CN108414371B - 一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法。其包括：步骤1、利用落锤式弯沉仪测量出第一测点与第二测点的弯沉值之差ΔL1；载荷施加点与裂缝间距离为预设距离定值，载荷施加点、第一测点、第二测点均位于裂缝同一侧且与裂缝间的距离依次增大；步骤2、将载荷施加点移至裂缝另一侧，利用落锤式弯沉仪测量出第三测点与第四测点的弯沉值之差ΔL2；第三测点/第四测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第一测点/第二测点相对于载荷施加点的位置相同，且裂缝位于第三测点与第四测点之间的中线上；步骤3、根据ΔL=ΔL2‑ΔL1判断出沥青路面裂缝状况。本发明可对沥青路面裂缝状况进行准确评估的无损检测，且操作简单方便，实现成本极低。

Description

一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法
技术领域
本发明涉及一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法，属于沥青路面病害检测技术领域。
背景技术
裂缝是沥青路面最典型的病害之一。沥青路面作为一种层状体系结构，路表肉眼可见的裂缝，可能仅发生于沥青混凝土面层，也可能同时发生于沥青混凝土面层和半刚性基层，还可能同时发生于沥青混凝土面层、半刚性基层以及路基上，显然路面裂缝开裂的不同状况与裂缝的养护维修方案密切相关。现阶段，为了掌握沥青路面裂缝的开裂状况尤其是裂缝向下延展的深度，常用的方法是钻芯取样这种破损检测方法，即在裂缝处跨缝取芯，通过芯样裂缝的状况来评判路面裂缝状况，这种方法虽然直观，但是一种有损检测方法；此外，对于较深的裂缝，芯样不一定能全部取出。也有研究提出采用探地雷达技术对路面裂缝进行检测，这种技术理论上可以实现无损检测，但设备昂贵、精度偏低。
综上可知，亟需提供一种能够对沥青路面裂缝状况（尤其是裂缝向下延展深度）进行准确评估的无损检测方法，以便合理的制定沥青路面的养护维修方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法，可对沥青路面裂缝状况进行准确评估的无损检测，且操作简单方便，实现成本极低。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法，包括以下步骤：
步骤1、利用落锤式弯沉仪测量出第一测点与第二测点的弯沉值之差ΔL1；载荷施加点与裂缝间距离为预设距离定值，载荷施加点、第一测点、第二测点均位于裂缝同一侧且与裂缝间的距离依次增大；
步骤2、将载荷施加点移至裂缝另一侧，利用落锤式弯沉仪测量出第三测点与第四测点的弯沉值之差ΔL2；第三测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第一测点相对于载荷施加点的位置相同，第四测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第二测点相对于载荷施加点的位置相同，且裂缝位于第三测点与第四测点之间的中线上；
步骤3、根据ΔL=ΔL2-ΔL1判断出所述沥青路面裂缝状况：如ΔL（0.01mm）位于第一数值区间，则仅面层有裂缝；如ΔL位于第二数值区间，则面层和基层均有裂缝；如ΔL位于第三数值区间，则面层、基层和路基均有裂缝；第一数值区间、第二数值区间、第三数值区间为预设的三个依次增大的数值区间且相互之间不重叠。
优选地，步骤1中的第一测点与载荷施加点相重叠。
进一步优选地，所述预设距离定值为1m，第一测点与第二测点间的距离为20cm，第一数值区间为（0，5],第二数值区间为[10，15]，第三数值区间为[20，∞)。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
本发明针对沥青路面裂缝的无损检测难题，借助于落锤式弯沉仪（FWD）来判断路面裂缝状况，尤其是裂缝向下延展的情况，其检测结果准确，操作简便，由于不需要额外的设备，因此实现成本极低，同时还可以得到沥青路面的弯沉参数，随着FWD的普遍装备，本发明技术方案具有极为广阔的应用前景。
附图说明
图1为一种落锤式弯沉仪的基本结构示意图；
图2为具体实施方式中第一次测量示意图；
图3为具体实施方式中第二次测量示意图；
图4为几种不同类型裂纹的示意图。
具体实施方式
为了解决现有无损检测技术所存在的实现成本高昂、检测精度偏低、操作较复杂的缺陷，本发明的思路是借助落锤式弯沉仪来实现对沥青路面裂缝向下延展的情况进行准确且无损的检测。
落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectormeter，简称FWD)产生于上世纪70年代初，是一种脉冲动力弯沉仪，它模拟汽车荷载对路面施加瞬时冲击作用，得到路面瞬时变形情况。其测量结果比较精确，且信息量大。其工作原理是：在计算机控制下，把一定质量的重锤由液压传动装置提升至一定高度后自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路面结构层模量，从而科学地评价路面的承载能力。与传统的贝克曼梁测量弯沉相比，具有使用方便、快速、安全、节省人力、模拟实际情况施加动态荷载，适于长距离、连续测定的特点。随着道路检测技术的发展，FWD已得到了越来越广泛的应用，其装备量越来越大。
具体而言，本发明无损检测方法具体包括以下步骤：
步骤1、利用落锤式弯沉仪测量出第一测点与第二测点的弯沉值之差ΔL1；载荷施加点与裂缝间距离为预设距离定值，载荷施加点、第一测点、第二测点均位于裂缝同一侧且与裂缝间的距离依次增大；
步骤2、将载荷施加点移至裂缝另一侧，利用落锤式弯沉仪测量出第三测点与第四测点的弯沉值之差ΔL2；第三测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第一测点相对于载荷施加点的位置相同，第四测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第二测点相对于载荷施加点的位置相同，且裂缝位于第三测点与第四测点之间的中线上；
步骤3、根据ΔL=ΔL2-ΔL1判断出所述沥青路面裂缝状况：如ΔL（0.01mm）位于第一数值区间，则仅面层有裂缝；如ΔL位于第二数值区间，则面层和基层均有裂缝；如ΔL位于第三数值区间，则面层、基层和路基均有裂缝；第一数值区间、第二数值区间、第三数值区间为预设的三个依次增大的数值区间且相互之间不重叠。
该方案所依据的原理是ΔL的值与裂缝向下延展状况基本呈正相关，因此可以通过ΔL来判断裂缝向下延展状况。其中的第一～第三数值区间是与所述预设距离定值、各测点与载荷施加点的相对位置相关的，当这些参数确定后，即可通过实验预先确定合适的第一～第三数值区间。
利用落锤式弯沉仪法测量弯沉值时，距离载荷施加点越远的测点，其弯沉值越小，相应的误差会增大，因此，第一测点、第二测点应尽可能靠近载荷施加点（即落锤所在处），最好将第一测点设置在载荷施加点。
为了便于公众理解，下面以一个具体实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行详细说明：
本实施例中所使用的FWD配备有如图1所示的9个固定的传感器，依次为D0、D1、D2，…，D8，传感器D0与落锤之间、传感器D1与D0之间、传感器D2与D1之间、…、传感器D8与D7之间的间距依次为：0cm-20cm-30cm-45cm-60cm-90cm-120cm-150cm-200cm。
为了尽可能提高检测精确度，本实施例中采用离落锤最近传感器D0与D1来进行弯沉数据采集。具体的裂缝检测过程如下：
（1）首先测量不跨缝处两个传感器的弯沉差：如图2所示，将落锤式弯沉仪置于所测裂缝一侧，使传感器D0位于距裂缝约1m处，且保证所有传感器均位于裂缝同一侧，然后使落锤从顶部自由下落，读取2个传感器D0和D1对应的弯沉值L0和L1，计算其差值ΔL1=L0-L1（单位为0.01mm）；
（2）然后测量跨缝处两个传感器的弯沉差：向裂缝另一侧调整落锤式弯沉仪的位置，使裂缝刚好位于传感器D0和D1的中间位置（如图3所示），然后使落锤从顶部自由下落，读取2个传感器对应的弯沉值L2和L3，计算其差值ΔL2=L2-L3；
（3）计算ΔL1和ΔL2的差值ΔL=ΔL2-ΔL1，并根据ΔL断出所述沥青路面裂缝状况：当ΔL≤5时，仅面层有裂缝（如图4裂缝一）；当10≤ΔL≤15时，面层和基层均有裂缝（如图4裂缝二）；当ΔL≥20时，面层、基层和路基均有裂缝（如图4裂缝三）。
本实施例中采用了落锤式弯沉仪中离落锤最近的两个传感器D0与D1来进行弯沉数据采集，实际上可根据实际情况选取其它位置的传感器，当然，判断准则中的三个数值区间也要做相应调整。

