沥青路面检测指标与温度修正

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1、沥青路面检测指标与温度修正【摘要】如今沥青路面因其成本低廉和施工方便被广泛用于告诉公路和各种道 路，较改革开发以来，已经取得了很大的发展。在沥青道路建成之后，其后一系 列的养护工作也不可忽略。对于保养路面，首先要对有缺陷和损伤的部分进行修 补，那么沥青路面的检测技术就必不可少。本文将根据路面成分来介绍不同的检 测技术。【关键词】沥青路面；检测；温度修正1.前言沥青路面由于在设计施工时可能存在一定的缺陷，所以在通车几年后加上受所在 路段的环境或者路况影响，可能会产生各种不同的路面损伤。降低路面功能质量 和行驶质量。所以为了保证路面的正常使用，给车辆提供安全的行驶环境，定时 对沥青路面做检测是非常

2、必要的。沥青路面检测是养护工作的一项基本且重要的 内容，它包括路面弯沉检测、路面平整度检测、抗滑性能检测还有路面损坏状况 检测四大检测标准。2.沥青混凝土路面工程质量的检测的项目都有什么呢？2.1、路基：压实度（检查方法：灌水法、灌砂法或环刀法；检查频率：每1000平方取每压实层抽查3点）；道路弯沉（检查方法：弯沉仪检测；检查频率：每车道、每20m测1点）；2.2、基层：原材料质量检测（检查方法：查检验报告、复验；检查频率：按 不同材料进场批次，每批检查一次）；压实度（检查方法：灌水法、灌砂法；检 查频率：每1000平方取每压实层抽查3点）；基层、底基层试件作7d无侧限 抗压强度，（检查方法：

3、现场取样试验；检查频率：每2000平方抽检1组（6 块）；道路弯沉（检查方法：弯沉仪检测；检查频率：每车道、每20m测1 点）；2. 3、沥青面层：原材料质量检测（沥青：检查方法：查出厂合格证、检验报 告并进场复验；检查频率：按同一厂家、同一品种、同一标号、同一批号进场的 沥青（石油沥青每100t为一批，改性沥青每50t为一批）每批次抽检一次；沥 青混合料所用的粗集料、细集料、矿粉、纤维稳定剂等：检查方法：观察、检查 进场检验报告；检查频率：按不同品种产品进场批次和产品抽样检验确定）；沥 青混合料：检查方法：测温；检查频率：全数检查）；沥青混合料马歇尔试验： （检查方法：现场取样试验；检查频率

4、：每日、每品种取样一次）；压实度（检 查方法：马歇尔试验；检查频率：每1000平方取抽查1点）；面层厚度：（检 查方法：钻孔或刨挖；检查频率：每1000平方取抽查1点）；道路弯沉（检查 方法：弯沉仪检测；检查频率：每车道、每20m测1点）。3沥青路面使用性能检测指标路面检测数据是路面使用性能评价和预测的前提，也是路面养护管理决笫 的基础。多年来国内外路面管理系统的应用实践表明，路面管理系统的顺利推 广实施，路面养护管理决策的科学与否，路面基础数据的采集都是非常重要能 因素。根据对道路路面的功能性能、结构性能、结构承载力、安全性能的综合 分析，路面检测主要包括路面平整度检测、路面破损检测、路面弯

5、沉检测和踺 面抗滑能力检测等方面。对于高速公路而言，路面平整度检测和路面破损检澳 最为关键。3.1路面弯沉检测弯沉是反映路基路面综合承载能力的指标，弯沉值越大，承载能力就越 小，反之就越大。其目的是检测路面结构承载力不足的路段，确定路面的使用 寿命，分析路面结构损坏的原因，为制定路面养护维修计划提供依据。弯沉测 试属于无破损路面结构承载力检钡 4 方法，路面表面在荷载作用下的弯沉值，可 以反映路面结构的承载能力。路面弯沉检测技术主要经历了静态弯沉测试和动态弯沉测试两个阶段。 静态弯沉测试常用的仪器是贝克曼梁弯沉仪和自动弯沉仪，其测试速度慢、 精度低；动态弯沉测试主要采用稳态弯沉仪、激光弯沉仪和

