河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 / 余雷雷

引言

研究表明，道路工程在投入運(yùn)營(yíng)后受到外界因素的影響，都會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害，使得道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種各樣的損壞，降低工程整體的使用壽命，甚至危害交通運(yùn)輸安全。在這樣的行業(yè)背景下，技術(shù)人員就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)道路路面的結(jié)構(gòu)檢測(cè)，借助各種檢測(cè)技術(shù)明確結(jié)構(gòu)存在的缺陷，指導(dǎo)后續(xù)加固、治理方案的制定，保障道路工程的質(zhì)量。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟以及工程建設(shè)的復(fù)雜化發(fā)展，道路面層質(zhì)量檢測(cè)已然成為了道路工程的重要內(nèi)容。本文以傳統(tǒng)檢測(cè)與雷達(dá)檢測(cè)兩種方法為例展開(kāi)探討其各自的檢測(cè)方法。

一、影響道路瀝青混凝土質(zhì)量的主要因素

（一）瀝青原材料選擇

為了提升道路工程的質(zhì)量，就需要從根本上控制好材料的選擇。就瀝青原材料質(zhì)量的基本要素來(lái)說(shuō)，技術(shù)人員需要特別關(guān)注軟化點(diǎn)、針入度以及延度三個(gè)指標(biāo)，并在選定材料時(shí)綜合考慮這三個(gè)因素的影響，借助檢測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的質(zhì)量管理。同時(shí)，在施工過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注原材料的供應(yīng)情況，保證材料能夠持續(xù)、穩(wěn)定地投入到施工中去，避免由于材料供應(yīng)不足導(dǎo)致的工期受阻問(wèn)題。此外，瀝青的加熱溫度直接影響著材料拌和的質(zhì)量，若溫度較低則其粘性就難以滿(mǎn)足要求；而在溫度過(guò)高的環(huán)境下，瀝青老化問(wèn)題又會(huì)比較突出，進(jìn)而引發(fā)路面松動(dòng)等問(wèn)題，對(duì)道路的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不利影響。因此，目前在道路材料的選擇上大多傾向于SMA瀝青混合料，其憑借自身優(yōu)異的耐久性與抗變形能力顯示出了突出的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

（二）瀝青用量

將瀝青的用量控制在一個(gè)相對(duì)合理的范圍內(nèi)不僅能夠保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，提升其粘結(jié)性，改善路面結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)還有助于控制工程造價(jià)。但值得注意的是，若瀝青用量過(guò)高，則粘性還會(huì)有所下降，流動(dòng)性也會(huì)更突出，在道路面層鋪設(shè)過(guò)程中就難以達(dá)到平整，有的還會(huì)產(chǎn)生光面；而在過(guò)低的用量下，瀝青攪拌的效果會(huì)受到一定的不利影響，也會(huì)更難凝結(jié)。因此，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合工程預(yù)期開(kāi)展配合比設(shè)計(jì)，并在材料制備過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)。實(shí)際的配合比需要嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展，并設(shè)置多個(gè)對(duì)照組進(jìn)行比對(duì)，測(cè)定并反復(fù)調(diào)整其技術(shù)指標(biāo)，將油石比控制在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，避免發(fā)生泛油的問(wèn)題。

二、道路瀝青混凝土的質(zhì)量檢測(cè)方法

（一）傳統(tǒng)檢測(cè)方式

目前，我國(guó)在道路路面的密實(shí)度檢測(cè)中，仍然沿用了傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，其主要可分為兩大類(lèi)型。（1）核子密度儀。這一設(shè)備能夠大致測(cè)得材料的含水量，并可由此計(jì)算得到樣本的干密度以及壓實(shí)度。從其工作原理來(lái)看，設(shè)備可以向樣本發(fā)射出特定的射線，射線在與材料樣本原子外的電子相接觸碰撞后就會(huì)發(fā)生散射。同時(shí)，射線的能量也會(huì)有所削弱，其運(yùn)動(dòng)方向也會(huì)產(chǎn)生一定的改變。一般來(lái)說(shuō)，樣本的密實(shí)度指標(biāo)與散射系數(shù)之間存在正相關(guān)關(guān)系，根據(jù)散射系數(shù)就能夠計(jì)算得到樣本的密實(shí)度。（2）鉆芯法。通過(guò)鉆芯取樣在結(jié)構(gòu)原位獲取樣本，一般要求樣本的直徑不宜小于10cm。若在取樣過(guò)程中涉及到了多個(gè)不同層次，那么還需要根據(jù)工程實(shí)際情況將不同層分開(kāi)計(jì)算，并借助毛體積密度以及最大密度來(lái)分析樣本的密實(shí)度。

