蔡文俊

（貴州黔通工程技術(shù)有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

在我國交通網(wǎng)絡(luò)中，高速公路是一項重要組成部分，高速公路的路面性能決定著行車舒適度與安全性，同時也與路面的使用壽命有著直接關(guān)系。目前我國交通運輸行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，在公路運輸中重型載重車輛的數(shù)量不斷增多，這對高速公路的路面性能提出了更高的要求，所以要進(jìn)一步加強對高速公路的路面養(yǎng)護(hù)管理，強化路面性能，滿足行車需求。在高速公路瀝青路面的養(yǎng)護(hù)管理中要使用先進(jìn)的檢測技術(shù)對路面的各項性能與病害進(jìn)行全面檢測，并以此為依據(jù)，制定高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理方案。

1 高速公路養(yǎng)護(hù)工程概述

高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理主要包含預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、修復(fù)性養(yǎng)護(hù)等養(yǎng)護(hù)項目，在不增加結(jié)構(gòu)承載力的前提下，優(yōu)化與改善高速公路的系統(tǒng)功能[1]，并以高速公路工程性質(zhì)、規(guī)模與復(fù)雜程度作為日常養(yǎng)護(hù)、中修、大修與改建工程的劃分標(biāo)準(zhǔn)，對管養(yǎng)范圍內(nèi)的高速公路路面與相關(guān)設(shè)施開展養(yǎng)護(hù)管理。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，需要定期開展路況監(jiān)測，掌握瀝青路面在使用期間出現(xiàn)的質(zhì)量變化，制定針對性的維護(hù)措施，確保公路處于良好運行狀態(tài)，延長道路的使用壽命。修復(fù)性養(yǎng)護(hù)主要用于修補高速公路瀝青路面出現(xiàn)的局部性結(jié)構(gòu)破損，對一些特定病害展開針對性的維護(hù)工作。

2 高速公路檢測技術(shù)分類

2.1 激光檢測技術(shù)

激光檢測技術(shù)的基本原理是利用光電感應(yīng)檢測路面的性能。利用光電轉(zhuǎn)換原理，能夠在顯示器上顯示出不同波段的圖像，波段內(nèi)容代表著光在路面上的不同變化狀態(tài)，工作人員能夠通過異常波段對路面的受損程度進(jìn)行判斷。在實際檢測中，檢測人員要事先在裝置上按光線位移量設(shè)置當(dāng)前基礎(chǔ)參數(shù)，在檢測時，隨著光線向路面?zhèn)鬟f位移的變化規(guī)律，檢測儀器產(chǎn)生的電流量的大小也會發(fā)生相應(yīng)變化，并轉(zhuǎn)化為各種與路面系數(shù)有關(guān)的圖像[2]。激光檢測技術(shù)具有相干性強、分辨率高等優(yōu)勢，同時也具有優(yōu)秀的衍射性與方向性，通過激光檢測技術(shù)所得到的測量數(shù)據(jù)，有著較高的精度，且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)作業(yè)，當(dāng)前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在路面破損情況的檢測工作中。在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中應(yīng)用激光檢測技術(shù)能夠有效地進(jìn)行構(gòu)造深度、車轍深度、彎沉與平整度的檢測等。

2.2 頻譜分析技術(shù)

頻譜分析技術(shù)是采集路面結(jié)構(gòu)上不同頻段的傳播頻率，對路面的損壞情況進(jìn)行分析判斷的一種技術(shù)。該技術(shù)采用無損檢測方式，具有檢測速度快、滲透性強、準(zhǔn)確性與可靠性高等優(yōu)勢。頻譜分析技術(shù)多用于檢測道路面層以下的部位，依據(jù)每層介質(zhì)所體現(xiàn)的波段頻率的差異性，對道路的使用指數(shù)進(jìn)行評價。該技術(shù)不但可以檢測面層厚度的均勻性，也可以分析瀝青表面與混凝土基層的黏結(jié)程度。在路面基層出現(xiàn)破損的情況下，受損區(qū)與正常路面結(jié)構(gòu)將有很大的不同，所以其傳播界面的兩側(cè)電性都會發(fā)生變化，此時依據(jù)路面受損類型可生成繞射波與反射波兩種不同的波段，在時間剖面上顯示為特殊曲線，依據(jù)這一特點可以輔助工作人員確認(rèn)受損部位具體深度與損壞類型，由此制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，以免對路面結(jié)構(gòu)造成二次損傷。

