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    基于养护角度的公路路面检测技术现状与发展综述
    2019年03月15日    阅读量:2693    新闻来源:沥青网 www.fmqm.net  |  投稿

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    公路工程检测技术作为公路项目施工质量控制的基础手段,它集试验检测基本理论、测试操作基本技能及公路工程相关学科基础知识于一体,是为公路施工质量检测和监督、指导提供基础数据的重要保障,是工程设计参数、施工质量控制、施工验收评定、养护管理决策的重要依据。路面作为公路结构层中的重要组成部分,不仅承担行车荷载的直接作用,而且接受外界环境的间接影响,其施工质量的优劣直接影响公路项目的施工质量,所以公路路面检测技术作为公路项目施工质量控制的重要组成部分,对于提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价意义重大。


    公路工程检测技术从本质上并不能延长公路本身的使用寿命,它仅仅是一种手段,通过合理科学地评价工程质量,延长公路使用寿命,降低工程质量事故率;伴随路面进入维修养护期,路面各种病害相继出现,路面产生病害是一种趋势也是一种必然,但是站在养护角度分析维修养护期路面病害的发展类型以及发展规律,并且能够在路面检测阶段考虑到后期影响路面寿命主要病害的因素,从前期的检测工作便能够延缓路面病害产生,从而延长公路使用寿命,那么基于养护角度的公路路面检测技术研究便显得至关重要中国沥青网www.fmqm.net。


    检测现状


    现行的检测标准主要为《公路路基路面现场测试规程》(以下简称“测试规程”)、《公路工程质量检验评定标准》(以下简称“检评标准”)以及2010年交通运输部下发的《公路工程竣()工验收办法与实施细则》(以下简称“实施细则”)。测试规程规范了各类现场检测仪具与设备、试验方法和操作要求,适用于公路路基路面的现场调查、工程质量检测以及公路养护技术状况检测;检评标准统一了公路工程质量检验标准和评定标准,适用于公路工程施工单位、工程监理单位、建设单位、运营养护单位、质量检测机构和质量监督部门对公路工程质量的管理、监控和检验评定;实施细则进一步规范和完善了公路工程竣()工验收工作,适用于公路工程的交工验收和竣工验收。


    近年来,随着计算机技术、激光技术和传感器技术的飞速发展,路面检测技术发展很快,在路面平整度检测、路面雷达检测、破损检测、车辙、承载力检测、抗滑能力的检测等方面均实现了自动化。在竣()工验收检测、公路养护技术状况检测以及施工过程检测中基本已经普及了自动化设备,其检测结果也应用于质量管理、养护和检验评定。


    针对公路路面实测项目在检评标准中也明确了检查方法和频率,对于自动化设备检测的实测项目规定了相应的检测方法和频率,并提出了相应的规定值与允许偏差,对于常规检测项目继续沿用常规检测方法进行。


    演变与发展


    基于我国公路建设的快速发展对工程现场试验检测技术、设备性能和规范化操作提出了更高的要求,主要修订内容有:(1)修改完善了部分试验方法的适用范围、仪具材料技术要求、方法与步骤;(2)补充了部分测试设备的对比试验方法和影响因素修正方法;(3)取消了部分落后的试验检测方法;(4)删除了路面破损调查方法;()增加了部分自动化设备的试验方法。我国从“七五”计划开始,已经陆续开展了一些路面检测技术的研究和产品的研发,基本已覆盖了各种主要的检测技术,形成了一定的基础,伴随20世纪80年代我国公路基础设施的迅猛发展,90年代开始国内各省科研、检测、管理机构陆续配备了各种自动化路面测试设备。自动化路面测试设备的投入运行使用对促进公路建设和运营质量的提高起到了很大的作用,但是由于生产厂家、工作原理、测试方法及精度控制标准等的不同,导致同类设备的检测结果存在较大的差异,所以统一和规范自动化检测的标准方法及相关规定显得尤为重要。


    其质量评定方法、评定标准、评定程序以及评定主体责任经历了不断调整与完善,成熟度与可行性已经得到充分体现。主要变化体现在以下几个方面。


    (1)公路工程质量评定方法。自1985年公路工程质量检验评定标准发布实施以来,公路工程质量评定一直采用评分法和合格率法两种方法来评定。评分法是采用加权平均值计算法确定分项工程、分部工程、单位工程的评分值,按照优良、合格和不合格3个等级进行评定;采用合格率法对公路工程质量评定就是通过对分项工程检查项目的检测,计算每个检查项目的合格率,按照规定的标准对分项工程质量合格与否进行判定,然后逐级进行评定;采用合格率法对公路工程质量进行评定比评分法更加简单、直观、刚性,有效减少人为因素对评定结果的影响。


    (2)采用合格率法对公路工程质量评定标准的确定。2004版检评标准对分项工程关键项目的合格率标准做出了相应规定,但是针对一般项目的合格率标准并没有做出要求,对于一般项目合格率较低而最终评定合格的项目难以控制其工程质量,所以结合工程建设实际严格控制一般项目评定标准的要求是必要的。


    (3)强调了公路工程建设所用原材料的复检和确认。目前对原材料的质量控制仅在基本要求与内业资料审查中进行了规定,在无严重外观缺陷和保证资料真实齐全的情况下便进行下一步工程质量检验评定,通过明确提出施工单位外购的原材料进场后应进行抽查复检,并由监理或建设单位进行复核确认,从源头上加强了对施工质量的控制。


    (4)路面实测项目的增加与分列。2016版检评标准送审稿中已经明确将矿料级配、沥青含量、马歇尔稳定度列入实测项目,作为工程交工验收的重要指标,并且针对抗滑项目中实际检测一个指标造成检测数据不能完全反映实体工程质量状况的现状,提出将作为路面抗滑性能宏观和微观指标的摩擦系数和构造深度两个指标单独列出,均要求进行检测。