（二）雷達(dá)檢測(cè)方式

1.現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

在正式開(kāi)始檢測(cè)之前，首先需要對(duì)檢測(cè)一起進(jìn)行標(biāo)定，來(lái)保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。譬如，時(shí)間比例、DMI以及介電常數(shù)等都需要在測(cè)量前完成標(biāo)定，尤其是DMI與介電常數(shù)的標(biāo)定應(yīng)當(dāng)特別注意，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的精度影響十分突出，具體如下：

（1）DMI有著比較好的一體化性質(zhì)，可以分析得到時(shí)間脈沖，并確定移動(dòng)的速度與距離，直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)度，對(duì)后續(xù)信息分析產(chǎn)生顯著影響。DMI具體的操作過(guò)程大致為：選擇地勢(shì)平坦、走向平直的道路路段，通過(guò)測(cè)距設(shè)備選定起始點(diǎn)位（一般以1km為宜），并在實(shí)地進(jìn)行標(biāo)注；在點(diǎn)位上設(shè)置天線并開(kāi)啟采集系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)選擇好預(yù)定的目錄位置；進(jìn)入DMI指令截面，設(shè)定好測(cè)量距離以及單位；核查設(shè)備及人員狀態(tài)，就緒后即可開(kāi)始檢測(cè)，安排車(chē)輛從起點(diǎn)以勻速狀態(tài)向終點(diǎn)行駛，實(shí)際行駛距離以汽車(chē)儀表為準(zhǔn)；車(chē)輛抵達(dá)終點(diǎn)后即中止檢測(cè)，設(shè)備形成檢測(cè)數(shù)據(jù)；為了確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，應(yīng)當(dāng)反復(fù)多次開(kāi)展檢測(cè)并取平均值為使用值。這一值在不同項(xiàng)目中都需要重新測(cè)定，需要根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。

（2）介電常數(shù)標(biāo)定值的高低主要影響著厚度等指標(biāo)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也會(huì)對(duì)間接高度的檢測(cè)產(chǎn)生一定的干擾。介電常數(shù)的標(biāo)定雖然不需要在測(cè)量實(shí)地進(jìn)行，但其流程一般比較繁雜。此外，由于室內(nèi)環(huán)境與工程實(shí)況之間存在一定的差異，因此很容易出現(xiàn)與實(shí)際情況偏差較大的問(wèn)題，為了降低這一因素的影響，技術(shù)人員可以采取鉆芯法來(lái)輔助進(jìn)行標(biāo)定。在標(biāo)定正式開(kāi)始之前，首先需要技術(shù)人員充分明確工程設(shè)計(jì)方案以及材料配比設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上再檢查相同位置的材料、工藝使用是否與設(shè)計(jì)一致。特別的是，在道路工程的建設(shè)過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)材料供應(yīng)不足的問(wèn)題，同時(shí)工期又比較受限制，所以在實(shí)際工程中可以考慮采用其他材料進(jìn)行替代，但應(yīng)注意在材料替換后應(yīng)當(dāng)再次試驗(yàn)確定介電常數(shù)。介電常數(shù)的確定過(guò)程可歸納為：當(dāng)實(shí)際材料確定符合方案后，可在待測(cè)路段的起點(diǎn)按照鉆芯法取用樣本，為了避免由于操作不當(dāng)導(dǎo)致最終值誤差，檢測(cè)過(guò)程應(yīng)當(dāng)盡可能地保持連貫。將檢測(cè)出的值與終點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若兩者之間存在不可忽視的誤差，則應(yīng)當(dāng)重復(fù)試驗(yàn)核查數(shù)據(jù)的真實(shí)性；當(dāng)實(shí)際材料與設(shè)計(jì)不符時(shí)，在鉆取實(shí)地樣本后，還應(yīng)當(dāng)在材料變更處另外取一個(gè)樣本。為便于理解，表1展示了我國(guó)中部地區(qū)某道路工程檢測(cè)中部分介電常數(shù)。