6、落锤式弯沉仪 （FWD）,其测试精度高，能够实现快速连续和动态测试的要求。目前FWD 是国内外高等级公路和机场最常用的路面强度无损弯沉检测设备，它能够较 好地模拟行车荷载，对路面的加载方式，很接近路面受行车荷载作用的实际 情况，并且能快速、安全、准确采集到大量路面在荷载作用下的变形信息。针对我国公路半刚性基层沥青路面的结构承载能力，可根据弯沉测试的结果，采用路面结构强度系数(SSi )作为评价指标。SSI=lRlo(51)式中，z。为路面允许弯沉，mm； z。为路面实测弯沉，mm。3.2 路面平整度检测平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一。它是指以规定的标准 间断或连续地量测道路表面的

7、凹凸情况，即不平整度的指标。路面平整度从行 车舒适性、车速、车辆运行经济性和道路养护等多方面直接影响路面的行驶质 量和服务水平，是路面质量及养护管理的重要参考指标。路面平整度的检测技术主要有断面类检测和反应类检测两类。断面类检测是直接沿行驶车辆的轮迹量测路表面高程，得到路表实际纵断 面，通过数学分析后以综合统计量作为其平整度指标。断面类平整度检测的主要 方法有水准测量、梁式断面仪测量、惯性断面仪测量、纵断面分析仪测量等。反应类检测是在测试车上安装传感器和显示器，传感和累积车辆悬挂系统的 累积位移，其测定值为悬挂系统的累积位移量。3.3 路面破损检测路面破损状况是用以确定道路路面维修的主要依据，

8、也是导致路面行驶质量和服务水平下降的重要因素。根据调查，我国高速公路半刚性基层沥青路面 破损现象以裂缝和车辙为主，约占全部破损量的 80左右。由于路面破损所表现出来的形态和特征是多样的，而破损的原因也是多样 的，因此路面破损检测在整个路面检测中是难度和误差最大的一项。路面破损 检测的方法有人工检测和自动检测两种，传统的人工检测方法工作量大、成本 高、效率低，仅适用于一般的国、省道干线公路，对于车速高、流量大的高速 公路而言，则应在条件允许的情况下尽可能采用自动检测设备，提高工作 效率。3.4 路面抗滑能力检测路面的抗滑能力是指车辆轮胎受制动时沿路表面滑移所产生的抗滑力，主 要通过测定道路表面的

9、摩擦系数来确定。车辆轮胎和路面的摩擦系数与路面类 型、轮胎种类、轮胎磨损程度、胎压、车速及路面潮湿状况等多种因素有关。 路面的抗滑能力检测的主要方法有制动距离法、锁轮拖车法、偏转轮拖车法、 摆式仪法等。目前常用的测试仪器是英国 TRRL 研究所开发的横向力系数常规 检测仪(SCRIM, Sideway force Coefficient Routine Investigation Machine),这也 是我国高速公路养护质量检评方法(试行)中推荐的路面抗滑能力检测方 法。SCRIM是一种高速高效检测设备，能够在5090km / h的测速条件下对路 面摩擦系数数据进行高密度采集,可以满足高速公

10、路快速、大规模的不间断交 通测试的要求。在实际应用中，SCRIM测试的横向力系数SFC(Sideway Force Coefficient) 是路面纵向和横向摩擦系数的综合反映,能够较好地表征车辆轮胎受制动时路 面所产生的抗滑力。SFC=FSF(53)式中，F为垂直力，N, SCRIM采用的为2000N； SF为横向力，N。3.5 车辙检测车辙是路面质量检测和养护管理中的一项重要指标。长期以来由于我国缺少相 应高效的检测技术和仪器，而国外的车辙检测仪器价格一般右数百万元，该指标 一直未能列入规范中的必检项目。随着我国高速公路的飞速发展，对高速公路的 性能提出了更高的要求，迫切需要对车辙给出客观

