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公路路面技術(shù)狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)是公路建設(shè)與資產(chǎn)管理中的關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性技術(shù)，它不僅對(duì)檢驗(yàn)和控制工程質(zhì)量至關(guān)重要，而且還決定著公路資產(chǎn)管理及養(yǎng)護(hù)決策的科學(xué)化程度。

國外在路面檢測(cè)技術(shù)方面的研究已經(jīng)有40多年的歷史，而且根據(jù)國情和發(fā)展需求，各國采用了不同的研究思路和方法，形成了不同風(fēng)格和特點(diǎn)的檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)設(shè)備。我國從20世紀(jì)80年代后期開始，通過設(shè)備和技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)，在公路路面檢測(cè)領(lǐng)域也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

目前，公路檢測(cè)技術(shù)裝備越來越趨向于多功能、多維度綜合檢測(cè)裝備。如何能夠更加高效、準(zhǔn)確、便捷地完成大規(guī)模路網(wǎng)的檢測(cè)任務(wù)，將是未來路面技術(shù)狀況自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的方向。同時(shí)，隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息化、智能化、便攜化、大數(shù)據(jù)等趨勢(shì)也將不斷加速與傳統(tǒng)的路況檢測(cè)技術(shù)相融合，從而推動(dòng)公路養(yǎng)護(hù)及管理技術(shù)的全面進(jìn)步。

為此，本刊特邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)的專家系統(tǒng)性介紹了路面檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備，以及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1 路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)的內(nèi)容和方法

圖1 公路技術(shù)狀況評(píng)定指標(biāo)體系

路面使用性能從不同角度反映了路面狀況對(duì)行車要求的滿足或適應(yīng)程度，一般可以劃分為結(jié)構(gòu)性能和功能性能兩方面。前者主要是指路面損壞狀況和結(jié)構(gòu)承載能力；而后者主要表現(xiàn)為對(duì)行駛舒適、行車安全、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的影響程度。

我國公路路面評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及方法自1979年正式提出，截至2020年共經(jīng)歷了5次更新完善。分別為：《公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢查評(píng)定暫行辦法》（1979版）明確了好路率作為路況水平評(píng)價(jià)指標(biāo)；《公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢查評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ 075-94）提出了路面破損率、好路率作為路況水平評(píng)價(jià)指標(biāo)；《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法（試行）》（2002版）首次提出了養(yǎng)護(hù)質(zhì)量指數(shù)（MQI）指標(biāo)，結(jié)合路面次差路率評(píng)價(jià)路面狀況；《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007）明確了公路技術(shù)狀況指數(shù)（MQI）的定義及計(jì)算方法，其作為評(píng)價(jià)路面技術(shù)狀況水平唯一指標(biāo)；現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210-2018）規(guī)定MQI、優(yōu)等路率、優(yōu)良路率及次差路率綜合評(píng)定路況水平。

其中，現(xiàn)行《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中，路面技術(shù)狀況包括路面破損狀況、路面行駛質(zhì)量、路面車轍深度、路面跳車、路面磨耗、路面抗滑性能及路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度七項(xiàng)內(nèi)容。各項(xiàng)調(diào)查內(nèi)容及其檢測(cè)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，如圖1所示。

此外，在分析國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國家工程研究中心還整理了具有代表性的路面檢測(cè)設(shè)備，如表1所示。

1979年，我國公路路面評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及方法正式提出。（供圖：河南省交通事業(yè)發(fā)展中心）

表1 公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國家工程研究中心整理的代表性路面檢測(cè)設(shè)備一覽表

2 路面破損檢測(cè)技術(shù)

路面破損自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的工作流程主要分為兩部分：一是由車載攝影/攝像裝置連續(xù)、高速采集路面圖像；二是利用計(jì)算機(jī)識(shí)別、分類與統(tǒng)計(jì)路面破損。該項(xiàng)技術(shù)于20世紀(jì)70年代在國內(nèi)外開始大范圍研究，至今，已基本完成了四代路面損壞自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)及裝備的升級(jí)。

第一代：基于高速攝影技術(shù)研發(fā)

第一代路面損壞快速檢測(cè)設(shè)備基于高速攝影技術(shù)研發(fā)，系統(tǒng)采用35毫米電影膠片、同步高速攝影機(jī)和車輛定位系統(tǒng)，在車輛行駛的同時(shí)，攝影機(jī)不斷采集路面損壞影像。路面損壞圖像膠卷經(jīng)過沖洗成像后，技術(shù)人員可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)判讀各種病害。

