淺談高速公路無損檢測與維修技術(shù)

1、    淺談高速公路無損檢測與維修技術(shù)    付振江 郭亮【摘要】本文探討了高速公路路面使用性能無損檢測上的最新技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，分析了我國在新型檢測設(shè)備的應(yīng)用和相關(guān)研究方面的現(xiàn)狀與不足，并提出了未來的發(fā)展趨勢?！娟P(guān)鍵詞】無損檢測 公路路面 技術(shù)公路里程的增加，使公路管理、養(yǎng)護(hù)工作量也急劇增加，實(shí)時(shí)、快速地獲取道路使用性能方面的信息是道路管理、養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。智能化路面檢測車由專用車輛、計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備、傳感器組成，能夠在不影響正常交通的情況之下，大規(guī)模、快速、準(zhǔn)確地獲取道路的使用信息，完成對(duì)道路路況的多種無損檢測，這極大地改善了以往人工路況檢測耗

2、時(shí)費(fèi)力以及評(píng)判不一致的局面。借助路面檢測車獲得的數(shù)據(jù)，道路管理部門可以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握路網(wǎng)中道路的使用狀況，合理地采取管理、養(yǎng)護(hù)措施。1 多功能路面檢測車目前先進(jìn)的多功能路面檢測車通常由路面斷面儀、攝像系統(tǒng)、車輛定位系統(tǒng)、高速計(jì)算機(jī)和專用車輛組成。路面斷面儀橫梁上安有激光傳感器或超聲波傳感器等非接觸式傳感器，主要用于車轍、路面構(gòu)造深度、路面橫坡的測量。根據(jù)測量寬度的需要，傳感器的數(shù)量可以由個(gè)增加到20多個(gè)。每個(gè)傳感器按一定的頻率測量梁與路表之間的距離。前部橫梁中還配有若干個(gè)加速度傳感器和高精度陀螺儀慣性單元，以提供測試過程中的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)，保證2 滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系2.1 滑移率的定義及其表達(dá)

3、式所謂滑移率， 是指車輪在制動(dòng)過程中滑移成份在車輪縱向運(yùn)動(dòng)中所占的比例， 用s 表示。其定義表達(dá)式為技術(shù)論壇176gonglu j iaotong kej i yingyong jishu ban公路交通科技應(yīng)用技術(shù)版s=（ vf- vr） /vf×100%式中， s 為制動(dòng)時(shí)車輪滑移率； vf 為實(shí)際車速； vr 為車輪滾動(dòng)時(shí)圓周速率。該附著系數(shù)代表了路面的穩(wěn)態(tài)抗滑性能， 也是沒有裝備abs（ 或asr） 車輛的起作用的附著系數(shù)， 通常所說的路面摩擦系數(shù)指的就是滑動(dòng)附著系數(shù)。峰值附著系數(shù)和滑動(dòng)附著系數(shù)均可代表路面的抗滑性能， 對(duì)于高速公路及等級(jí)路面， 峰值附著系數(shù)和滑動(dòng)附著系數(shù)互相

4、之間存在著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 參見表1。從理論上講， 滑動(dòng)附著系數(shù)準(zhǔn)確地代表了普通制動(dòng)系統(tǒng)的車輛與路面之間的附著性， 而峰值附著系數(shù)則準(zhǔn)確地代表了配置有abs（ 或asr） 的車輛與路面之間的附著性。國外用的較普遍的剎車式摩擦系數(shù)測試儀所檢測的就是滑動(dòng)附著系數(shù)。值附著系數(shù)檢測設(shè)備屬于不完全剎車式摩擦系數(shù)測試儀， 具有檢測速度高、數(shù)值準(zhǔn)確、測試輪磨損小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)， 是國內(nèi)外路面抗滑測試設(shè)備的發(fā)展方向。目前， 在我們國家， 不完全剎車式摩擦系數(shù)測試儀的研究尚屬空白， 基于滑移率控制的輪式路面摩擦系數(shù)檢測儀做為不完全剎車式摩擦系數(shù)測試儀其中的一種， 其研究具有重要的理論的意義和應(yīng)用價(jià)值3 彎沉

