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沥青混凝土路面检测新技术的应用分析

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李世伟

[导读] 摘要：近年来随着计算机技术、自动化控制技术，高精度测微技术的进步，公路检测技术人工检测向自动化检测技术发展，由破损类检测向无损检测技术发展，由低速度，低精度向高速度、高精度发展。

        合肥工大工程试验检测有限责任公司安徽合肥 230009
        摘要：近年来随着计算机技术、自动化控制技术，高精度测微技术的进步，公路检测技术人工检测向自动化检测技术发展，由破损类检测向无损检测技术发展，由低速度，低精度向高速度、高精度发展。沥青混凝土路面是公路路面的常见形式，同时沥青混凝土路面施工后应对其性能进行科学检测，保证路面的使用性能可充分满足工程的应用需求。基于此，文章就沥青路面检测新技术再进行介绍。
        关键词：公路路面；弯沉试验；平整度；路面损坏；检测
        一、路面检测的必要性
        随着经济的发展，生活水平的提高，人们对公路的需求量越来越大，不仅需要修建更多的公路，建立有效的路面检测系统也是十分必要的：一、建立公路检测的数据库，可对公路的构思设计、施工材料以及各类其他数据进行统计和保存；二、可使公路路面资料进行完整保存，统一数据管理，以便查询和调用各类数据，实时进行更新；三、实现对公路路面问题的全程跟踪和检测，制定适宜合理的养护方案；四、使公路数据采集影响道路正常交通的弊端得以改善，统一数据采集格式，提高数据采集的准确性和工作人员的工作效率；五、规范检测人员的工作，培养其运用科技手段对路面进行检测，形成良好的工作习惯。
        二、路面弯沉试验检测新技术的应用
        1、落锤式弯沉仪。路面结构强度检测的自动弯沉测量系统其通过液压系统提升重捶至设定高度后，释放重棰，重棰做自由落体运动，冲击放置于被测路面上的承载板，使被测路面产生一定的形变量，同时数据采集控制器采集与路面紧密接触的弯沉传感器测蜃的地面形变量以及荷载传感器测量的冲击力，系统还可以采集空气温度、被测路面温度以及沥青温度，这些数据被记录在数据采集分析处理软件的数据库中，并由该软件进行后续的分析处理，系统可以记录至少60ms的时程数据。利用汽车发动机和辅助的蓄电池给设备供电，保证设备的正常运行，无需使用外部电源对蓄电池充电。高灵敏度的DMI系统不仅用于准确测量车辆行驶的距离，还可以换算出当前行车速度，它在车辆低速和高速行驶时都能工作，可以满足设备在检测过程中确定测点位置的需要。弯沉和荷载测量重复性达到1.0%，准确性超过2.0%，性能稳定。
        2、自动弯沉测定仪法。路面承载力检测中自动弯沉测定仪法也是较为常用的检测方法，该方法采用牵引车引导测量仪在规定的速度下匀速行驶，完成弯沉测定的测量仪一般放置在车辆底盘位置的前端，同时还要将其固定在地面上，避免其发生偏移或移动。若后轴双轮隙通过侧头，应及时使用位移传感器完成弯沉的记录工作，此外还要在牵引中不间断测量弯沉值，尤其要重视高密集点部分的强度测量工作。在后续的工作中可使用计算机来输出弯沉检测的结果，从而获得更加完整、准确的弯沉测量值。
        三、路面平整度检测技术
        1、激光路面平整度测定仪。激光路面平整度测定仪是一台装备有激光传感器、加速度计和陀螺仪的测定车，它同时具有先进的数据采集和处理系统。工作时测试车以一定的速度在路面上行使，固定在汽车底盘上的一排激光传感器通过测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，这个距离信号同测试车上装的加速度计信号进行互差，消除测试车自身的颠簸，输出路面真实断面信号。信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着汽车的行进，每隔一定间距，采集一次数据。通过数据分析系统，可显示打印国际平整度指数等平整度检测结果。该类测定仪是一种与路面无接触的测量仪器，测试速度快，精度高。同时还可以进行路面纵断面、横坡、车辙等测量，因此该测定仪有着广阔的应用前景。
        2、车载式颠簸累积仪。车载式颠簸累积仪是路面平整度检测中的一项重要的技术，该技术采用测验车对路面的平整度进行检验。测验车应以规定速度匀速行驶，行驶过程中会由于路面不平整而出现激振，对该数据进行科学分析，可获得路面平整度的有关数据。

