公路路基路面快速检测技术的应用

材料为中粒式AC-16、AC-20，或细粒式AC-13等。路面结构通常为中粒式沥青混凝土（5cm）+水泥稳定砂砾基层（20cm）+级配砾石底基层（20～30cm）。结合沥青混凝土单结构层特征，现决定选用无核密度仪（2701-B）进行沥青面层压实度检测，从而了解面层压实度实际情况。

1.1 无核密度仪（2701-B）检测原理

基于电磁表面接触法原理，无核密度仪（2701-B）可用于沥青面层混合料密度检测，通过电磁表面接触仪器，对沥青面层压实电磁场的变化情况进行准确测试，且对比分析仪器内标准模块，从而获取沥青混合料密度测量值。此次压实度检测选用的试样为中粒式AC-16材料，5cm厚，基本等同于2701-B测试深度。为全面提升检测效率，需同时测量面层压实度和厚度。

1.2 无核密度仪（2701-B）仪器标定

相比PQI无核密度仪，无核密度仪（2701-B）标定方法略有不同，PQI需移机至周围测定4个位置，通过钻芯取样进行密度标定，标定测点通常为5个，但无核密度仪（2701-B）仅需原地旋转即可进行周围4个位置的测定，测点需3个以上。根据工程实际情况，将标定区域控制在K12～K16段，测定数为2个/公里，测点总数为6个，同时，在上述测点分别钻芯取样，做水重法试验，及时获取实验室密度，如表1所示。一般情况下，都需选用密度补偿标定法或逐点综合标定法作为无核密度仪（2701-B）仪器标定方法，根据TRQXLER相关规定，需保证测量值最大差值需控制在48kg/m3以上，如在该值以下，需通过人工法将密度补偿值输入的方式进行无核密度仪（2701-B）仪器标定。

由此可见，6个测点钻芯取样所获取的芯样密实度范围为2297～2428kg/m3，最大差值为131kg/m3，在仪器测量值规定以上，因此，可通过仪器综合标定法进行无核密度仪（2701-B）仪器标定。

1.3 无核密度仪（2701-B）与钻芯取样法检测对照

在沥青面层压实度检测中，为检测无核密度仪（2701-B）是否具有适用性，可对比分析无核密度仪（2701-B）与钻芯取样法的检测数据，本文以中粒式AC-16与细粒式AC-13为研究对象进行探讨。

（1）中粒式AC-16检测对比分析。以中粒式AC-16沥青面层为研究对象，随机抽取测点，共10个，且做好标注。具体流程为：①以无核密度仪（2701-B）为检测设备进行准确测试，按照0°、90°、180°、270°四个不同角度原地旋转进行沥青面层干密度测定，测量后需取平均值;②位置不变，换用钻芯取样法测定，芯样密度通过水重法测量，取平均值。

自2016年通车运营后，此沥青面层使用年限在1年以上，局部测点呈现不同程度病害情况，如老化、裂缝等，从而影响了密度检测结果，范围在2278～2383kg/m3。与钻芯取样获取的数据相比，无核密度仪（2701-B）数据较低，其原因可能是因为标定测点所用混合料和实际测试测点之间略有不同，但也表明标定测点选用的混合料更具代表性。

经检测可见，绝对误差范围为-51.5～2.5kg/m3，相比仪器精度范围，测点测试结果略大，相对误差中，有一个测点在2%以上，整体来讲，基本满足中粒式AC-16面层精度要求。

（2）细粒式AC-13检测对比分析。同上，随机选取测点10个，经分析，绝对误差范围为-42.9～5.8kg/m3，相对误差未见超过2%，可满足精度规定。

2 激光平整度仪在路面平整度快速检测中的应用

作为公路路用性能评价的重要指标之一，路面平整度与车辆行驶舒适性、安全性密切相关。道路平整度被美国ASTM定义为“道路表面的凸起或者沉陷导致的竖向偏差，使得车辆行驶的路用性能有所变化的指标。”路面平整度检测方法繁多，激光平整度仪的应用，自动化程度更高，能够准而快递获取道路路面信息，检测路面平整情况。

