路面无损检测技术的现状及发展方向

1、路面无损检测技术的现状及发展方向 【摘 要】路面使用性能评价和路面养护管理决策的基础是路面检测数据。快速检测路面技术和处理数据技术是一个动态的过程。笔者就路面检测数据的现状及发展动态进行论述与分析，以及公路路面自动检测技术未来的发展方向进行探讨。 【关键词】路面使用性能；路面技术；检测数据；自动检测技术 引言 我国高速公路在发展迅速的同时，道路养护管理规定和系统得到很好的完善。这些规定和系统的建立对高速公路养护提供科学性依据，但在数据采集手段上却未能跟上发展速度，本文在对比国内外研究成果的基础上，总结了路面无损检测技术以及它的最新研究进展。 1 平整度检测技术 评价路面质量最重要的3个参数是平

2、整度、车辙和裂缝。而平整度检测是三个参数中的重点，它在路面施工质量检测、评定、验收及使用期路面质量检测都有指导意义。平整度检测的设备、原理和方法有很多，但是值得注意的是不同的检测设备检测的结果会有较大差异。目前在平整度检测技术处于领先水平的国家以美国和澳大利亚等国为首。 平整度检测技术在实际应用中存在一些问题：例如测试效率低、速度缓慢；不方便使用；仪器检测的精度比较差。影响这些因素的主要原因是不同厂家生产的仪器对检测结果会有一定的偏差。良莠不齐的生产厂家导致检测仪器的质量存在较大差异。例如一些厂家生产的连续式平整度仪的质量存在比较多的问题。 2 路面破损检测技术 对路面的破损状况用照像及摄像技

3、术来进行动态、实时获取并通过使用图像处理技术及时处理所获得的路面图像，然后定量分析路面破损状况叫做路面破损检测技术。研究以路面损坏自动采集设备取代人工量测的是在20世纪70年代初期才开始的。这种做法来源于法国道路管理部门，他们研制发明了路面摄影车（gerpho），改变了传统的露天现场损坏测量工作向室内工作检测的转移，例如胶片的处理可以在室内完成，对人工判读和数据的记录通过计算机来进行。20世纪80年代中后期，一些发达国家如美国、法国等不断研究与开发路面损坏图像的计算机图像自动处理系统（软件）和以路面损坏实时采集设备（硬件）为主要内容的工作。这种研究与开发与路面管理系统和路网管理的发展紧密相连。

4、20世纪90年代初期，这些国家陆续发表了其在这方面的研究成果。进入20世纪90年代后期，在世界各国对模式识别与路面损坏自动检测的研究成果甚微的同时，而美国的程恒达教授和加拿大的roadware公司等对图像获取设备与路面损坏图像处理技术依然进行孜孜不倦的研究。目前在国际上仍然期待路面损坏自动检测设备的普及应用。 综观我国在路面破损检测技术领域进行研究的个人或单位是非常少的。其中1994年同济大学的孙立军教授带领他的研究生对这方面进行过试探性的研究。据最新消息显示，在路面破损检测技术取得一定成果的是李德仁院士及其加拿大的研究生。我国的哈尔滨工业大学在2001年就开始致力于算法与设备方面的研究，目前

5、获得了显著的成果。 3 路面车辙检测技术 国际上发展到较为成熟的是检测路面车辙的技术。路面车辙检测技术通过非接触式距离传感器来快速自动检测行驶中心线及横梁与左、右车辙的落差的距离，根据所得的数据来计算出车辙的相对深度。目前，世界上能生产快速可靠的车载式车辙自动检测仪的单位有美国icc公司、southdakotadot、澳大利亚arrb等。由于车载式车辙自动检测仪具备诸多优点，目前在国外已经广泛投入使用。 利用光学传感器和超声波传感器等进行测量的仪器是车载式车辙自动检测仪。由于每种传感器的使用范围都会被受到限制，因此未来的研究方向将会研究各种不同的传感器以满足不同的需求。这就满足了应用效果好和经

6、济性高的目的。我国在路面车辙检测方面依然是以人工检测为主，在自动检测方面的研究并不多见。人工对车辙检测只在典型断面的检测上得到广泛使用，起不足主要受制于典型断面的抽取随意性大，很容易受到主观因素的影响，而且检测手段落后、速度慢、危险性大，从而使得检测评价方法既不准确也不科学。 4 路面抗滑能力检测 抗滑能力其实就是指路面的摩擦系数。而在抗滑能力检测方法上有两种常用方法，一是摆式摩擦仪，二是制动测距。前者是针对静态、单点检测，后者是针对动态、连续检测。目前在检测手段方面的研究主要是致力于制动测距的动态连续式的研究。而在研究动态连续式研究上又注重于可靠性、应用指标及指标体系的研究。虽然动态连续式检

7、测是当今国际使用的常见方法，但其在制造上有仍然存在较大的困难，另一方面，在进行检测时主要是对检测轮进行完全制动，导致检测费用昂贵。运用这种技术进行检测的国家有瑞典和美国。除此之外还有一种新的检测方法，那就是测定检测车全刹车时的最大减速度。据研究结果显示，此全刹车时的最大减速度与路面摩擦系数存在很大的关联性。国际也有一些通过高分辨率的激光距离传感器来检测路面的微观特征着方面的研究。如果这方面的研究结果得到认可，就能在费用和速度上更加快速的检测路面摩擦系数。 现阶段我国采用的检测方法是摆式摩擦仪。静态单点的抽样检测是无法满足公路在效率和可靠性管理方面的需要。因此我国在今后的研究方向要致力于检测技术

8、的研究，研究的重点是实现快速连续的检测技术。我国公路养护规范对沥青路面的抗滑性能的评价指标包括：摆值、构造深度、横向力系数等。而对于这些指标相互间的影响作用又缺乏系统的分析研究。因此，想建立新的评价方法和指标体系就需要进行实地试验，获取足够的数据，完善检测规范等。这是开展指标评价体系的研究的必经之道。 5 路面雷达测试 路面雷达的工作原理是根据电磁波在路基中及路面结构层的传播和反射所出现的回波的波幅与波形以及传播时间等数据来确定目标体的结构或空间位置。20世纪70年代才出现路面测试的，到了80年代后期，在相关的设备技术和应用水平等有了较大的进步。 路面雷达在不同材料的路面的精度也不尽相同，例如精度约为3%的是检测沥青砼面层厚度的，精度约为5%的是检测水泥砼面层厚度的。目前需要进一步深入研究的是完整性的在结构层，如剥离的桥面铺装、脱空判定的水泥砼板等方面的研究。 路面雷达的应用受制于雷达天线身的精度和后处理软件的操作。检测的手段可以通过设备完成，但是应用的广度和深度则由软件来决定了。这一关系应当值得国内广大用户引起足够的重视。虽然各雷达厂家都有配套的后处理软件，但美国和芬兰为专业的后处理软件技术有较多的研究。 6 结束语 本文从两方面分析对比：一是分析国内外在公路路面自动检测技术发展的状况，二是道路检测技术的对比和分析，总结出路面破损检测技术的总体发展趋势是由人工检测