯法和探坑法屬于破壞性試驗(yàn)，為減少路面損壞或避免留下隱患，應(yīng)盡量減少破壞性試驗(yàn)數(shù)量并積極采用無損檢測方法。

探地雷達(dá)檢測

探地雷達(dá)利用電磁波在介質(zhì)中傳播的原理來檢測介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況，電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不一樣，在介質(zhì)分界面會(huì)發(fā)生透射和反射，根據(jù)天線接收到的反射電磁波信號及相應(yīng)時(shí)長，可以推斷內(nèi)部結(jié)構(gòu)幾何形態(tài)和位置信息。雷達(dá)頻率越高，體積越小，波長越短，位置測試精度越高，可探測的距離越短；雷達(dá)頻率越低，體積越大，波長越長，位置測試精度越低，可探測的距離越長。不同頻率的探地雷達(dá)廣泛應(yīng)用于公路檢測各個(gè)領(lǐng)域，比如低頻雷達(dá)可用于隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)，探測深度達(dá)數(shù)十米；高頻率雷達(dá)可精確測量1米以內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)層厚度。

探地雷達(dá)用于路面結(jié)構(gòu)檢測時(shí)，裝有雷達(dá)的車在路面上以一定的速度行駛，通過天線發(fā)射電磁脈沖，并在較短時(shí)間內(nèi)穿透路面，由相應(yīng)接收天線接收不同介質(zhì)間界面反射波，系統(tǒng)記錄時(shí)長和路面結(jié)構(gòu)中的介電常數(shù)變化情況。根據(jù)已知的各種路面材料的介電常數(shù)及波速，可以計(jì)算路面各結(jié)構(gòu)層的界面位置、損壞位置等信息。一對天線沿行進(jìn)方向可以測得一條測線上的雷達(dá)數(shù)據(jù)，當(dāng)使用多個(gè)雷達(dá)組成雷達(dá)陣列時(shí)，通過多收多發(fā)的設(shè)置，以及不同頻率天線組合，可以測得路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維雷達(dá)圖像，從而探測路面各結(jié)構(gòu)層厚度、脫空、裂縫、陷落、松散、積水等各類內(nèi)部結(jié)構(gòu)病害，并可用于城市道路地下管線探測。

探地雷達(dá)特別是三維雷達(dá)陣列實(shí)現(xiàn)了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部損壞情況的快速自動(dòng)化無損檢測，可以識別結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷類型、位置及大小，可為養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，提高養(yǎng)護(hù)方案設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，同時(shí)可以減少鉆芯及探坑數(shù)量，降低對既有路面結(jié)構(gòu)的破壞。

FWD方法水泥混凝土路面板底脫空檢測

板底脫空是水泥混凝土路面的一種常見病害，除了可以用人工判斷、探地雷達(dá)檢測之外，落錘式彎沉儀（FWD）檢測也是一種常用的檢測方法。FWD的沖擊荷載作用于水泥混凝土路面時(shí)，面板會(huì)產(chǎn)生彎沉變形，正常情況下離荷載作用點(diǎn)位置越遠(yuǎn)變形越小，根據(jù)布置在面板上距離荷載作用點(diǎn)不同距離的多個(gè)位移傳感器，所測得的彎沉變形結(jié)果，可以推斷面板下是否存在脫空病害及病害程度，具體判定方法包括多級加載法、彎沉盤判斷法等。

02 結(jié)構(gòu)層力學(xué)參數(shù)檢測

在路面養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施過程中，一般先根據(jù)路面技術(shù)狀況檢測結(jié)果開展養(yǎng)護(hù)決策分析，劃分養(yǎng)護(hù)路段并推薦優(yōu)選的養(yǎng)護(hù)措施，然后再做出養(yǎng)護(hù)工程設(shè)計(jì)。在開始具體的養(yǎng)護(hù)工程設(shè)計(jì)前，當(dāng)原有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足時(shí)，需要檢測原有路面結(jié)構(gòu)回彈模量等力學(xué)參數(shù)，并參與結(jié)構(gòu)計(jì)算，以確定需要維修或結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的具體方式。由于舊路結(jié)構(gòu)層力學(xué)參數(shù)測試涉及的數(shù)學(xué)模型、影響因素較為復(fù)雜，現(xiàn)階段多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合的方式獲得，相關(guān)理論和試驗(yàn)方法還有待進(jìn)一步研究。

