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第ｌ４卷第２期　

安徽建筑工业学院学报（自然科学版）　

Ｖｏ１．１４　Ｎｏ．２　

２００６年４月　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　

Ａｐｒ．２００６　

路面无损检测技术的研究　

王泽华　

（安徽精诚公路工程监理咨询有限公司．合肥２３００５１）　

摘要：介绍了目前在路面使用性能无损检测上的最新技术及相关的研究，分析了我国在新型检测设备的应　

用和相关研究方面的现状与不足，深入探讨了道路工程中无损检测技术应用的局限性及发展前景。　

关键词：路面无损检测；路面工程；数据分析　

中图分类号：Ｕ４１６．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—４５４０（２００６）０２　０２２—０３　

Ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｎｏｎ—ｄｅｓｔｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　

ＷＡＮＧ　Ｚｅ－ｈｕａ　

（Ａｎｈｕｉ　Ｊｉｎｃｈｅｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｕｐｅｒ　Ｖｉｓｂｒｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｅｆｅｉ　２３００５１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｏｆ　Ｎｏｎ—ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ．ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉ—　

ｐｉｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎｄ　ａｐｐｌｙｉｎｇ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　ＮＤＴ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ。ｔｈｅｎ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｉｔｓ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　

ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄｓ　ｏｆ　ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｓｏｍｅ　ａｄｖｉｅｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＮＤＴ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｎｏｎ—ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｓｔｉｎｇ；ｒｏａｄ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｄａｔａ　ａｎａｌｙｓｉｓ　

