公路改造工程中路面检测评价技术探析

公路改造工程中路面检测评价技术探析

师玮

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摘要：作为重要的交通基础设施,公路可以刺激经济发展,减少通勤时间,刺激国内需求。但随着交通需求的增加,现有的道路网络已经不能满足交通发展的需要。再加上以前建造的道路,由于发展受限,施工标准低,导致道路疾病,道路状况不佳。目前,汽车运输行业的建设已经从新建转向现代化,高速公路大规模建设的高峰已经过去,更多的道路必须面对维修,维护,升级,升级和扩建,高速公路的现代化也成为道路运输的主要和难点。加强对道路覆盖控制技术的关注对于道路现代化至关重要。

关键词：公路改造；路面检测；技术

引言

随着公路服役年限的增长，公路路面出现各种病害，降低车辆通行的安全性和舒适性。在此情况下，需实施公路改造工程，处理和补强旧路面，恢复路面承载力。在公路改造工程中，路面性能检测评价是设计和施工改造工程的基础。在原检测评价指标的基础上增加对裂缝、车辙、修补损坏等典型病害的评价指标，准确评价路面破损情况，为改造升级路面结构提供依据。

1路面结构层几何参数和力学参数调查与评价

路面结构层的几何和力学参数主要包括路面层厚度、混凝土强度、承载能力等。路面铺装厚度检测一般采用在路面上钻心标本和测量总厚度的方法进行,对心标本结构每一层的混凝土类型进行分析,结合原设计和施工数据,分析确定不同路段的结构组合,为路面修复设计提供依据。断裂和拉伸强度试验按照《道路施工水泥和水泥试验规程》(JTG3420-2020)规定的试验方法进行,并计算断裂强度变化系数和断裂强度标准值。根据道路等级,符合设计标准和交通等级要求,确定水泥混凝土弯曲强度标准值是否符合标准的最低要求,并确定强度匹配。用Beckman梁检查主线上旧式混凝土路面的弯曲度,计算提出的弯曲值和弯曲变率系数,弯曲值越大,路面承受垂直变形的能力越弱,越容易造成损坏,使用寿命越短。

2路面检测技术

2.1路面破损检测方法

路面破损检测主要对典型病害的破坏程度进行检测，计算出路面综合破损率，为路面改造方案设计提供依据。适用于公路改造工程的路面破损检测方法如下：（1）汽车录像法。检测车辆行驶在路面上，由技术人员负责全程录像，根据录像识别路面损坏情况。（2）自动化路况检测技术。采用传感器、统计处理软件、网络定位技术检测路况，自动获取检测数据，此检测技术的作业效率高。

2.2路面结构强度检测

路面设计的强度一般按弯曲值来评定,目前常用的方法主要包括:锤式弯曲机(FDW)、机电自动弯曲机、贝克曼弯曲梁弯曲机、激光动态弯曲系统。动态激光弯曲系统是近年来出现的一种弯曲检测技术,具有检测速度快,测量连续性好,路面杂波小,安全性高,经济性好,对运动干扰小等特点。该技术是根据车辆行驶时的运动负荷进行动态测量,更符合道路的实际使用情况。

2.3路面行驶质量评价方法

路面行驶质量检测主要为路面平整度检测，反映基准面凹凸水平。在路面行驶质量指标检测中，适用于公路改造工程的检测方法为车载式颠簸累积仪、车载式激光平整仪、连续式平整度仪。（1）车载式颠簸累积仪。在检测车辆的后轴与车厢单方向安装位移累积量，采集累积量和测量长度数据，计算出VBI，VBI越大，表明路面平整度越差。（2）车载式激光平整仪。在检测车辆上安装激光平整度仪，该仪器利用激光发射和接收检测信号，自动计算光时差，生成平整度指数IRI。（3）连续式平整度仪。共有8个行车轮和1个装有传感器的检测轮，用检测车辆后挂连续式平整度仪，收集检测数据。

2.4 道路检查

目前,道路上的陷阱检测已经从最初的手动控制和机械控制转变为自动检测。自动测试主要分为超声波测试设备、激光测试设备和数字测试设备。超声波测试设备通过声波回波确定关闭位置,对声源信号处理的要求更高。利用激光引起的变形进行激光探测,在道路上形成曲线陷阱。用数码照片记录数字图像,处理后得到横向曲线。