    实施细则在《公路工程竣()工验收办法》的基础上制定的,主要内容增加了交工验收程序、竣工验收准备工作程序以及明确建设项目中出现特别严重问题的处理程序。


    测试规程、检评标准以及实施细则的不断修订进一步完善了路面工程检验评定的系统性和科学性,对于保证路面工程质量起到了促进作用。


    效果与问题


    自试验检测技术诞生以来,对公路工程尤其路面工程的现场施工质量控制、施工质量竣交工验收以及养护状况的调查与检测等工作均起到了积极的规范和指导作用,为提高公路建设和使用质量做出了重要的贡献。但是检测工作本身并不能杜绝路面病害的产生与发展,它作为一种质量控制的手段仅能判定病害的存在与否以及病害的发展阶段,对于预防病害并延缓病害产生的时间却无能为力。


    在公路路面的全寿命周期中,对于高等级公路路面的养护使用年限为:中修使用年限目标为4年以上,大修使用年限目标为6年以上,大中修使用年限内只进行日常养护、小修保养。但是现实情况中发现路面中修与大修的使用年限目标均达不到要求年限,并存在典型病害反复出现的现象。其中较为常见的典型路面病害有:(1)平整度不足;(2)横向裂缝、纵向裂缝、网状疲劳裂缝;(3)桥面水损坏;(4)隧道路面抗滑不足等等。以上病害在日常的路面养护设计调查中已经属于常见病害,深究原因不仅与路面使用期荷载、环境因素有关,而且与路面建设期质量控制不无关系,所以站在检测的角度在路面建设期质量检测阶段能够严要求高标准,相应的后期路面养护使用年限也能满足要求甚至延长路面使用寿命。


    针对养护设计调查中常见病害,检测方面提出以下建议:(1)对路基段路面与桥面平整度标准进行统一,现行2004版检评标准中对路基段路面的平整度要求比桥面平整度要求偏高,导致在桥梁占比较高的路段路面行驶质量指数评价较差;(2)对于荷载长期作用产生的疲劳裂缝,采用单次动静载检测弯沉指标不能反映疲劳破坏的过程,应考虑温度、降雨、超载因素,建议采用沥青层底弯拉应变作为计算参数,沥青层的疲劳寿命作为标价指标;(3)对于桥面水损坏病害,主要原因在于桥面排水不畅与层间结合不良,建议提高横坡检测标准要求,并重点对层间黏结的施工过程进行控制;(4)对于隧道路面抗滑不足,主要原因有水泥面板长期受轮胎磨损轮迹带逐渐被磨光以及路面油污潮湿的问题,建议提高路面抗滑标准,包括水泥路面构造深度以及潮湿状态下沥青路面摩擦系数。


    趋势与方向


    尽管公路路面自动化检测设备已经基本普及,但是还有部分指标基于常规检测方法,而且伴随路面使用年限的增长,愈来愈庞大检测数据的处理与利用也将是个重难点问题,面临路面检测中的诸多问题,路面检测技术研究的趋势与方向将值得期待。下面就路面检测技术的发展方向提出一些想法。


    (1)高科技的融入。三维检测系统是一套用于获取高密度空间点云和影像数据的先进测量检测系统,该系统能在高速移动过程中快速获取连续的三维全景影像数据。目前路面损坏调查检测手段主要采用两种:一种为人工目测结合量测仪器进行徒步调查,缺点为检测效率较低,且通行车辆对调查人员安全产生威胁;另一种为先通过检测车辆快速采集图像,再通过人工阅读判定病害的发展程度,缺点为病害所处位置定位不准确,人为因素对病害判定有影响,容易发生错判漏判,通过三维检测系统可以对路面损坏调查中病害的面积与深度进行定性定量检测。


    无人机测绘技术凭借响应速度快、处理效率高、运行成本低等优势已经在各个领域得到广泛应用,未来的路面检测技术引入无人机技术后将更加体现其检测高效、精确的优势。


    (2)全部指标自动化。目前路面检测指标中还有部分指标不能实现检测设备自动化,比如像横坡、渗水、压实度还只能依靠常规的检测方法进行,所以实现全部指标自动化将会成为未来的发展方向,路面检测新技术将集快速、高效、精确为一体。


    (3)标准的更新与统一。我国公路行业在经历了高速发展期后将步入稳定的维修养护期,期间对于路面设计标准的深入思考以及检测标准的不断完善必将作为重点研究方向。其中路面弯沉作为沥青路面设计指标是否全面、桥面与路面检测验收标准是否统一、抗滑指标中构造深度和摩擦系数是否单列以及互通立交路面标准与主线路面标准是否一致等等问题都将成为未来研究侧重点。


    (4)检测数据存储与管理平台的建立。随着养护工作的逐年持续进行,养护段落的管理也将变得复杂,检测数据的存储与对比,以及避免养护段落重复等问题逐渐凸现出来,所以建立一个检测数据存储与管理平台对于实现精细化养护、及时性养护、针对性养护以及信息化管理具有重要现实意义。


    结语


    伴随公路事业与科学技术的快速发展以及自动化设备的全面普及,我国公路路面检测技术也在不断完善与进步,本文不仅总结了我国公路路面检测技术与规范的演变与发展,并站在路面养护的角度阐述了如何从检测技术方面进行改进完善从而延缓甚至预防路面早期病害的产生,最后对路面检测技术的发展趋势进行展望,对于未来路面检测技术发展具有实际的借鉴意义。


    标签:道路建设
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