中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
近年來，中國(guó)的高速公路技術(shù)有了很大的發(fā)展，截止2014年底，中國(guó)的高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)到10.6萬公里，超過美國(guó)的9.2萬公里，成為世界第一。中國(guó)的10.6萬公里告訴公路，以瀝青混凝土路面居多，未來幾年內(nèi)，中國(guó)的高速公路里程數(shù)不會(huì)再有大幅度的上升，更多的將放在已有公路的養(yǎng)護(hù)管理上，路面檢測(cè)工作就是養(yǎng)護(hù)中的一項(xiàng)重要工作。
本文總結(jié)了公路瀝青路面常見的檢測(cè)技術(shù)，并分別對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，希望能給瀝青路面檢測(cè)工作者帶來一定的幫助?？偟膩碚f，瀝青路面檢測(cè)技術(shù)主要包括：路面彎沉檢測(cè)、路面平整度檢測(cè)、抗滑性能檢測(cè)和路面智能集成檢測(cè)車。接下來將一一介紹：
一、路面彎沉檢測(cè)
路面彎沉檢測(cè)是我國(guó)柔性路面強(qiáng)度測(cè)量的一項(xiàng)主要指標(biāo)。路面彎沉是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下，路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總垂直變形或垂直回彈變形值。常見的彎沉值的檢測(cè)方法有以下幾種：
（1）貝克曼梁法
貝克曼梁由美國(guó)A.C.Benkilman于1953年發(fā)明，并用于AASHO試驗(yàn)路，后作為補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)及施工時(shí)彎沉檢驗(yàn)的手段，在全世界得到了廣泛應(yīng)用，在我國(guó)已作為路面設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)方法和基本參數(shù)。目前工程上廣泛使用貝克曼梁測(cè)定彎沉，并作為路面彎沉檢測(cè)和竣工、交工驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)方法，其測(cè)量的精確性和代表性非常重要。該方法操作簡(jiǎn)單，但整個(gè)測(cè)試過程全是人工操作，測(cè)試結(jié)果受人為因素的影響較大，而且測(cè)試慢。該方法應(yīng)用范圍是：
①測(cè)定各類路基、路面的回彈彎沉，用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用。
② 測(cè)定的路基、柔性路面的回彈彎沉值可供交工和竣工驗(yàn)收使用。
③ 測(cè)定的路面回彈彎沉可為公路養(yǎng)護(hù)管理部門指定養(yǎng)路修路計(jì)劃提供依據(jù)。
④ 瀝青路面的彎沉以標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時(shí)為準(zhǔn)，在其它溫度進(jìn)行的測(cè)試需要進(jìn)行溫度修正。
（2）激光彎沉測(cè)定儀法
在采用該方法測(cè)定時(shí)，將測(cè)定儀固定在路面上汽車的后輪隙中。利用汽車駛離被測(cè)點(diǎn)時(shí)路面回彈，帶動(dòng)原固定于地面上的硅光電池測(cè)頭向上升起，使激光器發(fā)出的激光束通過進(jìn)光小孔射到硅光電池上產(chǎn)生光電流，并根據(jù)光電流的大小來計(jì)算路面回彈變形的數(shù)值，即路面回彈彎沉值。
這種彎沉儀操作簡(jiǎn)易、精度高、讀數(shù)穩(wěn)定、體積小、質(zhì)量輕、造價(jià)低且容易研制，另外由于該測(cè)定儀依靠光線作為臂長(zhǎng)，可以射得很遠(yuǎn)，加上激光發(fā)射角窄，光點(diǎn)小而紅亮，10m之遠(yuǎn)仍能清晰可見，可用于重剛度路面彎沉檢測(cè)。
（3）自動(dòng)彎沉測(cè)定儀法