2.3 圖像檢測技術(shù)

對于當(dāng)前的高速公路檢測技術(shù)而言，我國應(yīng)用較為廣泛的圖像檢測技術(shù)主要有兩種，一是激光全息圖像技術(shù)，二是紅外成像技術(shù)。這兩項技術(shù)的共同之處是均能進(jìn)行路面物理性狀分析。最大區(qū)別是激光全息圖像技術(shù)能夠呈現(xiàn)路面的結(jié)構(gòu)信息，同時也可以模擬力學(xué)參數(shù)，幫助檢測人員全面掌握路面情況，但該技術(shù)成本較高[3]；而紅外成像技術(shù)則具有更強的經(jīng)濟(jì)性，并且適用范圍更廣，該技術(shù)利用紅外感應(yīng)裝置，采集路面基層下的溫度情況，并依據(jù)熱傳導(dǎo)系數(shù)判斷材料的使用狀態(tài)，在檢測路面老化程度與結(jié)構(gòu)損壞方面，有著更加顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

3 高速公路瀝青路面檢測技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1 路面承載力檢測

在高速公路路面結(jié)構(gòu)中，承載力是一項非常重要的技術(shù)指標(biāo)。在路面承載力指標(biāo)檢測中，可選擇落錘式彎沉儀進(jìn)行檢測。該設(shè)備可以模擬行車荷載，是一種無損檢測技術(shù)，并且檢測速度快、精準(zhǔn)度高，在當(dāng)前的高速公路瀝青路面檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。落錘式彎沉儀包括兩種傳感器，一是彎沉傳感器，二是荷載傳感器，前者用于采集車輛行駛過程中沿縱向方向上的加速度信號，后者用來測量荷載大小與分布等參數(shù)，以確定瀝青路面承受各種交通荷載的能力。在實際檢測中按照以下步驟進(jìn)行：將裝有彎沉傳感器的測試車開到指定檢測位置，使用計算機對液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，啟動落錘裝置，從一定高度釋放落錘，在承載板上施加沖擊力并轉(zhuǎn)移到路面上，繼而使路面出現(xiàn)彎沉現(xiàn)象，這時分布在不同位置的傳感器設(shè)備，能夠?qū)β访娼Y(jié)構(gòu)層的表面變形情況進(jìn)行自檢并記錄數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)上傳至計算機系統(tǒng)中，通過計算獲得路面上各個測點的彎沉數(shù)據(jù)[4]。

通過對這些測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出道路結(jié)構(gòu)中各個監(jiān)測點的受力變化情況與應(yīng)力大小，從而得到整個路段路面損壞程度的大致情況。彎沉檢測是一種動態(tài)檢測方式，各測點的測試速度均在40s 左右，檢測精度能夠達(dá)到1um。

3.2 路面平整度檢測

高速公路的平整度與高速公路的抗老化及防滑性能有著緊密聯(lián)系，同時也決定著行車舒適度與安全性，因此在高速公路瀝青路面檢測中，路面平整度是一項重要的檢測內(nèi)容。在路面平整度檢測中，典型的檢測技術(shù)有顛簸累積測定與激光測定。顛簸累積測定技術(shù)需要使用車載型顛簸累積設(shè)備，利用儀器采集車廂間單向與車輛后軸間的位移累計值，依據(jù)該數(shù)值，可以判定路面的平整度，位移值越大，則表示路面的平整度就越差。顛簸累積測定技術(shù)能夠獲得準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，但過于依賴設(shè)備標(biāo)定校正，頻繁地進(jìn)行標(biāo)定校正對該技術(shù)的使用效率造成一定影響。激光測定技術(shù)是利用激光測定儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并計算出相應(yīng)數(shù)值指標(biāo)，完成高速公路瀝青路面平整度檢測工作。將激光測定儀固定于行駛車輛的輪轂上，其能夠在車輛行駛過程中自動收集行駛路段的高度數(shù)據(jù)，同時也能夠收集車轍與路面橫坡等參數(shù)，從而得到準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)。該技術(shù)檢測精度高、范圍大、時間短，具有很高的空間分辨率。在高速公路瀝青路面的平整度檢測中，需要同時使用顛簸累積測定與激光測定兩項技術(shù)，以此提高路面平整度檢測精度，從而提升整體養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，使高速公路瀝青路面能夠保持良好的使用性能。

