高速公路路基路面無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

廖連山

（貴州黔通工程技術(shù)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550000）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)的高速公路建設(shè)里程已經(jīng)遠(yuǎn)超其他國(guó)家，位列世界第一，通過高速公路的建設(shè)，促進(jìn)了公路運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也便捷了千家萬(wàn)戶，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、便捷出行提供了重要支撐。與普通公路相比，高速公路每天的通行車流量巨大，這其中不乏一些重型貨車，長(zhǎng)期行駛后，難免會(huì)使得高速公路的路基路面承受較大的載荷壓力，并會(huì)出現(xiàn)損壞情況，如出現(xiàn)裂縫、路基路面松散、變形等，均會(huì)較大程度地影響高速公路的使用壽命，甚至?xí)黾有旭傦L(fēng)險(xiǎn)。通過無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以避免對(duì)高速公路造成損害，并能夠快速獲取高速公路的相關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)。

1 公路病害類型分析

1.1 裂縫類病害

高速公路經(jīng)過長(zhǎng)期碾壓，容易出現(xiàn)病害問題，裂縫類病害便是其中最為常見的一種，而裂縫類病害又可以分為多種類型。

一是縱向裂縫。該裂縫多發(fā)生于道路中間，通過對(duì)縱向裂縫的發(fā)生情況分析來看，多是因溫度應(yīng)力、荷載應(yīng)力以及路基的不均勻沉降導(dǎo)致，這其中不均勻沉降是導(dǎo)致縱向裂縫的主要原因，而這也與公路的長(zhǎng)期應(yīng)用以及管養(yǎng)不到位有關(guān)，是高速公路路基路面檢測(cè)中的重點(diǎn)部分；對(duì)于一些貨運(yùn)車輛行駛較多的高速公路路段，其發(fā)生疲勞開裂縱向裂縫的概率會(huì)明顯增加，這其中溫度也會(huì)起到一定的影響，如因季節(jié)變化，使得路面的瀝青材料出現(xiàn)了溫度性的變化，因此容易形成縱向裂縫[1]。

二是橫向裂縫。據(jù)有關(guān)調(diào)查研究顯示，高速公路橫向裂縫的發(fā)生與路基層面的收縮裂縫、溫度等因素有關(guān)，而且多發(fā)于道路建成1～3年，對(duì)高速公路的質(zhì)量影響十分嚴(yán)重，若是未能夠得到及時(shí)的修復(fù)，裂縫會(huì)越來越大，并形成安全隱患。而且除縱向、橫向裂縫外，也容易出現(xiàn)龜裂、不規(guī)則裂縫等，這均與高速公路路基的結(jié)構(gòu)性破壞有關(guān)，與此同時(shí)，這也是多因素的綜合影響[2]。

1.2 松散類損壞

首先，因多方面因素影響，高速公路在長(zhǎng)期應(yīng)用下容易產(chǎn)生松散類損壞，如坑槽、麻面、脫皮、啃邊等，其中坑槽的發(fā)生率相對(duì)較高，與施工時(shí)的混合料穩(wěn)定性不高、應(yīng)用時(shí)的車輛動(dòng)水壓力較大等因素引起，這也是高速公路水破壞的主要形式之一，對(duì)公路質(zhì)量的影響非常大，尤其是對(duì)于高速公路。

其次，麻面、脫皮問題的出現(xiàn)與施工因素密切相關(guān)，如混合料設(shè)計(jì)不佳、路基路面各層次之間的黏結(jié)不足等[3]。

最后，啃邊的發(fā)生會(huì)使得公路的整體質(zhì)量明顯下降，一般情況下，在高速公路發(fā)生啃邊后，其寬度會(huì)超過10m，若是未能夠得到及時(shí)的處置會(huì)越來越大，從實(shí)際情況分析來看，與路肩密實(shí)度不夠、邊坡排水不暢等因素影響有關(guān)。

