高速公路瀝青路面構(gòu)造深度檢測技術(shù)

李 寅

（湖南中大檢測技術(shù)集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000）

在判斷路面抗滑性能的時候，路面的構(gòu)造深度是非常重要的指標(biāo)。路面構(gòu)造深度是指在一定面積中路面各個位置的平均深度，根據(jù)平均深度的不同，可將路面劃分為宏觀構(gòu)造以及微觀構(gòu)造。目前，檢測路面構(gòu)造深度的方法非常多，為了驗證各種檢測方法的有效性，文章以某一施工項目為基礎(chǔ)，應(yīng)用不同的檢測方法檢測路面構(gòu)造深度，并對不同檢測方法的檢測結(jié)果進(jìn)行對比和分析，找出最佳檢測方案。

1 工程概況

某高速公路路段起始樁號為LK520+160，結(jié)束樁號為LK574+320，公路為雙向四車道設(shè)計，路段的長度為54.2km，路面結(jié)構(gòu)的主要組合形式為4cmSMA-13型上面層、5cmAC-20型中面層以及6cmAC-25型下面層。該高速公路的施工地區(qū)主要氣候為中亞熱帶季風(fēng)濕潤性氣候，全年降雨量較多，而且公路施工的兩邊是山區(qū)，地勢和地形非常復(fù)雜，因此在車輛行車的時候容易發(fā)生安全事故。為了使行車安全得到保障，應(yīng)該對該路段的路面構(gòu)造深度進(jìn)行檢測，分析該公路的抗滑性能。

2 構(gòu)造深度的類型

以路面構(gòu)造的振幅和波長為基礎(chǔ)，可以將構(gòu)造深度分廠不平整構(gòu)造、大構(gòu)造、宏觀構(gòu)造以及微觀構(gòu)造四種形式。

2.1 微觀構(gòu)造

公路瀝青路面的波幅不大于0.2mm、波長不大于0.5mm的構(gòu)造形式為微觀構(gòu)造。一般情況下，集料表面的凹凸程度對路面表面的微觀構(gòu)造有很大的影響，微觀構(gòu)造較大時，路面的粗糙程度也會相應(yīng)的增加，進(jìn)而使路面的抗滑性能得以提高。

2.2 宏觀構(gòu)造

構(gòu)造的波幅范圍為0.1～20mm、波長范圍為0.5～50mm的情況為宏觀構(gòu)造。一般情況下，混合料集料間的排列及集料粒徑的大小對路面的宏觀構(gòu)造有很大的影響。一方面，宏觀構(gòu)造起到一定的排水作用，使車輛在雨天行駛的安全性得到保障；另一方面，宏觀構(gòu)造還可以增加車輛輪胎的摩擦力。因此，在實際的設(shè)計過程中，一般會按照宏觀構(gòu)造設(shè)計。

2.3 大構(gòu)造

構(gòu)造的波幅范圍為0.1～50mm、波長范圍為50～500mm的構(gòu)造為大構(gòu)造。一般情況下，路面大構(gòu)造是施工問題所導(dǎo)致的，因此大構(gòu)造尺寸非常大，該種構(gòu)造不但排水能力不強(qiáng)，還會影響車輛的通行，所以在對其實際施工中，施工人員應(yīng)該控制施工，防止大構(gòu)造路面類型的產(chǎn)生。

2.4 不平整構(gòu)造

當(dāng)路面偏離基準(zhǔn)平面時就會產(chǎn)生路面不平整構(gòu)造，當(dāng)路面施工質(zhì)量較差時會導(dǎo)致大面積的不平整構(gòu)造出現(xiàn)，所以在對路面施工的時候，施工單位應(yīng)該對施工質(zhì)量進(jìn)行控制，防止不平整構(gòu)造的出現(xiàn)。

3 構(gòu)造深度的檢測方法

目前，檢測構(gòu)造深度的方法有很多，常用的檢測法有手工鋪砂法、圖像法、激光構(gòu)造深度檢測法等。

3.1 鋪砂法

在使用鋪砂法的過程中，應(yīng)該依據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，將體積一定的標(biāo)準(zhǔn)砂攤鋪在一定面積的區(qū)域中，再對該路面進(jìn)行測量和計算，最終得出路面的構(gòu)造深度。通常情況下，常見的鋪砂施工方式有電動鋪砂法和人工鋪砂法。其中，人工鋪砂法具有成本較低、操作便捷等優(yōu)點，但是在實際的操作過程中，其極易受到施工人員水平的影響，影響測試的精確度。相比之下，電動鋪砂法則具有精度準(zhǔn)確性高、檢測效率高等優(yōu)點。