5、是指在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下， 路基路面表面輪隙位置產(chǎn)生的總彎沉或回彈彎沉， 是表征路基路面強(qiáng)度的重要指標(biāo)， 測試方法有貝克曼梁法、落錘式彎沉儀法（ fw）d、自動(dòng)彎沉法、振動(dòng)彎沉儀法等等。貝克曼梁法不僅測速慢， 而且人為因素大， 只在一般公路上使用由于種種原因， 本文主要介紹自動(dòng)彎沉儀的基本情況， 路面彎沉的檢測采用的是北京交科所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的jg 型自動(dòng)彎沉儀檢測車， 它的工作原理與貝克曼梁法相同， 都是采用簡單的杠桿原理。當(dāng)測點(diǎn)受荷載時(shí)地面下沉， 通過杠桿支點(diǎn)10 ： 1 的關(guān)系， 位移傳感器可以讀出測點(diǎn)處相應(yīng)的下沉量。自動(dòng)彎沉儀就是貝克曼梁的自動(dòng)化形式， 它利用裝載車本身后軸的荷載， 把類似

6、貝克曼梁的測量架安裝在汽車底盤下方， 配上彎道測量同步控制系統(tǒng)， 測量機(jī)構(gòu)移步系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)， 構(gòu)成自動(dòng)彎沉儀。自動(dòng)彎沉儀是測定路面彎沉的高效自動(dòng)化設(shè)備， 測試時(shí)速為7 一8k 耳月1 ， 每.7 5 m 左右輪各檢測一點(diǎn)， 可對(duì)路面進(jìn)行高密集點(diǎn)的強(qiáng)度測量， 適用于路面施工質(zhì)量控制、驗(yàn)收以及路面養(yǎng)護(hù)管理美國正在研究一種速度更快的滾輪式彎沉儀r w ）d， 它是采用高頻激光掃描， 連續(xù)地記錄行駛中的測試車在路表產(chǎn)生的彎沉， 測試速度約60 英里小， 采集的數(shù)據(jù)量大， 它記錄的是真實(shí)受力狀態(tài)下的彎沉， 而不是模擬荷載狀態(tài)， 是下一步理想的彎沉檢測設(shè)備， 相信不久的將來， 彎沉檢測將更加快捷、準(zhǔn)

7、確、安全。4 存在的問題目前我國大多數(shù)自動(dòng)化檢測設(shè)備的用戶尚停留在簡單使用、采集數(shù)據(jù)的層次上， 僅有個(gè)別科研單位在進(jìn)行相互獨(dú)立的研究。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾個(gè)方面： （ l） 大部分檢測單位的科研力量薄弱， 只是以數(shù)據(jù)采集為主， 目前我們已經(jīng)可以出具完整的路面管理系統(tǒng)）（ c pm ）s 分析報(bào)告， 給公路養(yǎng)護(hù)部門進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策提供了數(shù)據(jù)支持。（ 2 ） 自動(dòng)化檢測設(shè)備價(jià)格昂貴， 很多科研單位限于資金問題尚沒有購買， 或僅有一、兩種， 我中心除以上設(shè)備外， 還有探地雷達(dá)測試車、路面幾何數(shù)據(jù)測試車（rg d a）s、前方成像測試車等， 本文未作贅述； （ 3） 科研單位的研究成果在系統(tǒng)化、

8、集成化和市場化上不夠， 軟件處理方面存在不足， 難以大面積推廣。隨著我國公路事業(yè)的不斷發(fā)展， 相信這種情況將會(huì)得到很大改觀。5 結(jié)語我國公路檢測技術(shù)由原始的落后的人工檢測逐步向先進(jìn)的自動(dòng)化檢測技術(shù)發(fā)展， 由取芯等破損類檢測向無損檢測技術(shù)發(fā)展， 由低速度、低精度向高速度、高精度發(fā)展， 已經(jīng)形成了自己的一套技術(shù)體系。隨著國內(nèi)檢測設(shè)備的需求量越來越大， 用戶越來越多， 國產(chǎn)化程度越來越高， 相關(guān)軟件如路面管理系統(tǒng)（ c pm ）s 越來越完善， 有理由相信無損檢測事業(yè)在我國會(huì)有更好的發(fā)展和應(yīng)_參考文獻(xiàn)：1王鐵兵，柳曉東，王成竹；rsp路面檢測車系統(tǒng)在路面平整度檢測中的應(yīng)用j；東北公路；2001年03期2 劉清泉；路面抗滑能力測量j；公路交通科技；