3.3 老化程度檢測

高速公路瀝青路面在溫度、濕度等自然環(huán)境因素和車輛荷載作用下會不斷老化，當(dāng)路面老化到一定程度后，將會失去部分性能。因此，為了確保路面的正常使用，改善行車舒適度，需要對高速公路瀝青路面進(jìn)行老化程度檢測。

目前在高速公路路面老化程度檢測中，主要采用試驗室綜合分析技術(shù)，通過采集車轍樣本、提取路面瀝青進(jìn)行針對性的指標(biāo)檢測，與高速公路施工時的路面性能指標(biāo)中的同一配比指標(biāo)進(jìn)行對比，以此得到清晰的路面老化程度結(jié)果[5]。

以試驗室綜合分析技術(shù)為基礎(chǔ)，檢測路面的老化程度，具有檢測精準(zhǔn)度高、過程簡單、速度快等優(yōu)點。在高速公路路面檢測中采用此種方式，不僅能夠有效控制路面檢測中的成本消耗，同時能夠大幅度提高檢測效率，而且根據(jù)檢測結(jié)果，結(jié)合使用瀝青再生器，能夠快速恢復(fù)高速公路的路面性能，從而縮短路面養(yǎng)護(hù)所需時間。

3.4 承載性能檢測

高速公路的承載性能受路面厚度的影響較大，路面厚度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，一直是高速公路施工與養(yǎng)護(hù)中的焦點問題。全過程跟蹤式厚度檢測，是高速公路養(yǎng)護(hù)管理中的一項重要檢測技術(shù)，采取全程跟蹤式檢測方式，不但能夠準(zhǔn)確判斷瀝青路面的自身情況，同時可以檢測出高速公路的路面厚度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。高速公路路面厚度是一項非常關(guān)鍵的施工質(zhì)量控制指標(biāo)，以雷達(dá)反射技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行路面厚度檢測是目前廣泛使用的一種技術(shù)，發(fā)射高頻電子脈沖信號能夠形成反射波，將反射波與測量原理相結(jié)合，能夠?qū)Ω咚俟返穆访婧穸冗M(jìn)行快速檢測。該技術(shù)的優(yōu)點在于精度高，能夠滿足長期路面厚度檢測的需求，并且具有較高的便捷性與檢測效率。

除此之外，在檢測過程中能夠清楚地獲取路面孔洞、裂縫、陷落等情況，為后續(xù)各項檢測工作的開展提供有效參數(shù)。

4 路面檢測技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中的具體應(yīng)用

4.1 路面狀況巡視性調(diào)查

在進(jìn)行具體的路面檢測之前，需要技術(shù)人員攜帶尺規(guī)等測量工具以及相機，對瀝青路面損壞的部位、面積與規(guī)模進(jìn)行測量與記錄，這是路面日常養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)內(nèi)容，同樣也是路面檢測中必不可少的一項技術(shù)環(huán)節(jié)。