本方法適用于各類Lacroix型自動(dòng)彎沉儀在新建、改建路面工程的質(zhì)量驗(yàn)收中，在無嚴(yán)重坑槽、車轍等病害的正常通車條件下連續(xù)采集瀝青路面彎沉數(shù)據(jù)。本方法的數(shù)據(jù)采集、傳輸、記錄和處理分別由專用軟件自動(dòng)控制進(jìn)行。
測(cè)試步驟：
①測(cè)試系統(tǒng)在開始測(cè)試前需要通電預(yù)熱，并開啟工程警燈和導(dǎo)向標(biāo)等警告標(biāo)志。
②在測(cè)試路段前20m處將測(cè)量架放落在路面上，并檢查各機(jī)構(gòu)的部件情況。并設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所需的狀態(tài)。
③駕駛員緩慢加速承載車到正常測(cè)試速度，沿正常行車軌跡駛?cè)霚y(cè)試路段。操作人員將測(cè)試路段起終點(diǎn)、橋涵等特殊位置的樁號(hào)輸入到記錄數(shù)據(jù)中。
④當(dāng)測(cè)試車輛駛出測(cè)試路段后，操作人員停止數(shù)據(jù)采集和記錄，并恢復(fù)儀器各部分至初始狀態(tài)，駕駛員緩慢停止承載車，提起測(cè)量架。
⑤操作人員檢查數(shù)據(jù)文件，文件應(yīng)完整，內(nèi)容應(yīng)正常，否則需要重測(cè)試。
整個(gè)測(cè)定是在測(cè)定車連續(xù)行駛的情況下進(jìn)行的。它可對(duì)路面進(jìn)行高密集點(diǎn)的強(qiáng)度測(cè)量，適用于路面施工質(zhì)量控制、驗(yàn)收和路面養(yǎng)護(hù)管理。
（4）落錘式彎沉儀(FWD)法
本方法適用于測(cè)定在落錘式彎沉儀(FWD)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的重錘下一定高度發(fā)生的沖擊荷載作用，路基或路面表面所產(chǎn)生的瞬時(shí)變形，即測(cè)定在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)彎沉及彎沉盆。并可由此反算路基路面各層材料的動(dòng)態(tài)彈性模量，作為設(shè)計(jì)參數(shù)使用。所測(cè)結(jié)果經(jīng)轉(zhuǎn)換至回彈彎沉值后可用于評(píng)定道路承載能力，也可用于調(diào)查水泥混凝土路面接縫的傳力效果，探查路面板下的空洞等。
測(cè)試原理：FWD是通過計(jì)算機(jī)控制下的液壓系統(tǒng)啟動(dòng)落錘裝置，使一定質(zhì)量的重錘從一定高度自由落下，沖擊力作用于承載板上并傳到路面，導(dǎo)致路面產(chǎn)生彎沉，通過分布于距測(cè)點(diǎn)不同距離的傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面的變形，記錄系統(tǒng)將信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，得到路面測(cè)點(diǎn)彎沉值。FWD測(cè)量是計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，速度快，精度高。檢測(cè)最大速度可達(dá)80km／h，內(nèi)置式落錘彎沉儀的牽引速度可大于lOOkm/h。因此該方法是一種很理想的動(dòng)態(tài)無損檢測(cè)設(shè)備。
測(cè)試步驟：
①承載板中心位置對(duì)準(zhǔn)，承載板自動(dòng)落下，放下彎沉裝置的各個(gè)傳感器。
②啟動(dòng)落錘裝置，落錘瞬即自由落下，沖擊力作用于承載板上，又立即自動(dòng)提升至原來位置固定。同時(shí)，各個(gè)傳感器檢測(cè)結(jié)構(gòu)層表面變形，記錄系統(tǒng)將位移信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，并得到峰值，即路面彎沉，同時(shí)得到彎沉盆。每一測(cè)點(diǎn)重復(fù)測(cè)定應(yīng)不少于3次，除去第一個(gè)測(cè)定值，取以后幾次測(cè)定值的平均值作為計(jì)算依據(jù)。
③提起傳感器及承載板，牽引車向前移動(dòng)至下一個(gè)測(cè)點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行測(cè)定。
