高速公路沥青路面构造深度检测技术

李 寅

（湖南中大检测技术集团有限公司，湖南 长沙 410000）

在判断路面抗滑性能的时候，路面的构造深度是非常重要的指标。路面构造深度是指在一定面积中路面各个位置的平均深度，根据平均深度的不同，可将路面划分为宏观构造以及微观构造。目前，检测路面构造深度的方法非常多，为了验证各种检测方法的有效性，文章以某一施工项目为基础，应用不同的检测方法检测路面构造深度，并对不同检测方法的检测结果进行对比和分析，找出最佳检测方案。

1 工程概况

某高速公路路段起始桩号为LK520+160，结束桩号为LK574+320，公路为双向四车道设计，路段的长度为54.2km，路面结构的主要组合形式为4cmSMA-13型上面层、5cmAC-20型中面层以及6cmAC-25型下面层。该高速公路的施工地区主要气候为中亚热带季风湿润性气候，全年降雨量较多，而且公路施工的两边是山区，地势和地形非常复杂，因此在车辆行车的时候容易发生安全事故。为了使行车安全得到保障，应该对该路段的路面构造深度进行检测，分析该公路的抗滑性能。

2 构造深度的类型

以路面构造的振幅和波长为基础，可以将构造深度分厂不平整构造、大构造、宏观构造以及微观构造四种形式。

2.1 微观构造

公路沥青路面的波幅不大于0.2mm、波长不大于0.5mm的构造形式为微观构造。一般情况下，集料表面的凹凸程度对路面表面的微观构造有很大的影响，微观构造较大时，路面的粗糙程度也会相应的增加，进而使路面的抗滑性能得以提高。

2.2 宏观构造

构造的波幅范围为0.1～20mm、波长范围为0.5～50mm的情况为宏观构造。一般情况下，混合料集料间的排列及集料粒径的大小对路面的宏观构造有很大的影响。一方面，宏观构造起到一定的排水作用，使车辆在雨天行驶的安全性得到保障；另一方面，宏观构造还可以增加车辆轮胎的摩擦力。因此，在实际的设计过程中，一般会按照宏观构造设计。

2.3 大构造

构造的波幅范围为0.1～50mm、波长范围为50～500mm的构造为大构造。一般情况下，路面大构造是施工问题所导致的，因此大构造尺寸非常大，该种构造不但排水能力不强，还会影响车辆的通行，所以在对其实际施工中，施工人员应该控制施工，防止大构造路面类型的产生。

2.4 不平整构造

当路面偏离基准平面时就会产生路面不平整构造，当路面施工质量较差时会导致大面积的不平整构造出现，所以在对路面施工的时候，施工单位应该对施工质量进行控制，防止不平整构造的出现。

3 构造深度的检测方法

目前，检测构造深度的方法有很多，常用的检测法有手工铺砂法、图像法、激光构造深度检测法等。

3.1 铺砂法

在使用铺砂法的过程中，应该依据相关规范进行施工，将体积一定的标准砂摊铺在一定面积的区域中，再对该路面进行测量和计算，最终得出路面的构造深度。通常情况下，常见的铺砂施工方式有电动铺砂法和人工铺砂法。其中，人工铺砂法具有成本较低、操作便捷等优点，但是在实际的操作过程中，其极易受到施工人员水平的影响，影响测试的精确度。相比之下，电动铺砂法则具有精度准确性高、检测效率高等优点。

3.2 激光构造深度检测法

通常为了对改建或者新建路面构造深度进行连续检测，会使用激光构造深度检测法，这种检测方法通常适用于路面无明显破损的情况，通常是采用道路多功能检测车检测，型号为XR-I2-R2-P3-M2-V1。在检测的时候，由检测人员对计算机测量装置进行控制，再使用激光构造深度测定仪传输和计算收集到的路面信息，最后得到测量后的构造深度结果。在使用激光构造深度仪对路面构造深度进行测定的过程中，驾驶员应匀速驾驶车辆，防止出现急停急走的现象，避免出现构造深度测定结果的误差。在使用该种检测方法检测的过程中，检测人员应该进行连续的测量，提高检测的效率。除此之外，潮湿的地面会使激光被吸收或散射，导致激光的能量被削弱，进而使测量的数据出现误差，所以在检测的时候，应该清除路面积水，提高检测精确度。

3.3 图像法

在使用图像法对实际路面进行测量的时候，构造深度及空隙率都不一致，当路面凸起时，平行光线会出现反射；当路面凹陷时，光线则会被吸收，这就导致图像出现不同的灰度值。为了对路面图像的灰度值进行处理，技术人员可以采用图像法比例换算，最终确定路面的构造深度值。在实际的检测过程中，图像转换的完整度并不能得到保障，所以该种检测方法测试精确度比较低，但其与激光构造深度测试法及铺砂法相比，经济性、便捷性都比较高。

3.4 其他构造深度测试方法

除以上描写的三种构造深度检测方法以外，目前还出现了新型的路面构造深度检测法，如主成分分析法（PCA预测法）、环形纹理测试仪（CT仪法）、排水测定法、三维扫描仪法以及圆形轨道测量仪（CTM）等，但是这些新型检测方法仍然存在很多问题，而且需要的成本非常高，所以一般工程中不会采用这些方法。

4 工程实践

在工程的实际施工过程中，为了对路面构造深度指标进行有效的测定，分别使用激光构造深度测定仪及人工铺砂法检测工程构造深度。

4.1 人工铺砂法

以目前的规范为基础，对人工铺砂法进行规范，并使用铺砂法检测LK550+000～LK555+000路段的构造深度，检测的结果如表1所示。

表1 使用人工铺砂法对项目路面构造深度进行检测的结果表 单位：mm

从表1可以看出，在对项目段的构造深度值进行检测的过程中，使用人工铺砂法所测的结果良好。由于各个标段之间的深度构造值差距并不大，所以项目具有良好的施工质量，抗滑性能较好。

4.2 激光构造深度测定法

在对施工段构造深度进行检测的过程中，使用的激光构造深度测定仪频率为20kHz，各个路段的构造深度检测结果如表2所示。

从表2可以看出，该种检测方法与铺砂法的结果几乎一致，因此为了验证两种检测方法的有效性，试验人员对其进行了相关关系对比试验。

（1）在进行试验之前，清理路面杂物，并将在始点和终点做好标记；（2）在试验的过程中，使用铺砂法沿一侧行车轨迹测试，且得到10个以上点的构造深度值，对其平均值进行计算；（3）使用车载激光构造深度仪以30～50km/h的速度沿铺砂法的轨迹进行测试，并计算该路段的构造深度平均值；（4）对两种方法测得的结果建立相应的相关关系式，得出相关系数为0.9944，并使用皮尔森相关系数对两者相关性进行评价，结果如图1所示。

表2 使用激光构造深度测定法对项目路面构造深度进行检测的结果表 单位：mm

图1 两种检测方法的构造深度相关系数

从图1可以看出，两种检测方法的相关性为0.9944，因此在对路面构造深度进行检测的时候，两种方法都可行。

5 结束语

为了对路面的抗滑性能进行分析，检测人员应该先检测路面构造的深度，并选择合适的方法检测。文章介绍了各种路面构造及构造深度检测方法，再以某一工程为基础，使用激光构造深度检测法及人工铺砂法对该工程的构造深度进行检测，通过检测结果可以看出，该施工段具有良好的构造深度，抗滑性能良好，且使用两种检测方法的检测结果相差不大。