路面检测与评价技术在检测和控制施工质量、　

不良区段极易漏检，给后续工程工作留下隐患。　

提高公路养护管理科学化水平及改进路面设计等　在道路投入使用后的日常养护管理中，虽对路表　

方面具有十分重要的地位和作用，路面检测评价技　

面出现的问题可及时发现，但对道路内部存在的　

术水平的不断提高能给公路建设带来非常明显的　隐性灾害如：路面下的空洞、积水、脱空等却没有　

经济社会效益。随着现代计算机技术、高精度测微　有效的检测手段。如果能够研究开发出无损、快　

技术的不断进步，给路面检测技术带来了巨大的发　速、直观、能显示道路内部状态的检测设备和技术　

展。其中，无损检测是一项很有发展前景的技术。　

手段，必将使道路建设质量和养护管理水平进入　

本文对道路工程中常用的几种无损检测技术作了　

一

个新的水平。开展路面无损检测与评价技术研　

对比分析，在此基础上分析了无损检测技术在道路　

究，将在控制道路施工质量、提高路网养护水平等　

工程中的发展方向及应用前景　］。　

方面具有重要意义。　

１　传统检测技术的局限性及发展无　

２　当前主要的路面无损检测技术［２　］　

损检测技术的意义　

２．１　超声波无损检测技术　

在公路施工中，传统的检测方法是随机选点，　

超声波路面检测技术主要是通过发射超声波　

钻孔取样，进行室内分析处理，从中获取需要的工　

到材料介质，接收反射波的相关参数，进而判断结　

程参数。这种常规方法存在很大的局限性：首先　构内部破损情况的一种新型无损检测方法，通过　

被测点是随机选择的，因而检测结果往往缺乏代　

在介质中不同位置设置传感器，测量超声波在一　

表性。同时，由于检测点的密度稀，有些有缺陷的　

定距离内传播的时间，计算出波速，利用速度与介　

收稿日期：２００６一ｏ３　０２　

作者筒介：王洋华（１９５４一），男，工程师，主要研究方向为公路施工与监理。　

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第２期　王泽华：路面无损检测技术的研究　２３　

质相关参数的关系可以测定材料的有关参数如弹　

性模量、抗压强度、抗折强度等，还可用来检测材　

料或结构内部的缺陷。由于该技术具有检测简　

的弯沉检测设备，它的基本原理是通过液压系统　

提升和释放荷载块对路面施加冲击荷载，荷载大　

小由落锤质量和起落高度控制，动态弯沉盆由相　

应的传感器测定。研究表明：ＦＷＤ的冲击荷载与　

时速６Ｏ～８０ｋｍ的车辆对路面的荷载相似，可较　

好地模拟行车荷载作用，并且测速快，精度高。继　

单、操作方便、价格便宜等优点，在路面检测中的　

前景非常广阔。现已成功地应用于检测路基路面　

材料的密实度与弹性模量、检测混凝土的抗压强　

度、抗折强度，检测路基路面的厚度与孔隙等方面。　

ＦＷＤ之后，新一代弯沉仪ＲＷＤ正处于研究阶　

２．２　图像技术　

图像技术包括红外成像技术和激光全息图像　

技术。前者主要是利用不同材料介质导热性能不　

同的原理，利用高精度的热敏传感器可检测结构物　

内部的热传导规律和测试场分布状况，将检测得到　

的数据图像化，从而将结构内部状况呈现出来。激　

光全息技术是通过分析全息摄影得到全息图，再由　

全息图上测取数据求出相关力学量方法，具有精细　

度高、直观可靠、能够给出全场情况等优点。　

２．３频谱分析技术　

频谱分析检测技术的基本原理是分析在不同　

介质中传播表面波的频率特性。在路面结构表面　

用一力锤施加瞬时的垂直冲击，就可以产生一组　

以振源为中心的具有各种频率成分并沿地表一定　

深度向四周传播的瑞雷面波，通过调整力锤重量　

或不同的锤头可以获得含有各种频率成分的瑞雷　

面波信号，在不同位置设置传感器可以检测到波　

传播的频率，借助于频域的互谱分析和相干分析　

技术，可以达到测试不同深度分层介质力学参数　

的目的。与传统方法相比，它具有速度快、检测效　

率的特点。　

２．４　激光检测技术　

激光具有高亮度和分辨率，好的方向性、相干　

性、衍射性等特点，激光技术在路面检测时利用激　

光光强愈强则光电流愈强的原理，通过光电转化　

器将光能转化为电能，当激光光强发生变化时，光　

电流也随之发生变化，事先标定建立光电流与位　

移关系，可根据光电流的变化反算弯沉位移的变　

化量。在路基和路面检测中，激光主要应用于距　

离测定，弯沉测定，车辙深度及平整度测定几个主　

要方面。　

３主要无损检测仪器设备　

３．１弯沉测试仪器　

落锤式弯沉仪（ＦＷＤ）是目前应用较为广泛　

段，它是采用高频激光扫描，连续地记录行驶中的　

测试车在路表产生的弯沉，测试速度约　

８８．５　ｋｍ／ｈ。ＲＷＤ的最大优点是：所记录的真实　

受力状态，而不模拟荷载状态下的弯沉，并且测速　

远大于ＦＷＤ，因此对交通的影响较小，是较为理　

想的弯沉检测设备。　

在美国，拥有ＦＷＤ的用户绝大部分都配套　

使用分析软件，主要分析性能评价和罩面设计。　

而我国绝大部分ＦＷＤ用户单位没有配套的分析　