該套系統(tǒng)的問世，顯著降低了野外工作時(shí)間，極大地減輕了檢測(cè)過程中對(duì)交通通行的影響。其缺點(diǎn)是只能在夜間工作，實(shí)驗(yàn)室后期處理工作量較大，耗時(shí)較長(zhǎng)。

第一代自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備-法國Gerpho

第二代：基于模擬攝像（電視）技術(shù)研發(fā)

第二代路面損壞快速檢測(cè)設(shè)備基于模擬攝像（電視）技術(shù)研發(fā)，涵蓋路面損壞、道路平整度、路面車轍和前方圖像功能。檢測(cè)系統(tǒng)采用3套高性能CCD數(shù)字?jǐn)z像系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理采用了灰度理論，通過對(duì)圖像的篩選、模式識(shí)別和灰度處理，確定路面裂縫等破損的類型、長(zhǎng)度、寬度、面積和破損率。

該套系統(tǒng)用于公路網(wǎng)路面檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可直接傳入路面管理系統(tǒng)。其缺點(diǎn)主要是分辨率較低，只有2毫米至3毫米，識(shí)別率準(zhǔn)確性不足，需要輔助人工判讀，檢測(cè)速度僅為每小時(shí)10公里。

第二代自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備-英國HARRIS

第三代:基于數(shù)字?jǐn)z像/照相技術(shù)研發(fā)

第三代路面損壞快速檢測(cè)設(shè)備基于數(shù)字?jǐn)z像/照相技術(shù)研發(fā)。該類系統(tǒng)采用面陣CCD傳感器對(duì)路面圖像進(jìn)行捕獲，并能直接存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)。代表性設(shè)備可以同時(shí)采集路面損壞（裂縫）、道路平整度、路面車轍、路面紋理、道路幾何形狀、前方圖像等多項(xiàng)數(shù)據(jù)。主要特點(diǎn)為：采用圖像壓縮技術(shù)對(duì)采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮存儲(chǔ)，節(jié)省空間；采用GPS定位技術(shù)和陀螺儀慣性系統(tǒng)對(duì)路線幾何線形及橫縱坡數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；后期數(shù)據(jù)處理中采用路面圖像預(yù)處理技術(shù)，提高圖像數(shù)據(jù)的處理速度和準(zhǔn)確率。

第三代自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備-加拿大ARAN

該套系統(tǒng)檢測(cè)速度可以達(dá)到每小時(shí)80公里，利用WireCrax圖像處理軟件能夠自動(dòng)識(shí)別路面裂縫，最小寬度為3毫米。但不能完全識(shí)別各種路面病害，需要進(jìn)行人工核對(duì)，自動(dòng)化程度還不高。

第四代自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備-中國CiCS

第四代:基于高速線掃描數(shù)字相機(jī)技術(shù)研發(fā)

第四代路面損壞快速檢測(cè)設(shè)備基于高速線掃描數(shù)字相機(jī)技術(shù)研發(fā)。該系統(tǒng)采用攝影技術(shù)和紅外激光照明技術(shù)，使圖像質(zhì)量更加穩(wěn)定。目前我國在公路路面技術(shù)狀況檢測(cè)中普遍采用了該類型檢測(cè)設(shè)備，代表性產(chǎn)品為我國自主研發(fā)的多功能路況快速檢測(cè)系統(tǒng)CiCS。

該設(shè)備的特點(diǎn)為：采用線掃描相機(jī)采集路面損壞圖像，采集速度可達(dá)到每秒12幀，前方圖像檢測(cè)采用了CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，檢測(cè)速度為每小時(shí)20公里至100公里；采用線陣相機(jī)技術(shù)，結(jié)合結(jié)構(gòu)光照明能夠達(dá)到橫向3.8米的檢測(cè)寬度，最高檢測(cè)精度達(dá)1毫米；與檢測(cè)設(shè)備配套的路面破損處理軟件CiAS能夠自動(dòng)處理包括裂縫、車轍與平整度在內(nèi)的路面關(guān)鍵性指標(biāo)，能夠識(shí)別2毫米以上路面裂縫。

3 路面平整度及跳車檢測(cè)技術(shù)

道路平整度是評(píng)價(jià)路面行駛質(zhì)量與服務(wù)水平的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，它可以定義為路面表面誘使行駛車輛出現(xiàn)振動(dòng)的高程變化。道路平整度會(huì)對(duì)行車速度、通行能力、行車舒適性、運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性，以及交通安全性等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能產(chǎn)生直接影響。道路平整度測(cè)試技術(shù)一般可劃分為反應(yīng)類和斷面類。

