唐天虎

摘要 為優(yōu)化道路施工質(zhì)量，延長(zhǎng)道路使用壽命，研究道路施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐方法。文章針對(duì)所選道路工程，分別設(shè)計(jì)瀝青混凝土面層缺陷檢測(cè)、抗滑性能檢測(cè)以及平整度與壓實(shí)度檢測(cè)四種無(wú)損檢測(cè)方法，通過(guò)這些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)依次檢測(cè)道路施工現(xiàn)場(chǎng)的施工質(zhì)量，評(píng)估道路施工效果。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工無(wú)損檢測(cè)可知：通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可精準(zhǔn)測(cè)定道路不同區(qū)域的面層缺陷深度與實(shí)際缺陷深度基本一致，且能夠有效檢測(cè)出道路的橫向力系數(shù)，從而評(píng)估道路抗滑性能。

關(guān)鍵詞 道路施工；無(wú)損檢測(cè)；橫向力系數(shù)

中圖分類號(hào) U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0113-03

0 引言

道路施工是建設(shè)和維護(hù)高質(zhì)量道路網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于城市交通、物流運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要[1]。但在道路施工過(guò)程中，為保障道路施工的可靠性，需要采用有效方式對(duì)施工效果進(jìn)行檢驗(yàn)。目前，道路質(zhì)量檢驗(yàn)方式有較多類型，例如鉆芯法、超聲波檢測(cè)法等，其中，超聲波檢測(cè)法屬于無(wú)損檢測(cè)方法，無(wú)損檢測(cè)是一種利用非破壞性測(cè)試技術(shù)進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)評(píng)估和質(zhì)量控制的方法[2]。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)，可以評(píng)估新建道路結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，包括路面的均勻性、平整度、厚度以及潛在的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。同時(shí)，無(wú)損檢測(cè)可以提供對(duì)道路結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息，包括路面和下方結(jié)構(gòu)的特性和性能，這有助于施工人員優(yōu)化施工方案，對(duì)道路施工建設(shè)具有重要意義[3]。為此，該文研究道路施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，設(shè)計(jì)不同的無(wú)損檢測(cè)方法，對(duì)道路質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估，以此提高道路的安全性，減少交通事故的發(fā)生。

1 道路施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)方法研究

1.1 工程概況分析

某二級(jí)公路路面施工工程長(zhǎng)度為48 km，該公路面層為銑刨重鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，面層厚度為6 cm。該道路工程施工結(jié)束后，為評(píng)估其施工質(zhì)量，需要采用有效的檢測(cè)方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工效果進(jìn)行檢測(cè)。采用不同無(wú)損檢測(cè)方法分別對(duì)路面施工現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混凝土面層缺陷、路面抗滑性能、路面平整度與壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)方法設(shè)計(jì)

1.2.1 瀝青混凝土面層缺陷檢測(cè)

超聲波檢測(cè)是道路無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中常用的一種技術(shù)，其利用超聲波在路面瀝青混凝土面層內(nèi)部傳播的特性進(jìn)行缺陷檢測(cè)和評(píng)估。在道路無(wú)損檢測(cè)中，超聲波可以用于檢測(cè)路面瀝青混凝土面層中的裂縫、空洞、薄弱層等問(wèn)題[4]。

該文在進(jìn)行道路瀝青混凝土面層無(wú)損檢測(cè)時(shí)，采用小鋼珠撞擊道路面層瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，在完成機(jī)械撞擊后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過(guò)超聲波探頭實(shí)時(shí)獲取低頻應(yīng)力聲波，利用這一反射的聲波評(píng)估瀝青混凝土面層的損傷狀態(tài)。若聲波波形發(fā)生不規(guī)律變化，則表示被測(cè)區(qū)域存在質(zhì)量缺陷，此時(shí)檢測(cè)人員可利用超聲波精準(zhǔn)定位缺陷位置。當(dāng)瀝青混凝土面層有超聲波穿過(guò)時(shí)，可通過(guò)公式（1）、公式（2），給出聲速異常臨界判斷依據(jù)：

（1）

（2）

式中，vi、vD——第i個(gè)被測(cè)點(diǎn)的聲速值與聲速臨界值；——瀝青混凝土面層的聲速平均值；σv——瀝青混凝土面層的聲速標(biāo)準(zhǔn)差；n——被測(cè)點(diǎn)數(shù)。

當(dāng)檢測(cè)人員采用超聲波進(jìn)行瀝青混凝土面層缺陷檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)公式（3）計(jì)算缺陷區(qū)域：