二、路面平整度檢測(cè)
路面平整度可定義為路面表面誘使行使車輛出現(xiàn)振動(dòng)的高程變化，它是路面使用性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此平整度的檢測(cè)是路面施工和養(yǎng)護(hù)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。平整度的測(cè)試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類測(cè)定路表凹凸情況，反應(yīng)類測(cè)定路表不平整程度。目前，斷面類設(shè)備包括3m直尺、連續(xù)式平整度儀和激光路面平整度測(cè)定儀等，反應(yīng)類設(shè)備包括車載式顛簸累積儀等。
（1）3m直尺
本方法規(guī)定用3m直尺測(cè)定路表面的平整度。適用于測(cè)定壓實(shí)成型的路面各層表面的平整度，以評(píng)定路面的施工質(zhì)量，也可用于路基表面成型后的施工平整度檢測(cè)。
測(cè)試步驟：
①施工過程中檢測(cè)時(shí)，按根據(jù)需要確定的方向，將3m直尺擺在測(cè)試地點(diǎn)的路面上。
②目測(cè)3m直尺底面與路面之間的間隙情況，確定最大間隙的位置。
③用有高度標(biāo)線的塞尺塞進(jìn)間隙處，量測(cè)其最大間隙的高度(mm)；或者用深度尺在最大間隙位置量測(cè)直尺上頂面距地面的深度，該深度減去尺高即為測(cè)試點(diǎn)的最大間隙的高度。
該方法用于測(cè)定壓實(shí)成型的路面各層表面的平整度，以評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量。但該方法比較落后，測(cè)量效率低下，操作者需要低頭彎腰，現(xiàn)已用得較少。
（2）連續(xù)式平整度儀
本方法規(guī)定用連續(xù)式平整度儀量測(cè)路面的不平整度的標(biāo)準(zhǔn)差σ，以表示路面的平整度，以mm計(jì)。適用于測(cè)定路表面的平整度，評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量，但不適用于在已有較多坑槽、破損嚴(yán)重的路面上測(cè)定。
連續(xù)式平整度儀測(cè)量時(shí)由人或車?yán)瓌?dòng)該儀器前進(jìn)，由于路面不平引起測(cè)量小輪上下擺動(dòng)，并帶動(dòng)位移傳感器的測(cè)桿在傳感器的小孔槽里上下滑動(dòng)。這樣就可以根據(jù)傳感器輸出的電位的正負(fù)及其大小來確定路面平整度。
測(cè)試步驟：
①將連續(xù)式平整度儀置于測(cè)試路段路面起點(diǎn)上。
②在牽引汽車的后部，將連續(xù)式平整度儀與牽引汽車連接好，按照儀器使用手冊(cè)依次完成各項(xiàng)操作。
③啟動(dòng)牽引汽車，沿道路縱向行駛，橫向位置保持穩(wěn)定。
④確定連續(xù)式平整度儀工作正常。牽引連續(xù)式平整度儀的速度應(yīng)保持勻速，速度宜為5km/h，最在不超過12km/h。
采用該類測(cè)定儀靈活性較大，既可人拖，也可車?yán)?，但測(cè)試效率較低(檢測(cè)速度≤12km/h)。
（3）車載式激光路面平整度測(cè)定儀
本方法適用于各類車載式激光平整度儀在新建、改建路面工程質(zhì)量驗(yàn)收和無嚴(yán)重坑槽、車轍等病害及無積水、積雪、泥漿的正常通車條件下連續(xù)采集路段平整度數(shù)據(jù)。
平整度測(cè)定儀是一臺(tái)裝備有激光傳感器、加速度計(jì)和陀螺儀的測(cè)定車，它同時(shí)具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。測(cè)試系統(tǒng)由承載車輛、距離傳感器、縱斷面高程傳感器和主控制系統(tǒng)組成。主控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)試裝置的操作實(shí)施控制，完成數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)與計(jì)算過程。