除此之外，變形類也是較為常見的一種高速公路病害，發(fā)生率也較高。在高速公路施工時(shí)，本身的材料質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等均可能影響其后續(xù)應(yīng)用情況，甚至?xí)^大程度地威脅公路的應(yīng)用質(zhì)量和壽命，因此當(dāng)下在高速公路的管理中，要著重注意對(duì)高速公路的質(zhì)量檢測(cè)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題[4]。

2 傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的局限性

高速公路一直是我國(guó)的重點(diǎn)基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，“要想富先修路”這一理念一直是當(dāng)前我國(guó)交通領(lǐng)域發(fā)展的根本理念，而在高速公路的應(yīng)用中，更要對(duì)其進(jìn)行定期的質(zhì)量檢測(cè)，提前評(píng)估高速公路出現(xiàn)裂縫、松散等問題的風(fēng)險(xiǎn)，便于及時(shí)制定防范對(duì)策[5]。

在高速公路路基路面的質(zhì)量檢測(cè)中要重視對(duì)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，過去多以傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)為主，如鉆孔取樣法便是比較有代表性的一種，但是在該方法的應(yīng)用中，需要通過鉆孔的方式采集一部分公路樣本，通過實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)來獲取公路相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，然后與公路的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相比對(duì)，進(jìn)而可以反映出高速公路的基本情況。然而，就實(shí)際情況來看，這一傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)具有局限性，需要取樣、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，整體流程十分復(fù)雜，耗時(shí)也較長(zhǎng)；不僅如此，在質(zhì)量檢測(cè)時(shí)一般會(huì)對(duì)某一路段進(jìn)行采樣，無(wú)法反映出整體性的公路質(zhì)量?？偠灾?，高速公路路基路面的質(zhì)量檢測(cè)十分重要，但是由于傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限性，將會(huì)較大程度地影響檢測(cè)準(zhǔn)確性，無(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)高速公路的整體情況，并且也會(huì)給后續(xù)公路的管養(yǎng)措施實(shí)施帶來不良影響[6]。而且如此一來，真正存在安全隱患問題的路段可能未得到檢測(cè)及后續(xù)管養(yǎng)，并會(huì)隨著時(shí)間的推移愈加嚴(yán)重，并提升高速公路運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在2020年時(shí)高速公路建設(shè)里程已經(jīng)達(dá)到了16.1 萬(wàn)km，便捷了相關(guān)領(lǐng)域的貨物運(yùn)輸，同時(shí)也給人們的出行帶來了非常大的便利，但是這也給高速公路的檢測(cè)工作帶來了較大的難度，就當(dāng)下實(shí)際情況來看，高速公路的質(zhì)量檢測(cè)已經(jīng)不再需要應(yīng)用傳統(tǒng)的打孔取樣方法，無(wú)損化的檢測(cè)技術(shù)不僅不會(huì)在檢測(cè)時(shí)給公路帶來?yè)p傷，而且檢測(cè)的準(zhǔn)確性也得到了極大的提升。當(dāng)前我國(guó)的道路質(zhì)量檢測(cè)受重視度越來越高，原有檢測(cè)技術(shù)的效率低下，已經(jīng)不再能夠適用于當(dāng)前實(shí)際形勢(shì)，因此需要應(yīng)用更加智能化、高效化的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。

3.1 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)

地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)在當(dāng)前的高速公路質(zhì)量檢測(cè)中有較高的應(yīng)用頻率，在使用該方法檢測(cè)時(shí)，可以通過雷達(dá)天線發(fā)射電磁波，電磁波在觸碰到高速公路路面后，便可及時(shí)向控制中心反應(yīng)相關(guān)信號(hào)，而且在高速公路的質(zhì)量檢測(cè)中，電磁波會(huì)因路面的裂縫、松散情況而反射回不同的電磁波信號(hào)，控制中心便可通過信號(hào)的差異獲取有關(guān)高速公路路面的大致情況，對(duì)于一些情況比較嚴(yán)重的裂縫、龜裂會(huì)松散情況，會(huì)盡快給予填筑處理[7]。雖然地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但是在其實(shí)際應(yīng)用中也有明顯不足，若是高速公路的路基本身便無(wú)良好的穩(wěn)定性，那么電磁波的信號(hào)反射便會(huì)雜亂無(wú)章，極大地影響高速公路質(zhì)量檢測(cè)工作的開展；同時(shí)，雷達(dá)檢測(cè)時(shí)，主要依靠電磁波反射，但是部分路基填料的導(dǎo)電率、頻率可能會(huì)影響電磁波穩(wěn)定性，并降低其穿透深度，因此其局限性相對(duì)較高。