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测定时通常采用机械传感器，该传感器可十分有效地测量后轴与车厢之间的单向位移累积值，并在日后的工作中做好该数值的记录工作，以此获得路面平整度分析数据。
        四、沥青路面损坏状况检测新技术
        1、探地雷达。装有探地雷达的车在路上以一定的速度行驶时，探地雷达发射电磁脉冲，并在较短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收机接收，数据采集系统记录返回时间和路面结构中的不连续电介质常数的突变情况。路面各结构层材料的电介质常数明显不同，因此，电介质常数突变处，也就是两结构层的界面。根据测知的各种路面材料的电介质常数及波速，则可计算路面各结构层的厚度或给出含水量、损坏位置等资料。探地雷达检测沥青路面厚度，路面脱空、裂缝、陷落、空涧等病害。其检测速度可达80km/h以上，最大探测深度大于60cm。目前在公路无损检测方面，探地雷达已取得了较好的效果，而且还有更为广阔的应用前景。
        2、摄像测量法。检测时可采用摄像测量法来获取和分析路面检测的基本情况，该技术充分应用了特种快速或高速的摄像机器记录路面产生的不同类型的病害，在记录过程中自动形成录像带，从而为路面情况的检测提供图像支持。之后再测试车上安装专门的测定仪器，测定仪器应按照设定好的速度运行，同时还要在仪器运行的过程中加强数据记录工作。另外检测人员可将录像带带入到现场进行处理，这种检测技术充分利用了现阶段较为完善摄像设备完成检测工作，检测的周期短，效率高，且检测的过程中不需要投入较高的成本，因而该技术在未来的检测工作中也会得到广泛的应用。
        五、无人机载的路面检测系统及检测方法
        无人机载的路面检测系统及检测方法,包括无人机，所述无人机上设置有GPS系统及无人机飞行高度控制系统；所述无人机上搭载有摄像头，所述摄像头连接图像传感器；所述图像传感器的输出端连接至信号放大电路的输入端，所述信号放大电路的输出端连接至信号转换电路的输入端；所述信号转换电路的输出端连接至无线数传电台；所述信号放大电路的输入端连接信号检测及处理电路的输出端，信号检测及处理电路的输入端连接控制器；地面无线数传电台由电平转接板连接地面服务器，搭载在无人机上的无线数传电台与地面无线数传电台通过无线方式通信。能够采集不同的路面信息并分别进行图像处理，建立相应的模型，能够实时动态对路面进行检测。
        六、路面检测机器人
        路面检测机器人，它集成了多种无损检测传感器。其中冲击回波仪、超声波仪、探地雷达等设备用于监测路面内部横向裂纹、路面以下的地质情况及路面内部恶化情况。高清相机则用来拍摄道路路面图像，检测并绘制道路路面的裂缝。无损检测传感器采集到的道路内部数据和相机采集到的道路路面图像，会传递至后台进行分析。开发软件道路检测数据分析处理算法，对采集到的数据进行预处理后实施自动缺陷识别。然后将表观缺陷和结构缺陷进行融合分析，根据行业标准对路面的病害程度进行判定，并以热点图的方式将检测结果呈现给用户。在机场、高速公路、城市主干道等多种应用场景完成数据采集，获取了水泥混凝土、沥青混凝土在不同工况下的海量图像及地质雷达信息，通过机器视觉与人工判读相结合的方式形成了百万量级训练样本。未来随着算法的优化和数据量的扩大，缺陷识别准确率还有继续提升的空间
        结语
        总之，从目前国内公路检测技术情况看，应该尽快组织力量，投入资金，并在国内外已有成果基础上，从公路快速检测设备、技术以及养护新材料、新方法、新工艺等方面，深入系统地开展沥青路面快速检测与养护技术的研究，发展我国自主知识产权的路面快速检测技术，提升我国路面检测技术的规范和行业标准，促进我国路面检测技术的发展、应用及实施，对于全面提高我国公路的管养水平，进而全面提高我国公路工程质量，具有重要意义。
        参考文献
        [1]张晓雪，对路面检测存在的问题及相关新技术的探讨[J].科技创新与应用，2014,(08).
        [2]胡霞光，国内外路面快速检测技术的现状与发展[J]，中外公路，2013，(6).