沥青混凝土路面检测新技术应用

1、路面承载能力检测

路面承载能力的检测是得出路面的弯沉。路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下,路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。新的检测法有以下几种:

1.1激光弯沉测定仪法。在测定时。将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。利用汽车驶离被测点时路面回弹,带动原固定于地面上的硅光电池测头向上升起,使激光器发出的激光束通过进光射到硅光电池上产生光电流。并根据光电流的大小来计算路面回弹变形的数值,即路面回弹弯沉值。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制,另由于该测定仪依靠光线作为臂长,可以射得很远。加上激光发射角窄,光点小而红亮,10m之远仍能清晰可见,可用于刚性路面弯沉检测。

1.2自动弯沉测定仪法。该测定仪在检测路段上在牵引车的作用下以一定的速度行驶,将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来。这时,测定梁被拖动,以二倍的牵引车速度拖到下一测点。周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。整个测定是在测定车连续行驶的情况下进行的。它可对路面进行高密集点的强度测量,适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。

1.3落锤式弯沉仪(FWD)法。FWD是通过计算机控制下的液压系统启动落锤装援,使一定质的重锤从一定高度自由落下,冲击力作用于承载板上并传到路面,导致路面产生弯沉,通过分布:距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形,记录系统将信号输入计算机。得到路而测点弯沉缸。FWD测量是计算机自动采集数据,进度快,精度高。检测最大速度可达80km/h,内置式落锤弯沉仪的牵引速度可大于100km/h,该方法足一种很理想的动态无损检测设备。

2、路面平整度检测技术

路面平整度可定义为路面表面诱使行使车辆出现振动的高程变化,它是路面使用性能的一项重要指标。因此平整度的检测是路面施工和养护的一个非常重要的环节。平整度的测试设备分为断面类和反应类两大类。断面类测定路表凹凸情况,反应类测定路表不平整程度。平整度、车辙和裂缝是评价路面质量最重要的三个参数。平整度检测贯穿于路面施工质量检测、评定、验收及运营期路面质量检测等环节,其检测设备、原理和方法多种多样,检测结果因检测设备不同而有较大差异。车载式颠簸累积仪必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速来保持测定结果的稳定性,需经常进行标定,减振性能好,则VBI测值小;车速越高,VBI测值越大。

2.1连续式平整度仪。测量时由人或车拉动该仪器前进,由于路面不平引起测量小轮上下摆动,并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。

采用该类测定仪灵活性较大,既可人拖,也可车拉,但测试效率较低(检测速度≤12km/h)该方法适用于测定路表面的平整度,评定路面的施工质量和使用质量,但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。

2.2激光路面平整度测定仪。激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车,它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作是测试车以一定的速度在路面上行使,固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面,这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差,消除测试车自身的颠簸,输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的行进,每隔一定间距,采集一次数据。通过数据分析系统,可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器,测试速度快,精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量,因此该测定仪有着广阔的应用前景。

2.3车载式颠簸累积仪。测定时测试车以一定的速度在路面上行使,路面的凹凸不平引起汽车的激振,通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI,以cm/km计。VBI越大,说明路面平整度越差。车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快,价格低廉,操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。

3、沥青路面损坏状况检测新技术

路面在使用过程中常发生各种各样的损害。损害不但影响路面的结构使用性能和结构承载力,也会影响到路面使用性能。因此,沥青路面损坏状况检测,对于沥青路面养护具有重要意义。

3.1摄像测量法。摄像检测技术的基本原理是将安装在测定汽车上的特种快速或高速摄像机按一定速度与一定摄像角度,将路面上所指定的各种病害录入摄像带,然后在现场或室内快速处理成数据的一种检测技术。该方法先进性,成本低,会成为今后一段时间内的路面损坏检测的主要手段。

3.2探地雷达。装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时,探地雷达发射电磁脉冲,并在较短时间内穿透路面,脉冲反射波被无线接收机接收,数据采集系统记录返回时问和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同,因此,电介质常数突变处,也就足两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速,则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度,路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km/h以上,最大探测深度大于60cm。目前在公路无损检测方面,探地雷达已取得了较好的效果,而且还有更为广阔的应用前景。

4、路面抗滑能力检测

抗滑能力主要是指路面摩擦系数。在检测方法上主要有早期英国的摆式摩擦仪(静态、单点检测)和现今制动测距(动态、连续检测)的方法。在研究方面目前集中在检测手段(主要是动态连续式)的可靠性、应用指标及指标体系的研究。动态连续式检测已成为当今国际上的主流,但在上有较大的难度。同时检测时,由于要对检测轮进行完全制动,其检测费用较高。国际上检测手段较发达的国家有瑞典和美国等。另一种新的检测方法是测定检测车全刹车时的最大减速度一些研究成果表明,此最大减速度与路面摩擦系数有较好的相关性。近几年国际上有一些研究采用高分辨率的激光距离传感器检测路面的微观特征,并研究其综合定量指标与路面摩擦系数的相关性。若这一种新的方法得以认可,路面摩擦系数的快速检测将变得更有效和低价。我国目前采用的主要检测手段仍为摆式摩擦仪。由于是静态单点抽样检测,其效率和可靠性无法满足公路管理的需要。今后需开展此方面的检测技术的研究,重点应集中在采用何种技术以实现快速连续的检测。另外,我国养护规范对沥青路面的抗滑性能提出了摆值、构造深度、横向力系数等几种评价指标,但对于这些指标之间的相互关系缺乏系统的分析,因此,还需进行指标评价体系的研究,通过现场试验,获得大量数据,完善检测规范,建立新的指标体系和评价方法。

从目前国内公路检测技术情况看,应该尽快组织力量,投入资金,并在国内外已有成果基础上,从公路快速检测设备、技术以及养护新材料、新方法、新工艺等方面,深入系统地开展沥青路面快速检测与养护技术的研究,发展我国自主知识产权的路面快速检测技术,提升我国路面检测技术的规范和行业标准,促进我国路面检测技术的发展、应用及实施,对于全面提高我国公路的管养水平,进而全面提高我国公路工程质量,具有重要意义。