反應(yīng)類平整度測(cè)試技術(shù)

反應(yīng)類平整度檢測(cè)是通過傳感裝置測(cè)量車輛以某一速度駛經(jīng)不平整路面時(shí)機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)（豎向位移、豎向加速度等），以此來間接度量道路平整度狀況。檢測(cè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、測(cè)速快，可用于大規(guī)模路面檢測(cè)。然而其測(cè)定結(jié)果同車輛自身性能和速度有關(guān)，因此存在時(shí)間至空間穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，需要通過標(biāo)定試驗(yàn)建立反應(yīng)類測(cè)試結(jié)果同已知參照數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

此類設(shè)備最具代表性的是英國的顛簸累積儀。同時(shí)還有美國的BPR平整度儀、PCA儀、Mays儀、澳大利亞的NAASRA、RRDAS平整度儀，以及我國開發(fā)的系列車載式顛簸累積儀。

斷面類平整度測(cè)試技術(shù)

斷面類平整度檢測(cè)是直接測(cè)量路表縱斷面形狀（高程），再通過一個(gè)綜合性數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)量表征其平整度。屬于這一類型的方法和設(shè)備主要包括：水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x、MERLIN梁、三米直尺、連續(xù)式平整度儀、慣性斷面儀，以及非接觸式斷面儀等。

拖車式顛簸累積儀

水準(zhǔn)測(cè)量?jī)x和MERLIN梁能夠得到精確的縱斷面數(shù)據(jù)，但測(cè)試速度慢，只適用于小范圍檢測(cè)或設(shè)備標(biāo)定。

三米直尺和連續(xù)式平整度儀在施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)中應(yīng)用較多，但存在效率低、精度差、難以反映路面長(zhǎng)波狀況等問題。

慣性斷面儀利用車載加速度計(jì)建立慣性參考系，由測(cè)試輪量測(cè)車身同路表之間的相對(duì)位移，通過計(jì)算消除車體自身振動(dòng)影響后得出路表縱斷面數(shù)據(jù)。測(cè)試過程中遇到車速過高或路面較不平整狀況，測(cè)試輪會(huì)跳離路面，嚴(yán)重影響測(cè)試精度。

非接觸式斷面儀采用激光、超聲波或紅外線等傳感器代替車載加速度計(jì)，基于光時(shí)差或三角測(cè)量法原理測(cè)量車身與路表之間位移，有效地克服了慣性斷面儀的缺點(diǎn)。激光斷面儀自動(dòng)化程度高，測(cè)試速度快，數(shù)據(jù)精確，是目前最為先進(jìn)的平整度檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試速度一般為每小時(shí)80公里至120公里。代表性設(shè)備有丹麥的Dynatest RSP和GreenWood Profilograph、瑞典的Laser RST、澳大利亞的ARRB 5LP、新西蘭的ROMDAS，以及我國的CiCS多功能路況快速檢測(cè)系統(tǒng)等。

各種平整度檢測(cè)設(shè)備可以輸出多項(xiàng)指標(biāo)，為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)在時(shí)間上的可比性和空間范圍內(nèi)的穩(wěn)定性，世界銀行通過巴西試驗(yàn)開發(fā)了國際平整度指數(shù)IRI(International Roughness Index)。IRI定義為模擬四分之一車在每小時(shí)80公里速度下，車身懸掛系總位移與行駛距離之比。其可以通過斷面類方法直接測(cè)量，同時(shí)它與反應(yīng)類平整度指標(biāo)之間具有良好的相關(guān)性，便于進(jìn)行轉(zhuǎn)換和標(biāo)定。

《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210-2018）提出了跳車指數(shù)指標(biāo)及相關(guān)計(jì)算方法，利用平整度激光斷面檢測(cè)設(shè)備，可擴(kuò)展檢測(cè)跳車指數(shù)。

組圖：斷面類平整度檢測(cè)設(shè)備

4 路面車轍檢測(cè)技術(shù)

《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007）首次規(guī)定高速公路及一級(jí)公路的路面車轍檢測(cè)方法，車轍正式作為獨(dú)立的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)算、評(píng)定。車轍檢測(cè)實(shí)質(zhì)為測(cè)量道路橫斷面上各點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)信息，據(jù)此推斷橫斷面的形狀，計(jì)算車轍的深度。國內(nèi)外曾推出多種車轍檢測(cè)方法和設(shè)備，根據(jù)檢測(cè)方式的不同可以整體劃分為人工檢測(cè)和自動(dòng)化檢測(cè)。