3.2 激光構(gòu)造深度檢測法

通常為了對改建或者新建路面構(gòu)造深度進(jìn)行連續(xù)檢測，會使用激光構(gòu)造深度檢測法，這種檢測方法通常適用于路面無明顯破損的情況，通常是采用道路多功能檢測車檢測，型號為XR-I2-R2-P3-M2-V1。在檢測的時候，由檢測人員對計算機(jī)測量裝置進(jìn)行控制，再使用激光構(gòu)造深度測定儀傳輸和計算收集到的路面信息，最后得到測量后的構(gòu)造深度結(jié)果。在使用激光構(gòu)造深度儀對路面構(gòu)造深度進(jìn)行測定的過程中，駕駛員應(yīng)勻速駕駛車輛，防止出現(xiàn)急停急走的現(xiàn)象，避免出現(xiàn)構(gòu)造深度測定結(jié)果的誤差。在使用該種檢測方法檢測的過程中，檢測人員應(yīng)該進(jìn)行連續(xù)的測量，提高檢測的效率。除此之外，潮濕的地面會使激光被吸收或散射，導(dǎo)致激光的能量被削弱，進(jìn)而使測量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，所以在檢測的時候，應(yīng)該清除路面積水，提高檢測精確度。

3.3 圖像法

在使用圖像法對實際路面進(jìn)行測量的時候，構(gòu)造深度及空隙率都不一致，當(dāng)路面凸起時，平行光線會出現(xiàn)反射；當(dāng)路面凹陷時，光線則會被吸收，這就導(dǎo)致圖像出現(xiàn)不同的灰度值。為了對路面圖像的灰度值進(jìn)行處理，技術(shù)人員可以采用圖像法比例換算，最終確定路面的構(gòu)造深度值。在實際的檢測過程中，圖像轉(zhuǎn)換的完整度并不能得到保障，所以該種檢測方法測試精確度比較低，但其與激光構(gòu)造深度測試法及鋪砂法相比，經(jīng)濟(jì)性、便捷性都比較高。

3.4 其他構(gòu)造深度測試方法

除以上描寫的三種構(gòu)造深度檢測方法以外，目前還出現(xiàn)了新型的路面構(gòu)造深度檢測法，如主成分分析法（PCA預(yù)測法）、環(huán)形紋理測試儀（CT儀法）、排水測定法、三維掃描儀法以及圓形軌道測量儀（CTM）等，但是這些新型檢測方法仍然存在很多問題，而且需要的成本非常高，所以一般工程中不會采用這些方法。

4 工程實踐

在工程的實際施工過程中，為了對路面構(gòu)造深度指標(biāo)進(jìn)行有效的測定，分別使用激光構(gòu)造深度測定儀及人工鋪砂法檢測工程構(gòu)造深度。

4.1 人工鋪砂法

以目前的規(guī)范為基礎(chǔ)，對人工鋪砂法進(jìn)行規(guī)范，并使用鋪砂法檢測LK550+000～LK555+000路段的構(gòu)造深度，檢測的結(jié)果如表1所示。

表1 使用人工鋪砂法對項目路面構(gòu)造深度進(jìn)行檢測的結(jié)果表 單位：mm

從表1可以看出，在對項目段的構(gòu)造深度值進(jìn)行檢測的過程中，使用人工鋪砂法所測的結(jié)果良好。由于各個標(biāo)段之間的深度構(gòu)造值差距并不大，所以項目具有良好的施工質(zhì)量，抗滑性能較好。

4.2 激光構(gòu)造深度測定法

在對施工段構(gòu)造深度進(jìn)行檢測的過程中，使用的激光構(gòu)造深度測定儀頻率為20kHz，各個路段的構(gòu)造深度檢測結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，該種檢測方法與鋪砂法的結(jié)果幾乎一致，因此為了驗證兩種檢測方法的有效性，試驗人員對其進(jìn)行了相關(guān)關(guān)系對比試驗。

（1）在進(jìn)行試驗之前，清理路面雜物，并將在始點和終點做好標(biāo)記；（2）在試驗的過程中，使用鋪砂法沿一側(cè)行車軌跡測試，且得到10個以上點的構(gòu)造深度值，對其平均值進(jìn)行計算；（3）使用車載激光構(gòu)造深度儀以30～50km/h的速度沿鋪砂法的軌跡進(jìn)行測試，并計算該路段的構(gòu)造深度平均值；（4）對兩種方法測得的結(jié)果建立相應(yīng)的相關(guān)關(guān)系式，得出相關(guān)系數(shù)為0.9944，并使用皮爾森相關(guān)系數(shù)對兩者相關(guān)性進(jìn)行評價，結(jié)果如圖1所示。

表2 使用激光構(gòu)造深度測定法對項目路面構(gòu)造深度進(jìn)行檢測的結(jié)果表 單位：mm

圖1 兩種檢測方法的構(gòu)造深度相關(guān)系數(shù)

從圖1可以看出，兩種檢測方法的相關(guān)性為0.9944，因此在對路面構(gòu)造深度進(jìn)行檢測的時候，兩種方法都可行。

5 結(jié)束語

為了對路面的抗滑性能進(jìn)行分析，檢測人員應(yīng)該先檢測路面構(gòu)造的深度，并選擇合適的方法檢測。文章介紹了各種路面構(gòu)造及構(gòu)造深度檢測方法，再以某一工程為基礎(chǔ)，使用激光構(gòu)造深度檢測法及人工鋪砂法對該工程的構(gòu)造深度進(jìn)行檢測，通過檢測結(jié)果可以看出，該施工段具有良好的構(gòu)造深度，抗滑性能良好，且使用兩種檢測方法的檢測結(jié)果相差不大。