2.1 激光平整度仪的的检测原理

作为当前最常见的路面平整度测试仪器，激光平整度仪具有更高精度，且检测效率良好。其检测主要是利用激光光时差原理，也就是说激光能够通过反射时间差来对所测量的极短长度进行准确记录，以此获取路面凹凸数值。检测主要是为获取路面纵断面剖面，激光平整度仪利用Selcom激光传感器装置，对路面与车体之间的距离进行测量，同时基于加速度原理，在规定速度行驶条件下对车体车身竖向位移进行测量，通过取得的路面纵断面剖面，利用集成化信息处理技术，计算平整度指数，一般选用IRI（国际平整度指数）即可。

2.2 检测流程

2.2.1 安装

第一，安装距离传感器。在测试车左后轮上安装距离传感器固定盘，为达到良好支撑效果，利用距离传感器进行导棍、距离导棍固定片和车轮挡泥板进行连接。顺着固定导棍将距离传感器信息传输线引出，并将其与车内车载下位机“距離”信号接口相连。在安装距离传感器时，要求其必须与车轮轴线在相同直线上，避免车辆行驶过程中震动过大。

第二，安装激光传感器。在车辆后排座车门下方固定激光传感器，并做好固定工作。激光器位置可利用水平仪适当调节，以此确保激光器不偏斜。

第三，连接各部位。在固定完激光传感器之后，利用其电缆连接车内下位机接口。随后连接电脑电缆接口。因本检测仪器选用的车载电瓶，即12V电源供电。下位机可通过电源电缆连接汽车电烟器直接供电。

2.2.2 启动

在完成所有接线连接无误后，可开启激光平整度仪下位机电源开关，确定钥匙方向位于电源开位置即可，待供电正常，将有一个红色激光束点亮起，则表明激光系统启动。随后将RTP.exe激光平整度仪应用程序启动即可。

2.2.3 参数标定

为保证每次检测结果准确、真实、有效，可做好参数标定工作。激光平整仪标定之后，可消除对检测结果的影响因素，特别是湿度、温度等，保证检测环境良好。如设备长期不用，则再次标定。为保证激光平整度仪工作状态稳定，在标定前期，可先进行20min预热。于标定结果而言，汽车发动机振动会对结果造成严重影响，为此，在标定时需将汽车发动机关闭，保证环境稳定。

第一，加速度传感器标定。在金属架上正确安装激光传感器，通过水平仪调整，保证平面水平。随后将下位机电源开关开启，启动应用程序。根据菜单功能，点击系统参数+加速度传感器标定。

第二，激光传感器标定。在车门上正确安装激光传感器，利用水平仪确定平面水平。随后将下位机电源开关开启。在激光传感器投射电位置安放标定平板，待其为水平状态后即可满足要求。完成上述作业后，即可开启应用程序，根据菜单功能，点击系统参数+激光传感器标定。

第三，距离标定。在检测路段，通过相应工具将一段平直路段标定出来，距离一般为200。在车门上正确安装激光传感器，经水平仪确定水平，随后开启下位仪开关，将应用程序启动，根据菜单功能，选择系统参数+距离标定。

2.2.4 测量

完成上述操作后，即可开始测量，根据软件操作指南，完成各项操作。

2.3 工程概况

某公路工程为一级公路，起止桩号为K0+000～K11+ 200，选用沥青混凝土面层，路面设计总厚度为59cm，具体结构为4cmAC-16沥青混凝土（细粒式）+5cmAC-16沥青混凝土（中粒式）+30cm水泥稳定碎石基层+20cm级配砂砾底基层，根据设计要求，需选用90号道路石油沥青作为施工沥青材料，以15cm分层铺筑基层。完成路面施工后，决定选用激光平整度仪检测，结果如表2所示。

由此可见，本路段合格率达到80%左右，即IRI合格率为79.82%，σ合格率为81.17%，基本满足平整度要求。

3 结语

综上所述，在公路路基路面快速检测中，选用无核密度仪（2701-B）、激光平整度仪检测路基路面压实度与平整度效果良好，且不会损坏路面原有结构，在提高公路工程质量方面具有重要意义。

參考文献

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[2] 王彤.关于高速公路试验检测技术的有效运用分析[J].建筑工程技术与设计，2017（13）：345-345.

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[4] 龙曙东，龙劭一.娄新高速公路新老路基土性能快速检测与数据分析研究[J].湖南交通科技，2012，（4）：28-30，34.

[5] 李振存.在役高速公路路基性能评价及快速检测技术[D].长沙理工大学，2014：1-158.

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