3.2 路基動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)檢測(cè)

高速公路每天會(huì)有大量的車輛駛過，使得路基路面均會(huì)受到較大的壓力載荷，尤其是一些貨運(yùn)車輛較多的高速公路，壓力載荷會(huì)更大，這也是導(dǎo)致路面損壞的主要原因。目前，對(duì)于高速公路的質(zhì)量檢測(cè)也會(huì)應(yīng)用到路基動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)，在其幫助下能夠重點(diǎn)對(duì)路基的載荷大小進(jìn)行檢測(cè)，一般情況下需使用測(cè)試儀設(shè)備，由相應(yīng)的檢測(cè)車運(yùn)輸，對(duì)高速公路進(jìn)行落錘，然后通過設(shè)備收集落錘后路基所承受的壓力數(shù)據(jù)，如此一來便可獲取相應(yīng)的動(dòng)態(tài)載荷數(shù)據(jù)，并且要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用多型號(hào)的儀器設(shè)備和車輛，從而形成完善的動(dòng)態(tài)載荷數(shù)據(jù)模型，如此便能夠達(dá)到對(duì)高速公路質(zhì)量信息的整體性分析。但是這一措施相對(duì)較為耗時(shí)，流程也比較復(fù)雜。

3.3 路面檢測(cè)

高速公路的質(zhì)量檢測(cè)主要以路面具體情況為主，路面檢測(cè)技術(shù)便是這其中的主要技術(shù)之一，在其幫助下，能夠重點(diǎn)對(duì)路面實(shí)施較為全面的檢測(cè)，而且與前兩種檢測(cè)技術(shù)相比有更為智能化、信息化的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)效率也更高。在正式進(jìn)行路面檢測(cè)時(shí)，會(huì)應(yīng)用到智能道路檢測(cè)車，在其幫助下，可正常駕駛檢測(cè)車行駛在高速公路上，通過設(shè)備獲取路面的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，如破損程度、車轍印記、摩擦力等，最終可以形成一個(gè)完整且全面的數(shù)據(jù)模型。在實(shí)際的應(yīng)用中，路面檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)較為先進(jìn)，這得益于設(shè)備本身的車轍測(cè)量模塊、平整度測(cè)量模塊，例如對(duì)于平整度的檢測(cè)，可以通過平整度測(cè)量模塊控制高精度激光測(cè)距機(jī)，然而在檢測(cè)車行駛過程中獲取路面的平整度相關(guān)數(shù)據(jù)，車轍測(cè)量模塊的應(yīng)用原理也是如此。路面檢測(cè)技術(shù)還可以進(jìn)行高速公路抗滑性能的檢測(cè)，這其中多應(yīng)用橫向力系數(shù)原理，通過模擬汽車在高速公路上的制動(dòng)情況、勻速行駛情況、輪胎的摩擦力情況來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。該技術(shù)還能夠被應(yīng)用到路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)，而且要與動(dòng)態(tài)載荷試驗(yàn)檢測(cè)配合應(yīng)用，以落錘觸碰路面的途徑的同時(shí)檢測(cè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.4 三維巡檢技術(shù)