11、的检测，从而科学地指导路面 的养护。目前，国内已引进了车辙检测仪，横向布置的传感器有3个、5个或9个 等。由于在横向范围内探头数量少，车辙精度难以保证，通过分析多传感器车 辙检测原理，提出了一种基于 31路激光位移传感器的路面车辙检测方法，给 出了车辙计算公式，采用 TCPIP 协议进行数据的高速实时传输，可以测量横 向 3750mm 宽度范围内的车辙分布，提高了车辙检测结果的可信度，可满足 高速公路车辙养护检测需要。4.路面弯沉检测技术 弹弯沉值是一种国内外都普遍采用的来表示路基路面的承载能力的数值 , 回弹 弯沉值与承载能力成反比。在路表测试的回弹弯沉值可以反映路基、路面的综合 承载能力。

12、下面将介绍几种国内常见的路面弯沉检测技术。4.1贝克曼梁法此方法是由我国20世纪60年代从国外引进而来的，由于国内路面检测总体水平较落后，此方法还将长期占据弯沉检测市场。测试时将测试 车开至测试点，把杠杆式弯沉仪的测头放于后轮两轮间隙处，就可测得总弯沉值。 卸除荷载后，路面回弹至原形，就可测得回弹弯值。该方法的缺陷在于受人为影 响因素大，测试慢，并且设备昂贵。4.2 激光弯沉测定仪法该方法是将测定仪固定于路 面上汽车后轮间隙中，利用汽车行驶后被测点路面的回弹带动固定于地面的硅光 电池测头向上升起，使得激光器所发出的激光束可以通过进光小孔射到电池上产 生光电流，并根据此光电流的大小来计算路面回弹

13、弯值。此方法操作简单，精准 度高，激光点可视距离较远，可用于刚性路面弯沉检测。4.3 自动弯沉仪测定法 自动弯沉仪是用来测定路面的弯沉值的高效自动化 设备，可对路面进行高密集点的强度测试。特别适用于路面施工质量控制和验收 还有养护工作。其工作原理是根据杠杆原理，让测定车在检测路段以一定速度行 驶，然后把安装于测试车辆前后轴间地盘下的弯沉测定梁放到车辆底盘前段并立 于地面不动，后周双轮间隙通过测头时弯沉就会通过移位就会被传感器记录。这 时候测定梁被以 2 倍汽车速度拖动到下个测量点，如此反复上述步骤，通过计算 机便可得出路面弯沉检测计算结果。4.4落锤式弯沉仪法 此方法又被称为FWD法，FWD可

14、以模拟行车时产生 的冲击荷载量下的弯沉量，让计算机自动采集数据。适用于高级公路和机场路面 的弯沉测量还有承载力评定。此方法是将落锤弯沉仪通过计算机控制下的液压系 统启动落锤装置，使重锤从一定高度落下，其产生的冲击力作用于承载板上，并 且可以传递到路面，导致路面发生不同程度弯沉，由此分布于不同测试点的传感 器便可记录路面弯沉状况，将其输入进计算机后得到测点弯沉以及弯沉盆。该方 法测试速度快，精准度高，是良好的动态无损检测设备。5.路面平整度检测路面平整度是施工质量还有路面服务质量的重要指标，由于路面表层直接于行驶车辆接触，若路面不平整则增加行车阻力，造成车辆与 公路的损耗加剧，同时在雨水天气可能

15、产生积水，加速路面破坏速度。所以路面 平整度检测在沥青路面检测中有着重要地位。下文将介绍几种路面平整度检测方 法。5.1 连续式平整度仪 该方法是由人或车将仪器匀速拉动，因仪器上装有位移 传感器还有距离传感器，所以当仪器移动便会沿路面纵向位置和一定间隔量采集 测试轮的单向垂直位移数据，再用数据统计方法来计算 100m 中的所有数据标准 差，便可来确定路面平整度。 5.2 激光路面平整度仪 此方法需要在地 面清洁干燥的情况下进行测试。将装备有激光传感器和加速度计还有陀螺仪的激 光路面平整度仪以匀速在路面上行驶，固定于汽车地盘上的一排激光传感器通过 测试激光束反射回读书器的角度来测试路面。这个距离

16、信号与测试车上的加速度 计信号进行互差，测试车自身的颠簸消除不计，输出路面真实断面信号。信号处 理系统会把从自激光传感器传来的的模拟信号转换成数字信号并记录下来。随着 汽车的行进，间隔一段距离就采集一次数据。通过数据分析系统就可得出平整度 检测结果。5.3 车载式颠簸累积仪 测试车以一定速度在路面上行驶 , 由于路面上的不 平整状况从而引起车的激振 , 所产生的振动通过机械传感器用来测量后轴同车 厢之间的单向位移累积值VBI （以cm / km计）,VBI越大，说明路面的平整度越 差。测试速度以 32km/h 为宜, 不得超过 40km/h 。本方法适用于评定路面的施 工质量与舒适度，不宜用于

