路面检测技术在公路沥青路面养护中的应用研究

朱 晔

苏交科集团检测认证有限公司 江苏南京 211112

1 路面损坏状况指数PCI

依据《公路技术状况评定标准》，利用PCI 来作为路面破损情况和程度的评定指标，通过路面破损率DR 按照相应公式计算得出。以沥青混凝土路面为例:

式中：DR——路面破损率，用百分比表示；

A——调查总面积；

Ai——路面损坏面积。

2 路面检测对于公路沥青路面养护的作用

2.1 及时发现公路路面所出现的问题

公路作为国家的主要交通手段，在建设过程中会相应消耗大量的成本，为了使公路在使用过程中尽量多发挥自身价值，需要有关团队将公路的使用期限延长，从而提升公路对于社会的回报价值。然而在实际应用过程中，公路路面会由于人工材料的物性特质，出现对应的老化问题，从而影响公路的使用年限。故为了将公路的使用时间尽可能延长，需要有关人员对正在使用的公路路面展开相应的保养与维护[1]。

在对公路沥青路面进行养护的过程中，若能够及时发现路面所存在的问题情况，从而对其进行及时处理，便可以有效保证公路沥青路面的运营质量。而路面检测技术正是帮助有关人员及时发现对应问题的重要方法与手段，故路面检测能够有效降低公路路面由于细小危害所引发的重大问题，并为路面养护提供一定的工作方向与工作范围[2]。

2.2 有效降低公路维护与保养成本

由于公路的维护与保养需要采用相应的修补材料来弥补公路路面出现的病害问题，因此维护与保养成本会随着公路修补面积的大小而变化。通俗而言，即是维护与保养的公路面积越大，成本越高[3]。但是对于公路而言，其长度与覆盖面积非常之大，若在维护与保养过程中无法识别问题的具体位置与形式，而对公路进行全面保养，那么将会直接导致入不敷出的局面产生。因此，如何精准发现公路的病害位置是有关人员需要掌握的技巧，故路面检测技术便显得非常重要。总结来说，路面检测技术能够帮助有关人员快速发现需要进行维修的问题形式与位置，从而在提升工作效率的同时降低工作成本[4]。

3 沥青路面常用检测技术

3.1 弯沉检测技术

由于沥青作为可塑性较高的路面材料，即便其在冷却成型后也会由于外力作用出现相应的微型形变，这类形变是无法通过肉眼来进行有效分辨的。而微型形变在长时间的积累过程中，会由于车辆的外力作用，从而导致路面的损坏加剧，最终影响公路的使用功能。为了有效解决这一问题，并及时发现问题的所在位置，有关人员可以通过弯沉检测技术来找寻沥青路面的形变区域，以采用合理方式对其进行维修与养护[5]。

而在对公路进行弯沉检测时，需要有关人员对不同路段和不同土质的路基进行落锤式弯沉仪和贝克曼梁对比实验，并根据数据结果作出相应分析以帮助有关人员判断沥青路面的实际情况，其具体测试步骤如下。首先，检测团队需要确定待检测的路面范围，并对待测路面进行适合实验的标记处理。在标记处理中，需要有关人员确定实验行车的预定轨迹，并在轨迹表面每隔20 米进行标记，通常方法是采用粉笔进行记录，方便实验后擦除，以免影响车辆正常驾驶。标记之间的距离可以根据实际需要进行适当的缩小或放大，能够保证实验数据准确即可。

其次，将相应的实验行车驾驶至对应的标记位置，保证实验行车的单侧后轮停靠在实现标记的测点上，并立刻在实验行车的后轮空位处安装弯沉仪侧头，并对其进行相应的调试。其中有关人员需要保证百分表的数显不会随行车发生的轻微振动而失准，可以将百分表的读数事先调整至4- 5 毫米，最后用手指对其进行轻微敲打，观察其是否出现回零的情况。

再次，在相应的准备工作完成后，可以指挥实验行车按照要求缓慢匀速行驶，通常行车速度需要控制在5km/ h 左右，并保证弯沉仪百分表的指针能够行车前进有效反馈出数据变化。而在实验行车前进的过程中，需要有关人员跟随实验车辆记录对应的百分表数据变化，其中较为重要的数据包括百分表的最大数值、出示数值、稳定后的最终数值。最后，根据所测数据进行对比，找到路面需要进行调整或修整的位置。

3.2 沥青路面压实度检测

建立对应的检测方式，来保证沥青路面的压实度、空隙率、透水常数及结构厚度，是有关人员需要重点关注的问题。而随着当下信息技术的飞速发展，有关团队已经开发出在路面压实过程中进行实时监测与数据反馈的检测技巧。其具体方式是通过无人机监控系统，在压路机运作的过程中在空中对于已经压实的地面进行监控与分析，主要原理是通过无人机对路面的图像导入，经过大数据积累后对处于压实过程中的路面与既定的完整路面进行对比，从而分析出路面的具体数据。而对于分析出的详细数据而言，具体可以分类成为相应的碾压频次与碾压长度，并根据对应的统计结果来分析路面的压实程度。最后，路面压实度系统会自动生成压实度结构。