工作是測(cè)試車以一定的速度在路面上行使，固定在汽車底盤上的一排激光傳感器通過測(cè)試激光束反射回讀數(shù)器的角度來測(cè)試路面，這個(gè)距離信號(hào)同測(cè)試車上裝的加速度計(jì)信號(hào)進(jìn)行互差，消除測(cè)試車自身的顛簸，輸出路面真實(shí)斷面信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)將來自激光傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并記錄下來。隨著汽車的行進(jìn)，每隔一定間距，采集一次數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示打印國(guó)際平整度指數(shù)等平整度檢測(cè)結(jié)果。目前產(chǎn)品有Dynatest5051MKIl L9．2C+型激光路面平整度測(cè)定儀，還有盛安連等人研制的激光路面平整度測(cè)定儀等。
測(cè)試步驟：
①測(cè)試開始前讓測(cè)試車以測(cè)試速度行駛5-10km，按規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。
②測(cè)試車停在測(cè)試起點(diǎn)前50-100m處，啟動(dòng)平整度測(cè)試系統(tǒng)程序，調(diào)整至測(cè)試狀態(tài)。駕駛員按照設(shè)備操作手冊(cè)要求的測(cè)試速度范圍駕駛測(cè)試車，宜在50-80km/h之間，避免急加速和急減速，急彎路段應(yīng)放慢車速，沿正常行車軌跡駛?cè)霚y(cè)試路段。
③進(jìn)入測(cè)試路段后，測(cè)試人員啟動(dòng)系統(tǒng)的采集和記錄程序，在測(cè)試過程中必須及時(shí)準(zhǔn)確地將測(cè)試路段的起終點(diǎn)和其他需要特殊標(biāo)記的位置輸入測(cè)試數(shù)據(jù)記錄中。
（4）車載式顛簸累積儀
本方法適用于各類顛簸累積儀在新建、改建路面工程質(zhì)量驗(yàn)收和無嚴(yán)重坑槽、車轍等病害的正常行車條件下連續(xù)采集路段平整度數(shù)據(jù)。本方法的數(shù)據(jù)采集、傳輸、記錄和處理分別由專用軟件自動(dòng)控制進(jìn)行。
測(cè)定時(shí)測(cè)試車以一定的速度在路面上行使，路面的凹凸不平引起汽車的激振，通過機(jī)械傳感器可測(cè)量后軸同車廂之間的單向位移累積值VBI，以cm／km計(jì)。VBI越大，說明路面平整度越差。
測(cè)試步驟：
①測(cè)試開始前讓測(cè)試車以測(cè)試速度行駛5-10km，對(duì)預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱。測(cè)試車停在測(cè)試起點(diǎn)前300-500m處，啟動(dòng)平整度測(cè)試系統(tǒng)程序，調(diào)至測(cè)試狀態(tài)。
②駕駛員在進(jìn)行測(cè)試路段前保持車速在規(guī)定的測(cè)試速度范圍內(nèi)，沿正常行車軌跡駛?cè)霚y(cè)試路段。
③進(jìn)行測(cè)試路段后，測(cè)試人員啟動(dòng)系統(tǒng)的采集和記錄程序，在測(cè)試過程中必須及時(shí)準(zhǔn)確地將測(cè)試路段的起終點(diǎn)和其他需要特殊標(biāo)記點(diǎn)的位置輸入測(cè)試數(shù)據(jù)記錄中。
④沒測(cè)試車輛駛出測(cè)試路段后，儀器操作人員停止數(shù)據(jù)采集和記錄，并恢復(fù)儀器各部分至初始狀態(tài)。
車載式顛簸累積儀測(cè)定路面平整度速度快，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便。可用其檢測(cè)的結(jié)果評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用期的舒適性。
三、路面抗滑性能檢測(cè)
路面抗滑性能是影響行車安全的路面因素，它是指車輛輪胎受到制動(dòng)時(shí)沿表面滑移所產(chǎn)生的力。通常，抗滑性能被看作是路面表面特性，并用輪胎與路面間的摩擦系數(shù)來表示。表面特征包括路表面細(xì)構(gòu)造和粗構(gòu)造，影響抗滑性能的因素有路面表面特征、路面潮濕程度和行車速度?？够阅艿某Ｓ脺y(cè)試方法有：擺式儀法、構(gòu)造深度測(cè)試法和偏轉(zhuǎn)輪拖車法。