人工檢測(cè)

早期車轍檢測(cè)基本以人工檢測(cè)為主，主要以直尺量線、AASHTO車轍量規(guī)、水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺為主，全部為靜態(tài)測(cè)試。檢測(cè)存在人工操作速度慢、效率低、主觀因素大及安全性差等問題。

半自動(dòng)化檢測(cè)

車轍檢測(cè)技術(shù)不斷進(jìn)步，形成了基于人工的半自動(dòng)化檢測(cè)方法。主要有表面高程、手推式斷面儀、橫向輪廓儀等檢測(cè)方法。半自動(dòng)化檢測(cè)提升了測(cè)試精度，橫斷面信息計(jì)算更為精確，但還依賴于人工輔助。

自動(dòng)檢測(cè)

車轍檢測(cè)技術(shù)已發(fā)展為利用激光、超聲波、紅外等非接觸式位移傳感器測(cè)量技術(shù)為主的全自動(dòng)車載動(dòng)態(tài)快速檢測(cè)。測(cè)量整個(gè)車道橫斷面位移，得出橫斷面車轍形狀，計(jì)算車轍深度RD。目前，主流的車轍檢測(cè)技術(shù)以多點(diǎn)共梁式激光車轍檢測(cè)技術(shù)和線激光車轍檢測(cè)技術(shù)為主。

多點(diǎn)共梁式激光車轍檢測(cè)技術(shù)早期以3個(gè)傳感器和5個(gè)傳感器應(yīng)用較多。后期隨技術(shù)發(fā)展及精度要求的提高，傳感器數(shù)量不斷增加至7個(gè)、13個(gè)、21個(gè)，路面檢測(cè)寬度已達(dá)到3.6米。國外主要以丹麥的Dynatest RSP及英國Babtie TTS設(shè)備為代表。我國CiCS多功能路況快速檢測(cè)系統(tǒng)，配備了13個(gè)激光傳感器，采用均勻布點(diǎn)方式，檢測(cè)寬度達(dá)到3.6米左右，能夠基本完成車道全幅范圍內(nèi)車轍檢測(cè)，單點(diǎn)的測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定，重復(fù)性好。

線激光車轍檢測(cè)技術(shù)采用線激光與相機(jī)成像結(jié)合，利用激光線在成像中的形變情況通過嚴(yán)格的標(biāo)定過程來計(jì)算路面橫斷面高程的變化。其橫向測(cè)點(diǎn)分布更加密集，可以達(dá)到500個(gè)至1000個(gè)測(cè)點(diǎn)，對(duì)橫斷面的測(cè)量更加完整。但就目前的技術(shù)而言，一定程度上存在單點(diǎn)測(cè)量精度相對(duì)較差，測(cè)值穩(wěn)定性受環(huán)境強(qiáng)光影響大的問題。同時(shí)由于線激光使用壽命較點(diǎn)激光有明顯不足，其后期維護(hù)成本更高。

組圖： CiCS多功能路況快速檢測(cè)系統(tǒng)——激光車轍檢測(cè)裝備

5 路面抗滑及紋理檢測(cè)技術(shù)

組圖：摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備

路面抗滑性能直接影響車輛行駛的安全性。路面設(shè)計(jì)中，路面構(gòu)造深度TD及橫向力系數(shù)SFC，應(yīng)根據(jù)年平均降雨量不同設(shè)定不同技術(shù)要求值。抗滑性能檢測(cè)方法包括測(cè)定路面摩擦系數(shù)的直接法和測(cè)定路面微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造的間接法，具體方法包括DF測(cè)試法、擺式儀法、制動(dòng)距離法、鎖輪拖車法、摩擦系數(shù)測(cè)試車法、鋪砂法、激光斷面測(cè)定法、排水測(cè)試法、攝像分析法、電鏡掃描法等。

人工摩擦系數(shù)測(cè)試

早期進(jìn)行路面摩擦系數(shù)測(cè)試采用英國TRL研制的擺式儀。測(cè)試過程中其擺臂勢(shì)能損失轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功，依據(jù)能量守恒規(guī)律計(jì)算出摩擦系數(shù)，并以擺值(BPN)顯示。DF測(cè)試儀由日本制造，通過摩擦力做功使旋轉(zhuǎn)動(dòng)能損失計(jì)算測(cè)試點(diǎn)處在每小時(shí)0公里至80公里范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)值。上述設(shè)備簡(jiǎn)單便捷，但均為單點(diǎn)固定操作，采樣頻率低，效率低下且不適用于粗構(gòu)造路面，因此在高速公路檢測(cè)中應(yīng)用較少。