Claims (3)

1.一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、利用落锤式弯沉仪测量出第一测点与第二测点的弯沉值之差ΔL1；载荷施加点与裂缝间距离为预设距离定值，载荷施加点、第一测点、第二测点均位于裂缝同一侧且与裂缝间的距离依次增大；
步骤2、将载荷施加点移至裂缝另一侧，利用落锤式弯沉仪测量出第三测点与第四测点的弯沉值之差ΔL2；第三测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第一测点相对于载荷施加点的位置相同，第四测点相对载荷施加点的位置与步骤1中第二测点相对于载荷施加点的位置相同，且裂缝位于第三测点与第四测点之间的中线上；
步骤3、根据ΔL＝ΔL2-ΔL1判断出所述沥青路面裂缝状况：如ΔL位于第一数值区间，则仅面层有裂缝；如ΔL位于第二数值区间，则面层和基层均有裂缝；如ΔL位于第三数值区间，则面层、基层和路基均有裂缝；第一数值区间、第二数值区间、第三数值区间为预设的三个依次增大的数值区间且相互之间不重叠；其中，ΔL的单位为0.01mm。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1中的第一测点与载荷施加点相重叠。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述预设距离定值为1m，第一测点与第二测点间的距离为20cm，第一数值区间为(0，5],第二数值区间为[10，15]，第三数值区间为[20，∞)。
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