谈高速公路路基路面无损害检测技术

梁华雄

（云浮市交通运输工程质量检测站　广东省　云浮市　527300）

谈高速公路路基路面无损害检测技术

梁华雄

（云浮市交通运输工程质量检测站广东省云浮市527300）

本文主要是结合探地雷达的应用研究，拓宽探地雷达的应用范围和应用的有效性，可以高效、准确地发现高等级公路内部病害缺陷，为预防性养护工作提供有效的技术手段和解决方案。并针对出现的路基路面病害提出相应的预防性养护方案及措施，做到早预防、早治理，以达到根治病害，延长道路使用寿命的目的。

高速公路；路基路面；无损害检测技术

随着现代交通的大力发展，高速公路在我国国防系统、社会发展以及经济建设等方面都发挥着重要作用。但是在我国高速公路系统当中，各种行驶车辆的行驶速度都相对较快，这就对路基路面提出的质量要求也逐渐提高。而平整度、弯沉以及横向力系数等相关指标会直接影响到高速公路具备的服务能力。

1　简述传统检测技术存在的局限性

过去在对高速公路路基路面施工检测的过程中，主要是在随机选点的基础上进行的，一般采用的检测方法都是钻孔取样然后再进行分析，以此来得到相关的技术参数指标。不过该检测技术本身存在一定的缺陷，例如检测结果的普遍性较差，而且随机选择的检测点并不具有较高的代表性，在选点的时候由于检测点的位置过于稀疏，导致很多路段中存在的问题被遗漏，在进行高速公路路基路面施工质量控制管理的时候留下了较多的隐患，而且在对高速公路进行日常养护管理的过程中，很多时候只是停留在表面，一些较为隐蔽的问题无法有效地检测出来，而无损检测技术则可以在高速公路建设施工质量控制的过程中提供更多更加精确的数据，为日后使用时进行日常维护管理奠定了良好的基础。

2　分析在对高速公路路基路面检测的主要无损检测技术

2.1频谱分析检测技术

该技术主要是需要充分掌握不同传播介质当中传播表面波所产生的传播频率的变化情况来达到检测目的。频谱分析检测技术的主要工作原理为：能够在高速公路路面上，产生一次持续时间较短并且速度较快的冲击，引起的冲击源会不断的产生频率波，这些频率波会随着地表向四周逐渐传播形成瑞雷面波，而将冲击力度或者冲击方式改变之后，瑞雷面波具有的频率也会发生变化，因此需要通过在多个位置上设置传感器，不同波的频率检测工作，来检测高速公路路基路面有无损坏。

2.2超声波检测技术

超声波检测技术根据在介质中布置的不同位置的传感器所测量的超声波在介质中所传播的波的各项参数，来判断路面结构内部的破损状况的一种检测方法。通过对超声波传播时间的测定来判断其传播速度，进而根据速度及介质之间的关系来判定介质材料的力学性能，如弹性模量、抗压强度及抗折强度，还可对介质材料或结构的内部缺陷进行判定。使用简便、造价合理等优点使得该检测技术应用前景一片光明，已广泛应用于工程实践之中。图1为超声波信号接收器。

2.3激光检测技术

激光检测技术是通过激光光强越强，那么光电流便越强的原理来进行检测的。在检测过程中，光能被光电转换器转化成电能，这样光电流便会随着激光所发出光的光强变化而变化。由于在检测之前便已确定了电流与位移之间的关系，所以光电流发生变化便可反映出弯沉位移所产生的变化量。由于激光自身拥有着分辨率、方向性、相干性及衍射性好的优点，所以被广泛用于距离测定、弯沉测定、车辙深度及平整度的测定等方面。

图1　

2.4图像检测技术

图像技术通常包括两种：

（1）红外成像技术

其中红外成像技术能够实现检测目的的主要原理为：不同材料所具有的导热性能也各不相同，利用热敏传感器来检测结构内部的温度分布情况和热传导情况，最后通过图像的形式检测出高速公路路基路面是否受损，明确结构内部的具体情况。

（2）激光全息图像技术

激光全息图像技术的研究对象是采取全息方式而得到的全息图，然后通过对全息图所包含的各种数据进行分析和研究最终检测高速公路路基路面是否受损，这种方法能够提高检测结果的精确度和直观度。

2.5地质雷达测损技术

地质雷达在对路基的损害程度进行检测时主要是利用雷达波的折射和反射原理实现的。雷达设备的实际运行中主要是对所得数据进行分析，然后得到地质雷达图像的剖面，有效地对路基的损害情况进行判断。一旦被检测路基中存在异常，那么异常区域界面的两侧电性会存在较大的差异，并且产生强烈的反射波。与此同时，该界面也是物性的特变点，经常出现在时间剖面上表现为双曲线的绕射波，导致雷达图像发生紊乱，即使是同向轴也会发生不连续的现象。通常这种情况下就能够对路基异常区域所在的位置以及具体的深度进行判断，并完成路基危害所属类型及危害程度的最终评定工作。

3　主要的检测设备

3.1弯沉检测设备

落锤式弯沉检测仪（FWD）是工程中使用较多的一种检测仪器。该设备主要利用液压系统的提升机释放荷载块对路面进行冲击。重锤的重量级起落高度将直接影响着所产生荷载的大小，传感器会对动态弯沉盆进行测定。实践证明，弯沉检测仪能够较合理地反映行车荷载，还具有测速快、测试精度高等优点，是较为可靠的弯沉检测设备之一。

3.2断面测试设备

断面测试设备可用于平整度及车辙的测定。在工程实践中较为普遍的是路面横断面仪及横断面尺。较为先进的平整度及车辙的测量设备是连续式激光断面仪，其测量范围还包括横坡、纵坡及转弯曲率。其工作原理是利用轮迹位置处的激光传感器以确定其与路面的距离，伴随着车辆前进便可得到路面的纵向平整度；利用横向布置的多个激光传感器来确定路面的高度，以确定横断面，进而确定车辙深度。

3.3抗滑性能测试设备

摆式摩擦系数仪虽然在我国应用较为普遍，但其工作的特点对交通的影响太大，并且存在诸多不安全因素，不能与当今高速运转的社会特点相适应，已不能满足高速公路对抗滑性能测试的要求。而自动化的抗滑性能测试设备（横向力系数测试仪、刹车式摩擦系数测试仪及不完全刹车式摩擦系数测试仪）能够很好地适应我国高速公路的发展要求，其应用会越来越普遍。

3.4路表破损数据采集系统

目前国际上已经研制出的路表三维激光可视化系统是一种新型的路表破损数据采集系统，它采用激光传感器随着车辆的高速行驶，连续扫描一个车道，得到路表的三维可视图并实时处理，通过对该图的分析可得到裂缝、变形、松散及泛油等各种病害，同时可以测试平整度和车辙。

4　结语

高速公路路基路面无损检测技术能够很好的确定路面以下破损区域，提高工作效率，降低施工造价，有效检测出高速公路中的路基沉陷、路基不密实、路基空洞及路面不平整等质量问题，是我国高速公路检测的发展方向。

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1673-0038（2015）08-0135-02

2015-2-2