從前文所述檢測(cè)技術(shù)來看，其中存在有明顯的不足，隨著時(shí)代的發(fā)展，高速公路的質(zhì)量檢測(cè)工作愈加繁重且復(fù)雜，而以上檢測(cè)技術(shù)均有局限性，無(wú)法進(jìn)一步提高檢測(cè)效率，那么對(duì)此便要應(yīng)用更為智能化、先進(jìn)化的檢測(cè)技術(shù)，并提高檢測(cè)效率，如此才能夠適應(yīng)愈加復(fù)雜的道路質(zhì)量檢測(cè)現(xiàn)狀。目前，道路三維巡檢技術(shù)正在被逐步應(yīng)用到高速公路的質(zhì)量檢測(cè)中，而且不同于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，其更加高效、全面和規(guī)范，并已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)字信息化技術(shù)，整體先進(jìn)程度更高，可以集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、技術(shù)規(guī)程和數(shù)據(jù)平臺(tái)管理為一體，以下將會(huì)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。

在三維巡檢技術(shù)的應(yīng)用中，主要以道路三維快速巡檢系統(tǒng)-RFIS 為主，能夠通過檢測(cè)車攜帶的三維巡檢設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備主體包括激光掃描儀、工業(yè)相機(jī)、全景相機(jī)等多個(gè)部分組成，技術(shù)人員在開展檢測(cè)工作前，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試設(shè)備，確保系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可開車在需要進(jìn)行檢測(cè)的高速公路行駛，速度保持在60km/h 即可，隨后設(shè)備便可通過自帶相機(jī)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；再者激光掃描儀設(shè)備具有極高的精準(zhǔn)性，據(jù)悉，其測(cè)距精度能夠達(dá)到1mm，測(cè)距精度、點(diǎn)頻、線頻分別為0.5mm、100 萬(wàn)點(diǎn)、200Hz，同時(shí)其工業(yè)相機(jī)、全景相機(jī)等也均能夠達(dá)到非常先進(jìn)的水平，可以有效對(duì)路面車轍、平整度、損壞情況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，而且整體誤差度保持到了非常小的范圍[8]。在數(shù)據(jù)收集后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)相關(guān)路基路面信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這其中應(yīng)用了非常先進(jìn)的多源點(diǎn)云、圖像數(shù)據(jù)處理軟件，包括路面檢測(cè)模塊和資產(chǎn)數(shù)字化模塊，能夠?qū)λ@取的道路數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字化處理，例如在路面檢測(cè)時(shí)，可以更為詳細(xì)地將其分為多個(gè)檢測(cè)功能，即沉陷坑槽檢測(cè)、路面裂縫檢測(cè)、平整度檢測(cè)等等，使得高速公路的相關(guān)數(shù)據(jù)信息獲取更為全面、詳細(xì)。在三維巡檢技術(shù)的應(yīng)用中，已經(jīng)形成了可以專門服務(wù)該項(xiàng)技術(shù)工作的技術(shù)規(guī)程，能夠根據(jù)當(dāng)前我國(guó)道路的管理要求、設(shè)備要求、適用范圍等多個(gè)方面進(jìn)行綜合性梳理，并給予評(píng)價(jià)。三維巡檢技術(shù)在未來將會(huì)成為主流的高速公路檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，而且其中已經(jīng)深入應(yīng)用了信息化技術(shù)，我國(guó)交通運(yùn)輸部門對(duì)此重視度非常高，正在逐步推動(dòng)道路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化管理平臺(tái)的建設(shè)，這其中便包括智能巡檢、道路運(yùn)維和互聯(lián)網(wǎng)，使得道路管理將會(huì)更加高效化、數(shù)字化、智能化[9]。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在高速公路建成并投入應(yīng)用后，幾乎每天均會(huì)承受巨大的載荷壓力，路基路面作為承受載荷壓力的主要部分，極有可能受到一定的不良影響。為保障高速公路路基質(zhì)量以及其使用壽命，要重視對(duì)路基質(zhì)量檢測(cè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于高速公路的路基質(zhì)量檢測(cè)已經(jīng)不再需要應(yīng)用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，而是可以采用更為先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，在該技術(shù)的幫助下，能夠更為高效、安全地進(jìn)行高速公路路基質(zhì)量檢測(cè)，而且準(zhǔn)確性也有明顯提升，對(duì)保障高速公路的安全、穩(wěn)定應(yīng)用十分重要。