17、破损严重的路面。6.抗滑性能检测路面抗滑性能被看做是路面的表面特征，它影响着汽车行驶的安全。所以，下文将介绍 几种常见的路面抗滑性能检测技术。6.1 激光构造深度仪法 该方法是将高速脉冲半导体激光器产生的红外线投 射到道路表面，利用接收透镜聚焦从投影面上散射的光线到线形布置的光敏二极 管上，接收到最多光线的二极管位置便是此刻到道路表面的距离，再通过一系列 的计算就能得出构造深度。激光构造深度仪操作简便，易于运输，成本费用低廉。6.2 横向抗滑系数测试车此方法是利用装有与测试车行驶方向呈 20的测试轮的测定车在测定时，让供水系统进行洒水，并将测试轮降下然后对其施加一定 荷载，荷载传感器与测试轮轮

18、胎所成的垂直的横向力与测试轮荷载力之比便是： 横向力系数。此系数与路面抗滑能力成正比。此法不妨碍交通，宜用于高速路、 一级公路的抗滑性能测试。7.路面损坏状况检测路面损坏状况检测对于路面安全和结构承载力有着非常重要的意义。沥青路面的损坏状况检测常有以下几种方法。7.1 摄像探测法 此方法是将安装于测试车上的特种快速或者高速摄像机按 一定速度或角度，把检测路面的地面情况拍摄下来，同时在现场对所拍摄的图像 处理成数据。摄像探测法方便快捷，具有先进性，未来会成为路面损坏状况探测 的主流。但我国这方面的研究水平还远落后于国外。7.2 探地雷达 利用装载有探地雷达的测试车在路面上按一定速度行驶，探地 雷

19、达发发射的电磁脉冲会在短时间内穿透路面，脉冲反射波被无线接收器接收， 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。由于 路面各结构层的材料不同，其电介质常数也明显不同，因此，梁结构层的交界处 常会有电介质常熟突变。根据先前实验测出的各路面材料的电介质常数还有波 速，就可以计算路面损坏位置。此方法不仅可用于沥青路面的损坏状况检测，还 可以检测路面空洞或者裂缝病害。探地雷达在公路无损检测应用中的前景也相当 广阔。8. 温度修正FWD无破损弯沉测试技术是评价道路状况的有效工具，FWD弯沉数据的准确性 是结构承载力研究的关键。由于沥青混凝土材料强度的温度依赖性，弯沉以至路 面结构

20、承载能力都随温度而变化。因此，需要把 FWD 弯沉修正为标准温度下， 以便数据的比较是真实有效的。FWD弯沉温度修正主要是解决两个问题：一、沥青路面结构层内温度代表值的确定及其推算方法，二、实测代表温度的弯沉换 算成标准代表温度下的弯沉值，即温度修正系数的确定。代表温度的确定及其推 算主要是借鉴已有的研究成果，用现场采集的温度数据回归温度预测方程。沥青 路面 FWD 弯沉温度修正主要取决于沥青混合料的温度稳定性和沥青层的厚度， 也即是沥青层的结构因素模量和厚度，以及其变化对不同路面结构整体强度的 影响。弯沉与温度的关系实质上就是弯沉与沥青层模量的关系。【参考文献】1 杜小佳浅谈公路沥青路面检测及养护J.甘肃科技,2011(16):143-145.2 柳胜方沥青路面的检测技术J.交通世界,2011(11):255-256.3 靳丽莲沥青路面检测技术及养护的研究J.中国新技术新产品,2010( 15):61-61.4 班钰镇，范兴茜.高速公路沥青混凝土路面机械化施工技术与质量控制J.城市建设理论研 究(电子版),2014,(第3 期).5 孙宇公路沥青路面检测及养护的若干探讨J.城市建设理论研究,2014,(第3期).6 沥青路面可靠性分析与维修 -杨书祥，马士宾著 2010