（3）

式中，PSD——被測(cè)區(qū)域缺陷區(qū)域；ti——第i個(gè)測(cè)點(diǎn)聲時(shí)值；ti?1——第i?1個(gè)測(cè)點(diǎn)聲時(shí)值；Zi、Zi?1——第i個(gè)與第i?1個(gè)測(cè)點(diǎn)深度。通過(guò)上述方式的計(jì)算，即可獲取路面被測(cè)瀝青混凝土面層不同區(qū)域的缺陷深度情況，以此可以評(píng)估路面的施工質(zhì)量。

1.2.2 路面抗滑性能無(wú)損檢測(cè)

路面抗滑性能檢測(cè)對(duì)于道路施工安全性檢測(cè)具有重要意義，抗滑性能指的是路面表面與車輛輪胎之間的摩擦性能，其直接影響車輛在行駛過(guò)程中的制動(dòng)、轉(zhuǎn)彎和加速控制[5]。通過(guò)對(duì)路面抗滑性能進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理路面摩擦力不足的問(wèn)題，為此，該文通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)路面抗滑性能進(jìn)行檢測(cè)。

在進(jìn)行實(shí)際抗滑性能無(wú)損檢測(cè)時(shí)，從道路施工現(xiàn)場(chǎng)中選取具有代表性的一段直線道路路段進(jìn)行測(cè)試，先清潔該路段路面，清理施工雜物，之后將摩擦測(cè)定儀器安裝在測(cè)試車輛上，并確保其與車輛安全可靠連接。之后在該路段噴灑水、沙礫等材料，模擬不同路況，按照規(guī)定的行駛速度駕駛測(cè)試車輛通過(guò)這一路段，并通過(guò)摩擦測(cè)定儀器實(shí)時(shí)記錄路面的摩擦系數(shù)。經(jīng)過(guò)多次往返測(cè)試后，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄測(cè)試過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)軟件中，對(duì)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，從而獲取路面行駛過(guò)程中的橫向力系數(shù)。橫向力系數(shù)是一種能夠直觀反映路面抗滑性能的指標(biāo)，這一系數(shù)指的是車輛在行駛過(guò)程中受到的側(cè)向力與軸向力之比，其反映了路面對(duì)車輛橫向操作性的影響，以此判斷路面的抗滑性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，評(píng)估路面的安全性和可行性。

1.2.3 路面平整度無(wú)損檢測(cè)

高速路面施工結(jié)束后，如果路面存在凹凸不平或明顯的高低差，車輛在行駛過(guò)程中就容易發(fā)生晃動(dòng)、顛簸和失控，增加交通事故的風(fēng)險(xiǎn)。而平整的路面能提供良好的行車舒適性，減少車輛和乘客的不適感。具體平整度檢測(cè)過(guò)程可通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)：

（1）設(shè)備準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好路面平整度檢測(cè)所需的設(shè)備，例如激光平整儀、測(cè)量車輛等。

（2）安裝測(cè)量設(shè)備：將激光平整儀等設(shè)備安裝在測(cè)量車輛上，通常測(cè)量車輛會(huì)配備高精度慣性測(cè)量單元，以獲取準(zhǔn)確的路面數(shù)據(jù)。

（3）車輛行駛：測(cè)量車輛在道路施工現(xiàn)場(chǎng)以一定的速度進(jìn)行行駛，同時(shí)，設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)記錄路面的數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)采集：測(cè)量車輛通過(guò)激光平整儀和慣性測(cè)量單元采集路面的高度和位置信息，激光平整儀會(huì)發(fā)射激光束，測(cè)量路面的高度和坡度，并將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

（5）數(shù)據(jù)分析：通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，軟件會(huì)根據(jù)特定的算法和標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為路面平整度的指標(biāo)IRI，從而對(duì)路面的平整度進(jìn)行評(píng)估和判定。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求，判斷路面是否達(dá)到要求的平整度標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 路面壓實(shí)度無(wú)損檢測(cè)

通過(guò)壓實(shí)度檢測(cè)也可以有效評(píng)估道路施工質(zhì)量，傳統(tǒng)路面壓實(shí)度檢測(cè)方法通常采用鉆芯法，這一方法會(huì)影響道路結(jié)構(gòu)，對(duì)路面造成損傷，而該文研究采用無(wú)損檢測(cè)方法精準(zhǔn)檢測(cè)路面壓實(shí)度情況，并采用集成式?jīng)_擊車、速度測(cè)試儀以及壓實(shí)計(jì)作為檢測(cè)儀器。通過(guò)集成式?jīng)_擊車搭載速度測(cè)試儀與壓實(shí)計(jì)在道路上進(jìn)行測(cè)試，記錄路面施工現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)頻率與沖擊力等參數(shù)，將記錄的數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到可靠的路面壓實(shí)度指標(biāo)，并與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，以確定路面質(zhì)量狀況，利用評(píng)估結(jié)果，識(shí)別路面可能存在的缺陷問(wèn)題。