高速自動(dòng)化摩擦系數(shù)測(cè)試

國際上通用的高速自動(dòng)化摩擦系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)(CFME)主要分為測(cè)定橫向力系數(shù)及縱向摩擦系數(shù)兩種形式，設(shè)備有車載式和拖掛式兩種，均需在濕態(tài)路面上進(jìn)行測(cè)試。

橫向力系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的工作方式是設(shè)定試驗(yàn)輪與行車方向成一定偏角，使其產(chǎn)生同試驗(yàn)輪平面相垂直的橫向摩阻力，此力與試驗(yàn)輪承受豎向荷載之比即為橫向力系數(shù)SFC(Sideway-force Coefficient)。它是縱橫向摩擦系數(shù)的綜合指標(biāo)，能夠表征車輛實(shí)際制動(dòng)或發(fā)生側(cè)滑時(shí)的路面阻抗。此類設(shè)備中典型代表為英國的SCRIM（單輪偏角）和Mu-Meter（雙輪合角）。

組圖：代表性路面抗滑性能測(cè)試設(shè)備

縱向摩擦系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)是使試驗(yàn)輪與車輛前進(jìn)方向保持一致，測(cè)量試驗(yàn)輪在完全鎖定狀態(tài)或滾滑狀態(tài)（固定滑移率）下所產(chǎn)生的縱向摩阻力，由此計(jì)算制動(dòng)力系數(shù)BFC(Brake-force Coefficient)或滑移指數(shù)SN(Slip Number)。該系統(tǒng)可在較寬速度范圍內(nèi)工作，測(cè)試結(jié)果能夠反映車輛實(shí)際剎車時(shí)的情況。此類代表性設(shè)備主要有英國的GripTester、瑞典的SAAB SFT，以及美國的ASTM E274 Trailer等。

路面紋理深度測(cè)試

路表面構(gòu)造抗滑性能研究包括微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造兩方面。微觀構(gòu)造主要指集料表面的粗糙度，其主要提供車輛低速行駛時(shí)的抗滑性能；宏觀構(gòu)造主要指路表外露骨料間形成的構(gòu)造，可以迅速排除車輪下的路表水，避免形成水膜導(dǎo)致高速行駛車輛不安全。

傳統(tǒng)路面構(gòu)造深度測(cè)試主要有人工、電動(dòng)鋪沙法兩種。通過測(cè)試后計(jì)算得到路面的紋理深度TD，評(píng)價(jià)路面抗滑性能。該方法需耗費(fèi)大量的人力物力，效率低，不適合大范圍應(yīng)用。

近年來，應(yīng)用激光紋理測(cè)試儀測(cè)試路表構(gòu)造深度應(yīng)用比較廣泛。目前激光構(gòu)造深度儀一般采用車載式，測(cè)試系統(tǒng)由承載車、距離傳感器、激光傳感器、主控制單元及數(shù)據(jù)后處理軟件組成。其測(cè)試效率高、測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，可以與平整度、車轍等其他斷面指標(biāo)集成同步采集，應(yīng)用較為廣泛。但由于測(cè)試工作原理所限，該設(shè)備在具有槽狀或坑狀表面構(gòu)造的水泥混凝土路面上使用受到限制。

路面紋理深度測(cè)試和路面摩擦系數(shù)都是評(píng)價(jià)路表抗滑性能的專業(yè)技術(shù)指標(biāo)，但是構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)所表征的作用不同，兩者不能互相代替。

同時(shí)，通過擴(kuò)展三線紋理的檢測(cè)，依據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210-2018），可計(jì)算路面磨耗指數(shù)，反映路面紋理變化不均勻情況。

組圖：路表紋理深度測(cè)試設(shè)備

6 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測(cè)技術(shù)

路面彎沉是表征路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的重要指標(biāo)。其定義為路面在車輛荷載作用下發(fā)生垂直下沉變形的位移量。在道路檢測(cè)中，根據(jù)豎向變形的可恢復(fù)性，可分為表征回彈變形的回彈彎沉和包含塑性變形在內(nèi)的總彎沉兩大類。根據(jù)檢測(cè)中施加荷載方式的不同，分為利用貝克曼梁和自動(dòng)彎沉儀等靜力加載方式測(cè)得的靜態(tài)彎沉；利用落錘式彎沉儀、穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀和激光彎沉儀等動(dòng)態(tài)加載方式測(cè)得的動(dòng)態(tài)彎沉。

