公路工程试验检测技术在路面损坏评估中的应用探究

公路工程试验检测技术在路面损坏评估中的应用探究

李竹琬

湖北交投智能检测股份有限公司 湖北省武汉市 430051

摘要：随着使用年限的增长和交通量的不断增加，公路路面损坏问题日益严重，如何准确评估路面损坏状况及时采取有效的修复措施，成为公路工程管理中的一项重要任务。公路工程试验检测技术作为评估路面损坏状况的重要手段，具有操作简便、结果准确、可靠性高等优点。通过应用试验检测技术，可以对路面平整度、摩擦系数、结构层厚度等关键指标进行精确测量，从而全面了解路面损坏情况，为后续的修复工作提供科学依据。基于此，本文章对公路工程试验检测技术在路面损坏评估中的应用进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：公路工程；试验检测技术；路面损坏评估；应用

引言

公路工程试验检测技术是公路建设、养护和管理的重要技术手段，对于保障公路工程质量和安全具有重要意义。在公路工程中路面损坏是一个常见的问题，对路面损坏进行及时、准确的评估，对于制定养护策略、延长路面使用寿命具有重要意义。

一、公路路面损坏的类型

公路路面损坏的类型多种多样，主要包括裂缝、变形、松散及其他类损坏。裂缝类损坏是路面损坏中最常见的形式，它们由材料老化、荷载作用或基础不稳定等因素引起。变形类损坏则包括车辙、沉陷和推移等，这些损坏通常由于路面材料在长期使用过程中发生塑性变形或基础支撑不足所致。松散类损坏表现为路面集料脱落、松散，进而影响路面整体强度和平整度。还有其他类损坏，坑槽、泛油等损坏由水损害、施工质量问题或高温影响等多种因素造成。这些不同类型的损坏不仅影响公路的通行能力和行车安全，也增加了养护维修的难度和成本。

二、公路路面损坏评估中存在的问题

（一）评估的准确性与时效性不足

传统的路面损坏评估通常依赖于人工目视检查和手工测量，这种方法不仅耗时耗力，而且受评估人员主观判断的影响较大，导致评估结果的准确性难以保证。随着交通量的增加和车辆荷载的不断变化，路面损坏的速度和程度会迅速发展。传统的评估方法由于需要大量的人力和时间，无法及时反映路面的实际损坏情况。在高峰时段或恶劣天气条件下，路面的损坏会迅速加剧，而传统的评估方法需要数天甚至数周的时间才能完成一次全面的评估，这期间路面的损坏情况已经发生了显著变化。

（二）技术与设备局限性问题

尽管无损检测技术如红外热像技术、超声波检测和雷达探测等在理论上能够提供更为精确的路面损坏信息，但在实际操作中，这些技术的稳定性和可靠性仍有待提高。许多先进的检测设备虽然功能强大，但体积庞大、重量沉重，不便于现场操作和移动。某些高精度的雷达探测设备需要专门的运输和安装，这在实际的路面评估工作中增加了操作的复杂性和成本。这些设备的操作通常需要专业的技术人员，而目前市场上这类人才相对稀缺，这也限制了先进设备的广泛应用。

三、公路工程试验检测技术在路面损坏评估中的应用实践

（一）红外热像技术

红外热像技术是一种非接触式的检测方法，它通过捕捉物体表面的红外辐射来生成热图像，从而分析物体的温度分布。在公路工程中，这种技术被广泛应用于路面损坏的早期检测和评估。当路面结构内部存在损坏时，这些损坏区域会影响热量的传导和分布，导致局部温度异常。红外热像技术能够快速捕捉到这些温度异常区域，通过分析热图像中的温度分布，工程师可以识别出潜在的路面问题。在冬季路面下的水分积聚会导致结冰形成冰冻层，这些冰冻层会阻碍热量的正常传导，使得路面表面出现低温区域。红外热像技术可以清晰地显示出这些低温区域，帮助工程师定位并评估冰冻层的范围和深度，从而采取相应的除冰措施。

（二）超声波检测技术

超声波检测是一种利用超声波在材料中传播的特性来评估材料内部结构和性能的技术，在公路工程中超声波检测被用于检测路面的内部损坏。超声波在不同介质中的传播速度和衰减特性不同，当超声波遇到路面内部的损坏区域时，如裂缝或空洞，超声波会发生反射、折射或散射。通过分析这些反射和透射信号，工程师可以判断路面内部的损坏情况。当路面存在横向裂缝时，超声波在传播过程中遇到裂缝会发生反射，导致接收到的信号强度减弱。通过分析信号的衰减情况，工程师可以估计裂缝的深度和宽度。对于更深层次的损坏，如路面下的空洞，超声波在空洞表面的反射会更加明显，通过分析反射信号的特征，可以定位空洞的位置和大小。

（三）钻芯取样

钻芯取样是一种直接从路面获取材料样本的方法，通过这种方法工程师可以对路面的材料性能和结构状况进行详细的分析和评估。钻芯取样通常使用专门的钻机，在路面上钻取圆柱形的样本，这些样本被称为钻芯。钻芯取样的过程包括选择合适的取样位置、钻取样本、记录取样深度和位置，以及对样本进行标记和保存。取样后，样本会被送往实验室进行进一步的测试和分析。在实验室中，工程师会对钻芯样本进行一系列的物理和力学测试，包括密度测试、抗压强度测试、抗弯强度测试、含水量测试等。这些测试可以提供关于路面材料性能的关键数据，如材料的密度、强度、弹性模量、耐久性等。

（四）图像处理技术

图像处理技术是一种利用计算机视觉和数字图像处理算法来分析和处理路面图像的方法，以自动识别和分类路面的损坏。在图像采集阶段，使用高分辨率的摄像机或无人机搭载的相机对路面进行拍摄，获取高质量的路面图像。预处理阶段包括图像的增强、滤波和去噪等操作，以提高图像的质量和清晰度，去除不必要的噪声和干扰。特征提取涉及从图像中提取出能够代表路面损坏的特征信息，这些特征可以通过边缘检测、形态学操作、纹理分析等算法来提取。模式识别阶段利用机器学习或深度学习算法对提取的特征进行分类和识别，通过大量的训练数据模型可以学习到不同类型损坏的特征，从而在新的图像中进行准确的识别。

（五）数据挖掘技术

数据挖掘技术是一种从大量数据中提取有用信息和知识的方法，它通过统计分析、模式识别、机器学习等手段，发现数据中的规律和趋势，以支持决策和预测。在路面维护领域，数据挖掘技术可以帮助预测路面的损坏发展趋势，提前进行维护和修复。数据挖掘的过程通常包括数据收集、预处理、模型构建和结果分析等步骤。在路面维护中，数据收集来自多种来源，如路面检测设备、交通管理系统、天气记录、历史维护记录等。这些数据包含了路面的使用情况、环境影响、维护历史等多方面的信息。预处理阶段涉及数据的清洗、整合和转换，以确保数据的质量和一致性。模型构建涉及选择合适的算法和参数，以建立能够准确预测路面损坏的模型，常用的模型包括回归分析、决策树、神经网络等，这些模型能够识别数据中的关键因素并据此预测路面的未来状态。

结束语

综上所述，公路工程试验检测技术在路面损坏评估中发挥着不可替代的作用。通过应用该技术，可以实现对路面平整度、摩擦系数、结构层厚度等关键指标的精确测量，为评估路面损坏状况提供科学依据。。随着技术的不断进步和应用的不断深入，相信该技术将在公路工程管理中发挥更加重要的作用，为创建高质量、高标准的公路工程项目提供有力保障。

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