4.2 現(xiàn)場檢測

為得到量化的路面情況評估參數(shù)，就要使用檢測儀器對路面進(jìn)行全面檢測。檢測設(shè)備的精準(zhǔn)度要滿足規(guī)范要求。在高速公路瀝青路面檢測中，采用的檢測儀器可分為以下三種類型：第一類是全自動控制設(shè)備，通過計算機軟件對整個檢測過程進(jìn)行控制，在檢測過程中不需要過多的人工干預(yù)，檢測速度快、頻率高，無需過多的人工操作即可完成全部的檢測過程，并自動記錄數(shù)據(jù)，且在計算機軟件中能夠?qū)z測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分析，以此形成初步檢測結(jié)果，同時也可以呈現(xiàn)出圖形化的檢測資料[6]。但自動控制設(shè)備的不足之處也是顯而易見的，就是檢測成本高，只適用于達(dá)到一定規(guī)模的公路養(yǎng)護(hù)。自動控制設(shè)備在檢測時無須封閉交通，在完成檢測后可即時獲得整個檢測段落的路況質(zhì)量圖表。第二類是人機交互設(shè)備，相較于自動控制設(shè)備，此類設(shè)備的自動化程度略低，在開展檢測工作時，部分控制參數(shù)需手動輸入，同時也需要人工記錄采集數(shù)據(jù)，并由具有豐富檢測經(jīng)驗的技術(shù)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。人工檢測設(shè)備的檢測成本相對較低，并且具有較高的靈活性，適用于預(yù)防性的公路養(yǎng)護(hù)，在檢測時需要采取交通管制措施。第三類是人工檢測，由施工人員使用檢測儀器，如直尺、擺式摩擦儀與貝克曼梁等進(jìn)行檢測。在人工檢測中需要投入大量的人力，檢測效率低，在一次檢測中只能獲得少量數(shù)據(jù)，并會受到人為因素的影響。人工檢測對檢測人員的專業(yè)能力有著較高的要求，需要人工處理大量的數(shù)據(jù)，檢測周期長，適用于巡視性檢查或局部段落檢測。在人工檢測中，為保證檢測人員安全，需要完全封閉交通。

4.3 室內(nèi)試驗

高速公路施工中所使用的瀝青混凝土，在長期運行中受到荷載、陽光、溫度、空氣等因素的影響，不可避免地會由于老化而失去部分功能。在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)用瀝青再生技術(shù)使瀝青混合料的部分性能得到恢復(fù)，是一種經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)方式，當(dāng)前此種方式已經(jīng)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。在室內(nèi)試驗中，收集具有代表性的瀝青混合料樣品，對其進(jìn)行性能分析，查明瀝青混合料損害的內(nèi)部原因，以此為依據(jù)制定路面養(yǎng)護(hù)方案[7]。在瀝青路面車轍較深處切割取樣，對比面層與結(jié)構(gòu)層的變形情況，確定變形層位，在試驗室中進(jìn)行礦料級配與油石比分析，提取瀝青并測試針入度與軟化點，對比高速公路施工時的路面性能數(shù)據(jù)，對瀝青的老化程度進(jìn)行分析。瀝青路面出現(xiàn)車轍的主要原因是由于油石比偏大或路面瀝青配合料級配不規(guī)范，同時也與重載車輛的通行有關(guān)。在室內(nèi)試驗中能夠分析出造成路面損壞的主要原因，若是由于配比問題所引發(fā)的路面病害，可采取熱再生配合比設(shè)計，重新調(diào)整路面混合料的油石比，以此使混合料的穩(wěn)定性得以提升，使路面具備更強的抗車轍性能。

5 結(jié)語

在路面養(yǎng)護(hù)工作中，使用先進(jìn)的檢測技術(shù)與設(shè)備對路面病害的類型、大小與面積進(jìn)行詳細(xì)檢測，分析病害的發(fā)生原因，以此為基礎(chǔ)采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理措施，提升高速公路瀝青路面的使用性能，以保證良好的行車舒適度與安全性，確保高速公路能夠滿足人們的日常生活生產(chǎn)需求。目前，高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理中的路面檢測技術(shù)正在不斷發(fā)展，通過對該技術(shù)進(jìn)行分析與探討，有利于進(jìn)一步豐富其應(yīng)用經(jīng)驗，進(jìn)而不斷提升我國高速公路路面檢測的技術(shù)水平。