2.5 回收碎片技术

(1)控制共振参数。旧混凝土板的谐振频率与损伤之间存在一定的联系,其参数值通常为45-48Hz。振幅与旧水泥板的误差变化之间存在一定的联系,其参数为10-20mm。振动强度取决于旧水泥板的厚度,其参数值通常为8吨。(2)弯曲试验和回弹模块试验。在使用钢轮和橡胶轮反复压缩破碎的涂层后,测试人员每10米一次弯曲一层一层一层的顶部表面。承重板试验方法是在相应的测量点对等效的碱层顶表面抽模量和原半刚性基础顶表面抽模量进行现场试验的主要方法。在试验场地选择了两个随机位置,用于挖掘1.2米x1.2米的试验坑。经观察发现,0-8cm碎石层表面的颗粒颗粒呈碎石状,旧水泥板底层有8-24cm的裂缝,但板块完整性良好,裂缝多为水平或倾斜。根据破碎后试验结果,共振层恢复模块的首次试验为233.6MPa(设计说明书要求超过250MPa),针对这一问题,施工单位对共振参数进行调整,调整后的等效模块分别为268.8MPa和295.0MPa的破碎层恢复模块,因此本设计符合相关设计要求。

2.6激光断面检测技术

借助激光断面检测技术，能够最大程度降低人工检测的压力和负担，同时在应用过程中，能够对路面平整度、路面断口等一系列检测内容进行有效判断和说明，实现检测工作的创新化和高效化。不仅如此，在检测过程中，路基路面施工作业的各个环节以及错误施工方式带来的影响，都能够得到有效的说明和诊断。借助激光断面检测技术，能够快速进行判断和分析，助力检测人员查找缺漏，针对路面工程的施工问题进行分析和论述，快速提升公路工程路基路面的检测效率。此外，激光断面检测技术，具有极高的精准性，能够利用激光信号进行路基质量问题的分析和判断。激光路面检测技术，主要检测设备包括激光横梁、检测主控箱、检测距离解码器等，系统在应用过程中，能够自动对检测目标发射激光信号，根据不同的信号折射路径以及信号接收情况进行对比分析，从而了解路基路面的施工质量。

3路面检测评价技术

3.1选取路面检测评价指标

路面检测评价结合改造工程特点选取指标，包括PCI、RDI、RQI，路面裂缝率、路面车辙面积率、路面修补面积率共6项指标，根据特尔菲法确定评价指标权重，设指标为N的目标函数，建立评价矩阵。其中，路面裂缝率指标用于补充PCI指标，按照裂缝宽度计算横向裂缝、纵向裂缝的损坏程度，按照损坏面积计算龟裂、块裂的损坏程度；车辙面积率用于补充RDI指标，使车辙检测评价既考虑车辙深度，又考虑车辙分布广度；修补面积率指标用于反映实际修补对路面破损造成的影响。

3.2高等级公路路面使用性能的评价方法

(1)灰色理论方法:该方法将不确定因素分为灰色类,将路面视为灰色系统,采用定性和定量相结合的方法,根据灰色唯一性原理评价路面使用效率。(2)系统分析法:系统分析法由层次分析法和模糊数学法组成,通过层次划分复杂问题确定权重,综合影响因素,划分层次序。然后根据评价原理评价各指标间的隶属度函数,最终得到综合评价的结果。(3)回归法:该方法依靠专家对各种因素进行主观评价,利用多元回归将主观因素和客观因素联系起来,最终评价路面使用效率。(4)理想点:该方法对预测不确定性问题更为有效,首先确定指标权重,然后利用理想点方法建立评估模型。每种方法都有其优缺点,影响路面使用的诸多因素,必须根据现场实际情况选择合理的评价方法。

结束语

在公路改造工程中，要充分掌握改造工程实际情况，对原路面性能检测评价指标体系进行完善，在原有评价指标的基础上增加路面裂缝率、路面车辙面积率、路面修补面积率三项指标，运用理想点法计算出理想距离，将其作为综合评价路面性能的标准，从而为公路改造方案设计与实施提供依据。

参考文献

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