高速公路沥青路面试验检测技术研究

袁文达

（怀来县交通运输局，河北 怀来 075400）

0 引言

由于我国道路基层结构采用半刚性基层，因此沥青面层十分容易出现反射裂缝破坏。此外，由于我国地域十分辽阔，南北差异十分巨大，复杂气候类型导致不同地区路面病害的多样性，因此，为了解决道路病害频发等问题，十分有必要进行沥青道路路面试验检测和养护[1]。

1 沥青路面弯沉检测技术

1.1 落锤式弯沉仪法（FWD）

落锤式弯沉仪（FWD）的工作原理是通过计算机控制系统提升重锤至一定高度后释放重锤使其锤击在沥青路面上，通过重锤产生的正半弦荷载冲击使得沥青路面产生瞬间变形，同时记录重锤不同测点的变形数据，获得动态荷载下的弯沉值。相比于贝克曼梁法，落锤式弯沉仪法通过计算机进行数据采集，测量的精度更为准确，此外落锤式弯沉仪通过计算机调整荷载大小能够较好地模拟公路荷载的实际情况。最后是落锤式弯沉仪仪器移动方便，操作简单，能够应用于沥青路面的大规模里程检测，同时数据处理十分便捷，通过配套数据分析软件能够将实测弯沉数据统一修正，计算误差，温度修正等等功能，是目前我国常用的一种弯沉检测手段。

1.2 贝克曼梁弯沉检测技术

我国弯沉技术早期发展较为缓慢，主要由于当时我国经济力量薄弱，而国外先进弯沉检测设备价格较为昂贵，因此贝克曼梁弯沉检测技术是我国最早引进的弯沉检测技术并且目前仍然一直沿用。贝克曼梁弯沉检测技术工作原理是通过千斤顶将规定质量的标准车顶起，通过在车轮下铺设测试纸后再将车轮缓慢放下，最后对车轮面积进行计算的一种弯沉检测方法。试验过程中需要对路面的实际温度进行记录以便后续计算时的温度修正。由于贝克曼梁法在计算测试纸面积时会存在保留精确小数（结果精确0.1cm2），而且存在人为主观因数的误差导致测试精度比不上落锤式弯沉仪，此外，贝克曼梁弯沉检测技术过程较为复杂，操作难度较高，一般适用于进行试验，不适用大规模的公路弯沉检测活动。但目前我国路面大多数路面检测标准仍是建立在贝克曼梁弯沉检测技术上的，因此，贝克曼梁法仍是一种比较通用的方法[2]。

2 沥青路面平整度检测技术

2.1 3m直尺平整度检测方法

3m直尺平整度检测方式有两个阶段的检测，第一是施工作业中的利用3米直尺在接缝处位置进行平整度检测，一般路面压实过程中，接缝搭接处质量控制比较困难，因此需要在施工时及时对其进行检测，如检测结果不满足要求时，需要着重对接缝处进行碾压处理。第二是在竣工后，现场验收时，平整度作为影响路面行车舒适性的重要指标是必须满足规范要求的，在验收时利用3m直尺每200m选取两处位置进行测量，每处测量部位连续测5个尺寸。最后，需要注意的是3m直尺开始测量前需要对沥青路面表面进行清扫，防止杂物影响平整度[3]。

2.2 路面激光平整度测定仪

路面激光平整度测定仪是目前较为流行的平整度测量设备，它的主要设备组成包括激光传感器，在激光测定车上装备有十分先进的数据采集系统，数据采集完毕后还配备了与之适应的数据处理系统。路面激光平整度测定仪的主要特点是在测量开始后，激光测定车底部的激光束对沥青路面表面进行角度测试，同时通过车辆底部的激光传感器接受信息，接收后将信息传输至测试车的采集系统中。激光测定车在沥青路面行驶测量过程中是需要分段进行的，每隔一定距离启动、加速和制动，以此来获得沥青路面表面的平整度数据。相比于3m直尺测定方法，路面激光平整度测定仪在测定沥青路面的平整度时通过计算机采集与分析使得测量的精度更高，同时比3m直尺的测量速度更快，能够适用大规模的公路工程检测中。

3 沥青路面无损检测新技术

3.1 探地雷达检测技术

探地雷达技术是目前国外一种先进的无损检测技术方法，主要用于检测城市道路内部病害和地下空洞，探地雷达检测技术是通过向沥青路面内部发射电磁波的形式来获取道路内部的信息，通过接收反射回来的电磁波，分析其频率、振幅和波相等特点来判断地下是否存在空洞或其他病害，在探地雷达向道路内部发射电磁波后其在不同介质中的反射是不同的，在雷达主机接收到这些不同信息后，经过配备的数据分析软件对电磁波进行分析后能够较为准确的得到探测物内部的具体信息。相比传统弯沉检测方法，探地雷达对于地下病害的判断更加直观。

4 工程实践

4.1 工程概况

京藏高速公路张家口段路面K7+900～8+450、K11+300～K16+550等路段出现大规模道路沉陷，由于该道路处于主要道路，封闭交通进行检测十分困难，经过研究后决定采用三维探地雷达方式辅以落锤式弯沉仪对该高速公路进行道路检测，检测方式采用逐车道方式进行。

4.2 三维探地雷达和落锤式弯沉仪检测结果

针对K7+900～8+450、K11+300～K16+550等路段，共计八条车道进行探地雷达检测，检测结果共计发现7处病害，土体病害脱空6处，空洞1处，其中病害主要集中左幅车道，左幅车道病害共计6处，其中大规模土体病害1处，且病害主要集中左幅第二、第三车道。产生该现象的原因可能主要是该道路左幅K7+900～8+450、K11+300～K14+550处于高速公路出口处，且该道路是连接跨地区连接省份主要道路，交通流量大，同时该地区降水充沛导致了在行车荷载和自然降水的共同作用下引起脱空、空洞产生，其中空洞尺寸达到13m×2m，该空洞继续发展将会对道路安全带来严重影响，建议相关单位及时进行开挖确认，确认后采用注浆方式进行修补，保证道路的行车安全。雷达检测结果见表1。

表1 道路工程地质雷达检测数据

为了准确判断病害，对7处进行弯沉检测，根据检测结果可知，落锤式弯沉仪检测结果与三维探地雷达检测结果一致，但相比三维探地雷达检测结果，落锤式弯沉仪检测只能通过弯沉判断是否存在脱空病害而无法判定病害的具体尺寸，因此，三维探地雷达的更加适用于路面地下物体的检测。落锤式弯沉仪检测结果见表2。

表2 落锤式弯沉仪检测结果

5 结语

本文主要研究了高速公路沥青路面试验检测技术和质量控方法，针对路面弯沉检测技术、路面平整度检测技术和最新的探地雷达技术工作原理和测试方法作了简要说明，同时结合工程实践对三维探地雷达技术和落锤式弯沉仪结合检测路面进行了应用，为高速公路沥青路面测试技术和质量控制提供了借鉴。