路面无损检测技术的现状及发展方向摘要: 本文结合山东省公路检测中心正在进行的《路面管理系统》(cpms)数据采集和分析维护工作，详细介绍了国内外在路面无损检测指标上的常用技术，分析了我国在新型检测设备的应用和相关研究方面存在的问题与不足，在发展方向上提出了自己的建议。

关键词：路面管理系统无损检测路面弯沉摩擦系数平整度和车辙路面病害
abstract: in this paper, shandong province highway testing center of the ongoing “pavement management system “( cpms ) data acquisition and analysis of maintenance work, and introduced pavement nondestructive testing indexes commonly used technology, analysed our country in the new testing equipment application and related research in the problem of existence and inadequacy, in the direction of development put forward our suggestions.
key words: pavement management system for nondestructive testing of pavement deflection coefficient of friction and the smoothness of pavement rutting
中图分类号：u416 文献标识码：a文章编号：
1 前言
改革开放二十余年，公路事业发展迅速，随之而来的是公路检测事业从无到有、从有到精的蓬勃发展，作者长期从事公路检测方
面的研究、测试工作，有着丰富的实践经验，略有心得，梳理一番，与同行共享。

路面是公路的重要组成部分，路面的养护管理关系到道路本身的使用寿命。

使用性能的好坏直接关系到用户的舒适性、安全性、快捷性。

自上个世纪中叶以来，美国、丹麦、芬兰等国家都陆续建立了道路养护管理系统，充分利用计算机技术、自动化控制技术、高精度测微技术，针对道路检测技术开展了深入研究，有效地保证了养护的科学性，我国从20世纪80年代后期开始，通过与以上国家的合作，开发了适合中国国情的《路面管理系统》（cpms），并且配套引进了高精设备和顶尖技术，同时国内的检测设备也有了巨大的发展，为《路面管理系统》（cpms）的维护提供了有力的数据支持。

2 路面无损检测技术和发展方向
2.1平整度（iri）与车辙（rut）
平整度是路面施工质量与服务水平的重要指标之一，是道路使用者判断道路好坏的直接依据。

测试方法有三米直尺法、连续式平整度仪法、颠簸累积仪法等等，我们中心上个世纪九十年代，主要是采用澳大利亚生产的颠簸累积仪（rrdas）进行平整度测量，后来由于业务量的不断加大，我们又购置了世界上最先进的澳大利亚交通研究局（arrb）研制生产的5激光平整度仪（5r2t），它在采集平整度数据的同时还可以采集车辙深度、宏观纹理深度(smtd)和混凝土路面的错台数据，它可以在20～120公里/小时的车速采集相关的数据计算出路面变化状况，这些路面变化数据通过计算机软
件处理后可计算出综合的数据包括平整度、车辙深度、纹理深度和错台。

它的工作原理是测试车以一定速度在路面上行驶，通过固定在汽车底盘上的一排激光传感器测试激光束反射回读数器的角度来测试路面，信号处理系统将来自激光传感器的模拟信号转换成数值信号并记录下来，每隔50mm采集三个参数（平整度仪支架和路面之间的垂直偏差、平整度仪支架的垂直加速度、记录上述参数的时间和距离），通过数据分析系统，可计算出相关数据。

2.2 摩擦系数（sfc）
路面的抗滑性能直接关系到行车的安全，通常用轮胎和路面间的摩阻系数来表示，测试方法有制动距离法、摆式仪法、构造深度测试法、摩擦系数测定车法。

摆式仪法较常用，缺点是受人为因素大，速度慢，并且不能较好地反映路面的宏观纹理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。

目前国内正大力推广高效、快速的自动化的抗滑能力测试仪，主要有三种：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。

刹车式和不完全刹车式摩擦系数测试仪目前仅有极少数国家使用，如美国等。

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，20世纪90年代中期交通部科学研究所实现了国产化。

我们的设备是从英国进口的scrim型，它的工作原理是设定试验轮与行车方向成20度角，以便产生一个同试验轮平面垂直的横向力，该横向力与试验轮对路面荷载的比值即为横向力系数（sfc），它反映的是车辆在路面上侧滑的危险性，而侧滑是造成
事故的主要原因。