3.3 快速无损检测技术

在对公路沥青路面进行检测的过程中，为了更加突出检测效率与检测的结构精度，有关团队针对性开发出能够有效提升检测效率的测量工具，目的是通过工具对于路面进行快速扫描，从而发现路面存在的细微问题，帮助有关人员更加迅速找到对应问题位置，提升维修与保养效率。相比于传统的路面检测技术，无损检测技术可以在不损坏路面的前提下，完成对路面的深层次检测。

3.3.1 高精度断面仪

为了更好地帮助有关人员发现路面的损伤情况与平整度情况，研究人员针对性研发出精度较高的断面测试仪。该仪器的测试原理是通过模拟1/ 4 汽车在路面上的形式状态，从而更好的找到汽车的车身断面，以帮助测试有效找到断面与路面之间的角度比值变化。当高速行驶的汽车断面与路面之间存在对应的角度比值变化，并该变化超出对应的标准与要求时，那么可以说明路面存在一定的损害或不平整等问题。

3.3.2 高精度激光纹理仪

激光文理仪的主要作用是为了帮助测度人员更好地识别出沥青路面的粗糙程度是否满足建筑要求。该仪器的作用原理是通过自身发出的红外线激光，在照射到路面后捕捉对应的反射激光，并根据反射激光的角度差异来反馈沥青路面的微小纹理问题，其具体工作原理如下。

激光纹理仪在设备构成上主要分为三大部分，即激光发射装置、激光接收装置、数据运算装置。其中激光发射装置的主要作用即是安装对应的红外激光发射器，相对其两部分装置而言其构造相对简单。唯一需要注意的即是在对应不同宽度的公路沥青路面时，激光发射装置要保证同源激光在横向散射后，其纵向的发射角度不变，同时仪器的使用人员也要根据自身所负责的路面宽度来采购对应的检测设备。

而激光接收装置在自身设备价值上要高于发射装置，主要是因为激光接收装置需要安装相应的光敏接收器，保证能够有效接收由路面反射出的红外激光，从而有效对数据进行反馈与测量。其中，接收装置与发射装置之间要确定准确的角度与距离，只有两者形成有效角度时，才能保证其分析结果有效。故在接受路面反射激光的过程中，需要有关人员根据设备的使用说明，结合实际情况对设备与仪器进行现场整理与安装。

最后，数据运算装置是整个激光纹理仪的核心，若激光发射和接收装置是该仪器的硬件设备，那么数据运算装置则更加倾向于软件类别。在实际检测过程中，该部分装置的主要功能即是对于激光接收装置所收集到的激光进行分析，从而确定其对应的数据是否准确。其判断的主要依据是激光的反射角度，当沥青路面的平整度较高时，其激光的反射角度通常不会出现太大的差异，只有沥青路面的间隙或纹理较大，才会导致其反射角度出现异常。而数据运算装置即是通过对于反射激光的角度进行运算，从而帮助有关人员判断出沥青路面的纹理情况，并找到平整度差或缝隙较大的问题所在位置。

因此，激光纹理仪不仅具有红外激光发射装置，还需要安装对应的光敏接收装置，同时对于不同角度的反射激光要具有识别与分析能力，从而综合分析出最后的路面粗糙度结果。

3.3.3 红外渗水测试仪

在公路的检测过程中，人们通常较为关心公路的渗水情况，但是由于水分通常会渗透到公路地基当中，在外部无法进行有效检测与观察，从而会在一定程度上由于错过良好的检测时机而由渗水引起对应的公路病害。

为此，有关团队基于上述需求，针对性研发出能够在公路路面上检测出地基渗水情况的设备，即后外渗水测试仪。所谓红外渗水测试仪主要是有红外热成像仪、360°云台护照、聚力传感器、数据收集器以及相应的移动设备组成。其中，由于该设备设计仪器较多且对于电能的依赖较大，有关人员会将其组装成为检测车辆，供测试人员在待测公路上进行驾驶以收集数据。

而红外渗水测试仪的主要工作方式即是运用了物体自身所散发出的红外线强度差异的特性，找到水的常规红外数值，对其进行编译与分析。例如，当利用红外扫描仪对不同物质的组合类物体进行扫描时，一定会由于物体的热度不同而散发出不同的红外数据，有关人员便可以通过物体散发出的固有红外强度，在分辨各类物体。因此，红外渗水测试仪的工作原理是通过驾驶员驾驶红外渗水测试仪在待测路面上形式，从而对地下所有物质进行红外扫描，最后根据成像图谱，找到水分对应的图谱形式，并观察该图谱的占有量多少。红外渗水测试仪在测试之前，会相应记录沥青路面下含水量的标准值，当测试仪的红外图谱数据超过标准值时，会直接提示有关人员该位置的渗水量超标，对其进行维修与保养工作。

4 结语

综上所述，公路的维修与保养能够直接影响其实际使用年限与使用状态，为了更好地提升维修与保养的工作效率，并合理降低成本投入，采用相应的路面检测技术成为该项工作的必要条件。因此，有关人员要充分了解公路沥青路面在实际使用过程中的常见问题，并掌握问题对应的检测手段与检测技巧，同时充分了解对应路面检测技术的技术要点与检测原理，保证检测的工作成果真实有效，从而真正意义上做到促进我国公路事业发展、保障我国公路行驶安全。