表1 介電常數(shù)表

表1 所展示的為該路段試驗(yàn)中介電常數(shù)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)可以看出，介電常數(shù)整體處于一個(gè)比較高的水平，這主要是由于待測(cè)路段上不同位置的密實(shí)度存在差異導(dǎo)致的。為了提升介電常數(shù)的適用性，還應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)變化比較大的位置再測(cè)定一次。

2.密實(shí)度檢測(cè)

目前我國(guó)常用的雷達(dá)檢測(cè)主要可歸為以下兩類(lèi)：

（1）定時(shí)定點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)終端分析波形，以此得到與之相對(duì)應(yīng)的介電常數(shù)水平，這一方法主要應(yīng)用于參數(shù)不一致的道路工程中。設(shè)備通過(guò)識(shí)別天線來(lái)完成點(diǎn)位的確定，釋放出的波形會(huì)被設(shè)備直接捕捉接收，技術(shù)人員只要在設(shè)備的操作端關(guān)注數(shù)據(jù)的顯示情況與變化趨勢(shì)，即可得到具體的使用通道與單位，并鎖定測(cè)量線的大致位置。若測(cè)量波在傳播時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象，那么也可在設(shè)備操作端發(fā)現(xiàn)，在給定鉆芯樣本的厚度后即可計(jì)算導(dǎo)出相應(yīng)的介電常數(shù)，并在聯(lián)合考慮密實(shí)度指標(biāo)后測(cè)算出待測(cè)路段的密實(shí)度水平。

（2）實(shí)時(shí)連續(xù)。雷達(dá)設(shè)備的主要組成包括了計(jì)算機(jī)終端以及配套的數(shù)字化儀器，在適當(dāng)?shù)慕M合下能夠準(zhǔn)確、靈活、快速地測(cè)定出密實(shí)度指標(biāo)，符合現(xiàn)代化道路檢測(cè)的實(shí)際需求。設(shè)備的采樣速度直接影響著檢測(cè)點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量，在較高的采樣速度下就可以得到更多的采樣數(shù)據(jù)，但同時(shí)也會(huì)提升對(duì)儲(chǔ)存空間、傳輸速度的要求。因此在實(shí)際工程中不能盲目追求更高的采樣速度，一般而言檢測(cè)所用的最高頻率不宜大于50KHz，在這一頻率下也能夠基本滿(mǎn)足“實(shí)時(shí)連續(xù)”的要求。

在具體的工程中可以綜合這兩種方式開(kāi)展檢測(cè)，使其能夠最大化發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。其中實(shí)時(shí)定點(diǎn)大多用來(lái)完成參數(shù)的標(biāo)定，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛試驗(yàn)來(lái)得到波形分布，為隨后的檢測(cè)提供數(shù)據(jù)支持。當(dāng)全部的波形采集并分析完成后，即可在道路沿線上設(shè)置天線并實(shí)地鉆芯取樣，以波形分析得到的數(shù)據(jù)選定試驗(yàn)時(shí)間。

考慮到在部分道路工程項(xiàng)目中，不同路段由不同的施工單位承擔(dān)，往往會(huì)導(dǎo)致其在技術(shù)水平、現(xiàn)場(chǎng)管理等方面存在偏差，因此檢測(cè)樣本也會(huì)存在一定差異。在這樣的情況下，就可以以標(biāo)段為界限將檢測(cè)工作劃分若干個(gè)部分，采用相同材料、技術(shù)的可歸為一組開(kāi)展試驗(yàn)，但應(yīng)注意控制其樣本厚度相近。

三、結(jié)語(yǔ)

目前在道路路面的檢測(cè)中可以采用的技術(shù)比較多，除了傳統(tǒng)檢測(cè)手段外，也涌現(xiàn)出了雷達(dá)檢測(cè)等許多新型技術(shù)。在工程中需要技術(shù)人員能夠根據(jù)實(shí)際需求對(duì)不同的技術(shù)進(jìn)行組合與搭接，改善檢測(cè)工作整體的準(zhǔn)度與效率，以此來(lái)為施工過(guò)程的質(zhì)量管理與驗(yàn)收提供參考依據(jù)，并指導(dǎo)運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的道路工程養(yǎng)護(hù)開(kāi)展。