路面彎沉檢測(cè)及分析技術(shù)隨著機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和激光技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，完成了從初級(jí)人工測(cè)試、機(jī)械自動(dòng)化測(cè)試到高速激光測(cè)試方式的演變。

靜態(tài)彎沉測(cè)試

貝克曼梁彎沉儀利用杠桿原理進(jìn)行人工測(cè)試，為最早期的測(cè)試方法。其測(cè)量結(jié)果為單點(diǎn)靜態(tài)回彈彎沉，測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)便、易于普及，但是檢測(cè)精度受人為和環(huán)境因素影響大、工作效率低。

貝克曼梁彎沉儀

自動(dòng)彎沉儀在貝克曼梁工作原理基礎(chǔ)上自動(dòng)化演變發(fā)展起來，能夠連續(xù)測(cè)定，自動(dòng)記錄總彎沉值和彎沉盆曲線，測(cè)試速度為每小時(shí)3公里至5公里。雖然其測(cè)量速度和精度都有明顯提高，但無法克服梁式彎沉儀的固有局限性（參照點(diǎn)變形問題）。代表性設(shè)備有法國LCPC的La Croix、美國加州的TD,以及我國開發(fā)的設(shè)備等。

動(dòng)態(tài)彎沉測(cè)試

穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀利用動(dòng)荷發(fā)生器對(duì)路面施加周期性荷載（通常為固定頻率的正弦波荷載），通過一組傳感器自動(dòng)采集路表彎沉盆信息。其使用慣性基準(zhǔn)點(diǎn)，避免了靜力彎沉測(cè)試中基準(zhǔn)點(diǎn)變形問題。但存在明顯缺點(diǎn)：①靜力預(yù)載較大，影響路面應(yīng)力狀態(tài)；②動(dòng)力荷載較小，不能完全反映實(shí)際行車情況。代表性設(shè)備有動(dòng)力彎沉儀(Dynaflect)、道路評(píng)定儀(Road Rater)，以及振動(dòng)儀(16-Kips Vibrator)等。

自動(dòng)彎沉儀

穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀

落錘彎沉儀

落錘式彎沉儀（FWD：Falling Weight Deflectometer）于20世紀(jì)70年代末研制成功，目前廣泛用于道路結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)。FWD工作原理為由液壓系統(tǒng)提升并釋放重錘，承載板對(duì)路面施加脈沖荷載，由相應(yīng)傳感器測(cè)定動(dòng)態(tài)彎沉峰值和彎沉盆數(shù)據(jù)，基于彎沉盆數(shù)據(jù)反演路面結(jié)構(gòu)層模量。其中,施加荷載大小由錘重和落高控制。FWD包括牽引式和內(nèi)置式兩種類型，代表性設(shè)備有丹麥的Dynatest和Carl Bro，以及瑞典的KUAB等。其可以較好地模擬實(shí)際行車荷載作用（相當(dāng)于行車速度為每小時(shí)60公里至80公里）；參照系比較穩(wěn)定，靜力預(yù)載較?。粶y(cè)試精度及自動(dòng)化程度較高。但由于測(cè)試中需要定點(diǎn)停車，使其在高速交通下測(cè)試具有一定局限性。

激光式高速路面彎沉測(cè)定儀是目前最先進(jìn)的彎沉測(cè)試裝置。它在高速行駛中利用激光多普勒(Laser-Doppler)技術(shù)測(cè)試地面在荷載作用下的垂直下沉速度，并實(shí)時(shí)記錄修正多普勒激光傳感器的振動(dòng)情況和運(yùn)行姿態(tài)。計(jì)算得到路面實(shí)際彎沉變化速度，進(jìn)一步得出最大彎沉及彎沉盆數(shù)據(jù)。代表性設(shè)備為丹麥GreenWood公司的HSD、美國FHWA的RWD及國內(nèi)研制的激光式高速路面彎沉測(cè)定儀。目前，我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的激光式高速路面彎沉測(cè)定儀可以以正常行車速度(每小時(shí)30公里至90公里)在高速公路上測(cè)試，不影響交通、安全性較好，測(cè)試效率高，適用于大規(guī)模路網(wǎng)的快速檢測(cè)需求。

高速激光彎沉檢測(cè)系統(tǒng)