2.3 弯沉
弯沉是指在规定的标准轴载作用下，路基路面表面轮隙位置产生的总弯沉或回弹弯沉，是表征路基路面强度的重要指标，测试方法有贝克曼梁法、落锤式弯沉仪法（fwd）、自动弯沉法、振动弯沉仪法等等。

贝克曼梁法不仅测速慢，而且人为因素大，只在一般公路上使用。

由于种种原因，本文主要介绍自动弯沉仪的基本情况，路面弯沉的检测采用的是北京交科所设计生产的jg型自动弯沉仪检测车，它的工作原理与贝克曼梁法相同，都是采用简单的杠杆原理。

当测点受荷载时地面下沉，通过杠杆支点10：1的关系，位移传感器可以读出测点处相应的下沉量。

自动弯沉仪就是贝克曼梁的自动化形式，它利用装载车本身后轴的荷载，把类似贝克曼梁的测量架安装在汽车底盘下方，配上弯道测量同步控制系统，测量机构移步系统和数据采集系统，构成自动弯沉仪。

自动弯沉仪是测定路面弯沉的高效自动化设备，测试时速为7～8km/h，每7.5米左右轮各检测一点，可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收以及路面养护管理。

美国正在研究一种速度更快的滚轮式弯沉仪（rwd）,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60英里/小时，采集的数据量大，它记录的是真实受力状态下的弯沉，而不是模拟荷载状态，是下一步理想的弯沉检测设备，相信不久的将来，弯沉检测将更加快捷、准确、安全。

2.4 路表病害
《路面管理系统》（cpms）中路表破损指标（即我们俗称的病害，如泛油、坑槽、裂缝、雍包等等）是评价公路管理部门工作效率的最直观依据。

我国目前还主要依靠人工采集，除了主观性大、效率低外，也存在很大的安全隐患，尤其在高速公路上。

我中心引进了美国设计生产的路表破损数字图像采集系统，它的基本原理是采用车载式高精度数字摄像系统连续采集公路表面的图像，然后通过后台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。

它极大地提高了工作效率，减小了安全隐患，随着我国高速公路里程的越来越多，必将成为广泛应用的设备。

它的缺点是后台处理的工作量较大，并且软件在图像的自动识别方面存在误判、漏判及难以判定（如阴影、光线、阴天的影响）等现象，必须由人工来辅助处理，需要大量的工作人员配合，国内外制造商的工作重点和难点是表面破损如何自动识别、归类，并提高精度，减少误判率。

目前国际上最先进的设备是路表三维激光可视化系统，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，硬件价格较高，约100万美元，在国内还没有用户。

3 存在的问题以及不足
目前我国大多数自动化检测设备的用户尚停留在简单使用、采集数据的层次上，仅有个别科研单位在进行相互独立的研究。

产生这种现象的主要原因有以下几个方面：⑴、大部分检测单位的科研
力量薄弱，只是以数据采集为主，目前我们已经可以出具完整的《路面管理系统》（cpms）分析报告，给公路养护部门进行养护决策提供了数据支持。

⑵、自动化检测设备价格昂贵，很多科研单位限于资金问题尚没有购买，或仅有一、两种，我中心除以上设备外，还有探地雷达测试车、路面几何数据测试车(rgdas)、前方成像测试车等，本文未作赘述；⑶、科研单位的研究成果在系统化、集成化和市场化上不够，软件处理方面存在不足，难以大面积推广。

随着我国公路事业的不断发展，相信这种情况将会得到很大改观。

4 结束语
我国公路检测技术由原始的落后的人工检测逐步向先进的自动化检测技术发展，由取芯等破损类检测向无损检测技术发展，由低速度、低精度向高速度、高精度发展，已经形成了自己的一套技术体系。

随着国内检测设备的需求量越来越大，用户越来越多，国产化程度越来越高，相关软件如《路面管理系统》（cpms）越来越完善，有理由相信无损检测事业在我国会有更好的发展和应用。

参考文献
1、路基路面现场测试规程；
2、路基路面检测新技术；。