2 檢測(cè)結(jié)果分析

為評(píng)估該文設(shè)計(jì)的不同道路施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是否可靠，將這些檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在道路施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)道路質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，從已施工的道路中選取1 km直線形路段進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在1 km中每間隔100 m設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，分析無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同測(cè)點(diǎn)之間的無(wú)損檢測(cè)效果，具體分析如下。

2.1 瀝青混凝土面層缺陷檢測(cè)

應(yīng)用該文設(shè)計(jì)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，對(duì)瀝青混凝土面層的缺陷區(qū)域深度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比實(shí)際缺陷深度，評(píng)估該技術(shù)的檢測(cè)效果，分析結(jié)果如圖1所示。

通過(guò)圖1分析可知，當(dāng)通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)不同測(cè)點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行缺陷深度檢測(cè)時(shí)，可快速完成每一測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)。經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，測(cè)點(diǎn)4、測(cè)點(diǎn)7位置的缺陷深度接近于0 mm，說(shuō)明這兩處并未出現(xiàn)構(gòu)造缺陷，可以確保其瀝青混凝土面層具有良好的穩(wěn)定性，而其他測(cè)點(diǎn)位置均存在一定的缺陷問(wèn)題，其中，測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)3以及測(cè)點(diǎn)9的缺陷深度相對(duì)較大，達(dá)到10 mm以上。對(duì)比檢測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該文檢測(cè)到的缺陷深度并未出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，說(shuō)明該檢測(cè)技術(shù)具有精準(zhǔn)的檢測(cè)效果，可為道路施工提供良好的缺陷深度檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2.2 路面抗滑性能分析

對(duì)路面每間隔100 m處的橫向力系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，以此判斷路面施工后的抗滑性能，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

在一般情況下，路面橫向力系數(shù)越高越好，較高的橫向力系數(shù)意味著車輛在轉(zhuǎn)彎或緊急制動(dòng)時(shí)具有更好的抓地力，能夠更好地控制方向穩(wěn)定性和減少側(cè)滑的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)表1的檢測(cè)結(jié)果可知，在不同測(cè)點(diǎn)區(qū)域中，橫向力系數(shù)最高為0.62，最低為0.53，均保持較高水平?？梢?jiàn)，該路面整體均具有一定的抗滑能力，可以避免車輛在行駛過(guò)程中發(fā)生意外事故，通過(guò)該文技術(shù)的檢測(cè)，可有效評(píng)估路面每一區(qū)域的抗滑效果。

2.3 路面平整度檢測(cè)

在道路施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用路面平整度無(wú)損檢測(cè)方法，測(cè)試路面不同區(qū)域的平整度情況，并以IRI指標(biāo)表示，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

IRI是一種用于評(píng)估道路平整度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，該指標(biāo)是通過(guò)測(cè)量車輛在道路表面垂直方向上的顛簸或振動(dòng)來(lái)計(jì)算的，較高的IRI值表示道路表面更為粗糙，而較低的IRI值表示道路表面更為平整。通過(guò)該文的平整度無(wú)損檢測(cè)可以看出，在對(duì)道路上所有測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，每一測(cè)點(diǎn)的平整度均保持在2以下，根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》可知，當(dāng)?shù)缆稩RI值小于等于4.2，即可表明其平整度符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，由此可見(jiàn)，該道路被測(cè)區(qū)域平整度均符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 道路壓實(shí)度分析

通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)道路每一測(cè)點(diǎn)上的壓實(shí)度，并對(duì)比壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值，以此分析不同檢測(cè)區(qū)域壓實(shí)度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。

通過(guò)該文檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)可知，僅有測(cè)點(diǎn)1位置的壓實(shí)度不符合道路質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而測(cè)點(diǎn)9的壓實(shí)度接近于92%，可見(jiàn)這一被測(cè)路面的測(cè)點(diǎn)1與測(cè)點(diǎn)9區(qū)域仍需重新進(jìn)行碾壓施工，通過(guò)該技術(shù)的檢測(cè)，可精準(zhǔn)評(píng)估路面不同區(qū)域的壓實(shí)度情況，以此可為路面施工提供良好的質(zhì)量評(píng)估方法，保障道路施工效果。

3 結(jié)論

在道路施工現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以幫助監(jiān)測(cè)和評(píng)估新建道路或維修道路的質(zhì)量，提供有效的質(zhì)量控制手段，并確保道路的安全性。未來(lái)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將在道路工程中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，為路面建設(shè)和維護(hù)提供更好的便捷性和可靠性。

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