承載板法

目前，國內(nèi)市場上集成了多種檢測功能的國產(chǎn)多功能綜合檢測車層出不窮。

承載板法檢測路面結(jié)構(gòu)回彈模量是最直接的檢測方法。在待測表面上放置一塊規(guī)定尺寸的剛性圓形承載板，通過荷載裝置對其分級加載，用位移傳感器測試承載處的變形深度，消除影響因素后獲得不同荷載下的回彈變形，計(jì)算出各級荷載下的回彈模量，最后采用線性回歸方法得出路面結(jié)構(gòu)層回彈模量。

該方法測得的回彈模量為表面綜合靜態(tài)回彈模量，當(dāng)需要分層檢測各結(jié)構(gòu)層表面回彈模量時(shí)，可以結(jié)合探坑法分層開挖，挖至各層相應(yīng)深度實(shí)施承載板法回彈模量試驗(yàn)。由于回彈模量是路面結(jié)構(gòu)計(jì)算的重要參數(shù)，在需要結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)前應(yīng)完成此項(xiàng)檢測，但該項(xiàng)檢測速度慢、操作復(fù)雜且需要中斷交通，一般作為其他快速、無損檢測方法的補(bǔ)充。

彎沉法

彎沉和回彈模量都可以用來表征路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，兩者之間有較高的相關(guān)性，因此可以利用貝克曼梁、落錘式彎沉儀（包括LWD、FWD、HWD）或其他方法檢測的彎沉值，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式或比對換算關(guān)系直接計(jì)算路面回彈模量，該方法具有一定的經(jīng)驗(yàn)性。

落錘式彎沉儀檢測時(shí)，可以根據(jù)與荷載點(diǎn)距離的不同布置多個(gè)位移傳感器，因此可以測得包含不同位置變形量的彎沉盤數(shù)據(jù)，基于瀝青路面結(jié)構(gòu)多層層狀彈性體模型的假設(shè)，以及原有路面結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)程序可以解析出每層路面結(jié)構(gòu)層的回彈模量結(jié)果。該方法相對于其他只能測得頂面綜合回彈模量方法來說，可以分別獲得各結(jié)構(gòu)層回彈模量，用于路面結(jié)構(gòu)計(jì)算更加合理，還可以結(jié)合交通量數(shù)據(jù)計(jì)算出路面結(jié)構(gòu)的理論剩余壽命。

動(dòng)力錐貫入儀法

動(dòng)力錐貫入儀法（DCP）優(yōu)點(diǎn)為輕便、快捷，是一種現(xiàn)場檢測無結(jié)合料路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度的方法，其利用落錘自由下落所產(chǎn)生的動(dòng)能，通過貫入桿傳遞到錐頭，使錐頭克服材料的阻力灌入帶結(jié)構(gòu)層材料中，多次錘擊并記錄每次的貫入量，可以計(jì)算得出動(dòng)貫入阻力，基于材料強(qiáng)度與貫入阻力之間的相關(guān)性，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式將動(dòng)貫入阻力換算成加州承載比CBR或抗壓強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)。在使用探坑法調(diào)查路面內(nèi)部損壞狀況時(shí)，經(jīng)常同步使用DCP測試路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部各層強(qiáng)度。

03 路面幾何參數(shù)檢測

路面幾何參數(shù)包括路面橫坡、縱坡，以及路線曲率半徑（平曲線半徑、豎曲線半徑），這些幾何參數(shù)與車輛行駛安全、路面排水相關(guān)，在養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)需要予以考慮。

路面幾何參數(shù)檢測分為人工法和機(jī)器自動(dòng)測試法兩種。人工法采用水準(zhǔn)儀、全站儀等儀器檢測，其特點(diǎn)是速度慢、效率低，但準(zhǔn)確性較高。在大規(guī)模路況檢測時(shí)一般采用幾何數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，連續(xù)自動(dòng)化采集各項(xiàng)幾何參數(shù)。該系統(tǒng)由承載車、激光位移傳感器、加速度傳感器、陀螺儀、距離傳感器等部分組成，其中承載車、距離傳感器、激光位移傳感器可以與其他檢測系統(tǒng)共用，通過陀螺儀測得車架姿態(tài)角度、兩個(gè)激光位移傳感器，測得相應(yīng)位置與路面的距離及高差，可以計(jì)算出路面橫坡，結(jié)合加速度傳感器的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得出縱坡及曲率半徑信息。路面幾何數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)檢測速度快、效率高，近幾年各廠商已經(jīng)開始大量裝配到綜合路況檢測車上，并用于路況檢測。

公路路面技術(shù)狀況檢測與評價(jià)不僅對檢驗(yàn)和控制工程質(zhì)量至關(guān)重要，而且還決定著公路資產(chǎn)管理及養(yǎng)護(hù)決策的科學(xué)化程度。（攝影：張嘯天）