（1）擺式儀法
本方法適用于以擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定瀝青路面、標(biāo)線或其他材料試件的抗滑值，用以評(píng)定路面或路面材料試件在潮濕狀態(tài)下的抗滑能力。
擺式儀是動(dòng)力沖擊型儀器，它是根據(jù)“擺的位能損失等于末端橡膠片滑過路面時(shí)克服路面摩擦所做的功”這一基本原理研制而成的。檢測(cè)前對(duì)試驗(yàn)路段按隨機(jī)取樣方法，決定測(cè)點(diǎn)所在橫斷面位置，并做出標(biāo)記。將儀器放在路面測(cè)點(diǎn)上，并使擺的擺動(dòng)方向與行車方向一致。通過按下釋放開關(guān)，使擺在灑了水的路面滑過，指針即可以指出路面的擺值。多測(cè)幾次求平均值作為每個(gè)測(cè)點(diǎn)路面抗滑值。
本方法屬靜態(tài)測(cè)量，效率較低。
（2）構(gòu)造深度測(cè)試法(手工鋪沙法、電動(dòng)鋪沙法、激光構(gòu)造深度儀法)
以手工鋪沙法為例進(jìn)行介紹：
本方法適用于測(cè)定瀝青路面及水泥混凝土路面表面構(gòu)造深度，用以評(píng)定路面表面的宏觀構(gòu)造。
用掃帚或毛刷子將測(cè)點(diǎn)附近的路面清掃干凈，面積不小于750px×750px。將一定體積密度均勻的沙倒在測(cè)點(diǎn)附近的路面上，并盡量攤鋪成圓形。量出構(gòu)成圓的兩個(gè)垂直方向的直徑。取其平均值。并根據(jù)沙子的體積計(jì)算路面表面構(gòu)造深度的測(cè)定結(jié)果。該方法適用于測(cè)定路面表面構(gòu)造深度，用以評(píng)定路面表面宏觀粗糙度、路面表面的排水性能及抗滑性能。該方法原理簡(jiǎn)單，測(cè)量方便，造價(jià)十分低廉，但測(cè)速極低，測(cè)時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大，且安全性也較差。
（3）橫向抗滑系數(shù)測(cè)試車
測(cè)定車上裝有與車輛行使方向20°角的測(cè)試輪。測(cè)定時(shí)，供水系統(tǒng)灑水，降下測(cè)試輪，并對(duì)其施加一定載荷，載荷傳感器測(cè)量與測(cè)試輪輪胎面成垂直的橫向力，此力與輪載荷之比即為橫向力系數(shù)。橫向力系數(shù)越大，說明路面抗滑能力越強(qiáng)。測(cè)試車自備水箱，能直接噴灑在輪前約750px寬的路面上，可控制路面水膜厚度。測(cè)速較高(可達(dá)50km/h)，不妨礙交通，特別適宜于在高速公路、一級(jí)公路上進(jìn)行測(cè)試。
四、路面智能集成檢測(cè)車的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
長(zhǎng)期以來，我們對(duì)路面的指標(biāo)基本上是實(shí)行單項(xiàng)檢測(cè)，這種檢測(cè)的效率不高，而且增加了每次測(cè)量的投資費(fèi)用。根據(jù)聯(lián)機(jī)檢索，現(xiàn)在國(guó)外已有很多國(guó)家開發(fā)成了集成檢測(cè)車，如英國(guó)、日本，另外丹麥、法國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)也已有類似的檢測(cè)車。英國(guó)公路管理局資助研制的“交通狀況調(diào)查高速路況探測(cè)車”于2000年年初亮相。這種車可利用攝像機(jī)對(duì)地面進(jìn)行掃描，并通過車前安裝的20個(gè)激光傳感器對(duì)道路狀況進(jìn)行探測(cè)，可發(fā)現(xiàn)2毫米寬的裂縫。此外，它還可以在高速公路上以100公里以上的時(shí)速探測(cè)道路狀況，可將每年的道路檢測(cè)量提高五倍以上。這種探測(cè)車雖主要用于高速公路和干線公路的檢測(cè)，但也可將其用于對(duì)城市道路的檢測(cè)。它一次可以檢測(cè)兩條車道，每年可對(duì)一萬千米以上的公路網(wǎng)進(jìn)行檢測(cè)，重點(diǎn)檢測(cè)大貨車行駛的車道。