软件，ＦＷＤ也仅作为一种高精度的弯沉测量仪器　

在使用，仅有少数研究性单位在进行深入探讨。　

３．２断面测试仪器　

断面测试主要包括平整度与车辙测试，我国常　

用的检测设备是路面横断面尺，２Ｏ世纪９Ｏ年代　

中、后期引进了连续式激光断面仪，是目前最先进　

的平整度和车辙检测设备，逐渐在道路路面检测中　

提到广泛的应用，其正常测试速度可达８０　ｋｍ／ｈ，同　

时还可以测量横坡、纵坡、转弯曲率等指标。　

激光断面仪的基本原理：通过横向分布的若　

干个激光传感器测试距离路面的高度，得到一个　

横断面，从而可以计算车辙；通过对应于轮迹位置　

的激传感器测得距离路面的高度，随着车辆的行　

驶可以得到路面纵向断面，即可计算纵向平整度。　

３．３抗滑能力测试　

目前车载或车牵引的高速自动化路面抗滑能　

力测试设备主要有３种：横向力系数测试仪、刹车　

式摩擦系数测试仪、不完全刹车式摩擦系数测试　

仪。横向力系数测试仪是在我国应用最为广泛的　

自动摩擦系数仪。我国目前在路面抗滑能力测试　

方面仍主要采用摆式摩擦系数仪，横向力系数仪　

已逐渐拥有了相当多的用户；刹车式和不完全刹　

车式摩擦系数测试仪目前仅有极少数用户。摆式　

摩擦系数仪已经越来越不适应我国高速公路建设　

的需要，该测试方法对交通的影响较大，存在不安　

全因素；而且它不能较好地反映路面的宏观纹理　

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２４　安徽建筑工业学院学报（自　

构造对摩擦系数的影响。而宏观纹理构造是高速　

公路路面抗滑能力的决定因素。因此，应大力推　

广自动化的抗滑能力测试仪在中国的应用。　

３．４路表破损采集　

路面表而破损率是路面养护决策的重要指　

标，我国目前还主要依靠人工采集数据，少数　位　

从２ｏ世纪９ｏ年代中后期开始引进＿『路表破损数　

字图像采集系统，它的基本原理是采用车载式数　

字摄像系统连续高速采集路表的图像，然后在室　

内通过后处理软件自动处理与人工判读相结合，　

识别、分类与统计路表破损。路表破损摄像系统　

极大地提高了工作效率。避免了高速公路人工破　

损调查的危险性。　

目前国际上已经研制出的路表三维激光可视　

化系统是一种新型的路表破损数据采集系统，它　

采用激光传感器随着车辆的高速行驶，连续扫描　

一

个车道，得到路表的三维可视图，并实时处理，　

通过对该图的分析可得到裂缝、变形、松散及泛油　

等各种病害，同时还可以测试平整度和车辙。与　

数字图像系统相比，激光三维可视化系统的优势　

是可以较好地反映变形类破损，分析不受阴影的　

影响，采集数据精确度较高。缺点是数据量大，硬　

件要求高、价格较高。　

３．５路用雷达技术　

路面雷达是利用电磁波在路面结构层和路基　

中的传播和反射，根据回波的传播时间、波幅与波　

形，确定目标体的空间位置或结构。我国路用雷　

达最早出现于２Ｏ世纪七八十年代后期，在设备技　

术上和应用水平上有了很大的进步。目前路面雷　

达在路面厚度测试、相对高含水区域检测、结构层　

完整性判定等方面测试应用已经非常广泛。　

　．．　．　

４　道路工程无损检测技术的局限性　

在技术上它的准确度有待进一步提高，如采　

用ＦＷＤ测量得到路面结构动态弯沉精度完全可　

以满足要求，但根据测量的弯沉数据反算路面结　

构的力学参数还存在不完善的地方。其检测性能　

仍比较单一，需要研制开发新的具备综合检测能　

力的新型无损检测设备。　

公路工程现有评定标准的规定，使无损检测　

技术在工程评定上有一定的局限性。现有的评定　

标准对　

检验与　

新技术　

测方法和评定标准纳入到规范中去，使无损检测　

新技术在工程质量监督与控制过程中发挥出应有　

的作用。　

路面无损检测与评价不是一项单纯的科学或　

技术，涉及到多种学科、多个部门，需要科研部门、　

工程单位和检测机构加强联系，通力合作，只有这　

样才会加快路面无损检测技术的发展速度。　

５　无损检测技术在道路工程中的应　

用前景［。］　

无损检测技术具有准确性、快速性等特点，在　

道路工程中的应用愈来愈广泛。在道路建设阶　

段。无损检测技术主要应用于施工质量的检测与　

控制，能及时发现工程质量隐患，有效地防止路面　

过早破坏。在道路建成后的养护管理阶段，随着　

使用时间的增加，路面使用性能会逐渐劣化，但劣　

化的速率是不均匀的。前期较缓慢，随着损伤累　

积，后期劣化速率加快；相应地，在不同时期恢复　

路面使用性能所需要的费用也明显不同。采用先　

进、高效的路面检测评价技术对路网进行跟踪检　

测和分析评价，可以深入认识路面使用性能劣化　

的基本规律，从而为优化养护方案、实现科学决策　

提供依据。总之，路面检测与评价技术在检测和　

控制施工质量、提高公路养护管理科学化水平等　

方面都具有十分重要的地位和作用。　

参考文献　

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