【摘要】本文通过阐述激光检测技术、频谱分析技术、图像技术、超声波技术等无损检测技术，结合常用检测仪器对无损检测在施工质量的检测与控制、养护管理应用与发展趋势进行了分析。
【关键词】路面工程；无损检测技术；发展趋势
随着路面检测技术的不断发展，检测技术逐步由破损检测向无损检测发展，同时检测时间不断缩短，检测速度和检测精度不断提高。总而言之，在检测和控制施工质量、提高公路养护水平及优化路面设计中，无损路面检测与评价技术具有十分重要的作用。所以，开展路面无损检测与评价技术研究，将在控制道路施工质量、深入认识路面长期使用性能、改善路面设计、优化道路改造方案及提高路网养护水平等方面具有重要意义。
1、无损检测技术的原理
1.1超声波无损检测技术
所谓超声波是一种频率超出人耳能听到的频率的声波，这种声波在传输过程中同样遵守波的传输规律。超声波无损检测技术的原理主要是向材料介质发射超声波，接收相应的反射波的相关参数，进而对路面的内部结构的破损情况进行判断的新型无损检测方式。
1.2图像技术
通常情况下，红外成像技术、激光全息图像技术统称图像技术。其中，红外成像技术是利用不同材料的导热性能，通过高精度的热敏传感器对结构物内部的热传导规律和温度场分布状况进行检测，以图像化的形式将检测结果进行显示。
1.3 激光检测技术
激光检测技术作为新型的检测技术，其发展时间只有几十年，由于激光具有较强的亮度和较高的分辨率、方向性好，以及相干性、衍射性等优点，正是因为上述特点，在路面检测中激光技术得到广泛应用。
1.4 频谱分析技术
频谱分析检测技术是根据波在不同介质的表面传播频率特性不同进行检测的。在对路面结构表面进行检测时，通过力锤向路面施加瞬时的垂直冲击，进而产生以振源为中心向四周传播的瑞雷面波，这些波具有各种频率成分，通过对力锤的重量进行调整或者更换不同的锤头，在一定程度上可以获取各种频率成分的瑞雷面波信号，通过将传感器设置在不同的位置，进而对波的传播频率进行检测，实现对不同深度分层介质力学参数进行测试的目的。
1.5雷达无损检测技术
探地雷达的工作原理是用无载波高速脉冲作为探测地下目标的信号源，其脉冲参数因目标探测要求而定。用宽带天线将高速脉冲换成脉冲电磁波进行辐射，一部分经发射天线直接到达接收天线形成直达波，可用作地下目标深度的参考；一部分进入地下传播，当遇到地下目标或不同媒质界面时产生反射，反射的电磁波经地表到接收天线形成反射波，反射波相对地表反射的直达波出现的时间是电磁波从地表到目标再从目标到地表传播所需的时间。
2、无损检测技术的应用
2.1 施工质量的检测与控制
公路路面的施工质量会直接影响到公路的整体质量和使用寿命，无损检测技术有效地防止路面过早破坏，能在道路建设期及时发现工程质量隐患。无损检测技术在道路施工质量的检测与控制中主要应用于平整度检测、抗滑性能检测、弯沉检测和厚度检测等。
（1）平整度检测：平整度检测一般使用在英国激光平整度仪基础上改进的非接触式激光平整度测试车。该测试车主要由激光器、横杠、距离传感器、处理器、便携式电脑和测试车等组成。测试前要进行标定，标定完成后通过电脑输入数据收集模式、测段长和起始位置等参数，然后预运行约250 米，以某一恒定速度进入测段收集数据。测试车自带处理器会将测试结果以国际平整度指标IRI 值（m/km）输出。该测试车操作简单，全程自动化控制，且代表性强，采样点相距为0.16m，测试精度能达到0.1mm级，在对高等级公路大面积检测时优势最为明显。
（2）抗滑性检测：其工作原理是使测试轮与路面紧密接触，在测试轮上施加恒定垂直荷载，以恒定速度沿与车辆前进方向平行前进，然后由力矩传感器检测获得测试轮上产生的纵向滚滑摩阻力。抗滑性检测一般使用由测车、测轮系及计算机系统等组成的摩擦测试车来完成。测试时需要将测试车尽量锁定在某一固定速度，选择干、冰或洒水测试模式控制水量。测定的纵向滚滑摩阻力以电信号的形式通过脉冲传感器传至处理系统。
（3）弯沉检测：弯沉检测一般使用由牵引车和托挂体组成的落锤式弯沉仪。使用该弯沉仪检测时可调节锤重和落高实现对冲击荷载的调整，我国测试时承载板直径30cm，一般落锤质量设为5t，这样对路面的压强就为0.7MPa。落锤式弯沉仪实际测得的是动态总弯沉，可根据弹性层状体系理论，由弯沉数据反算路面各层材料的弹性模量。测试时一般要在同一点落锤不少于三次，除去第一次测定值，取以后几次测定值的平均值作为计算依据，因为承载板、位移传感器和路面接触不稳定。
（4）厚度检测：厚度检测一般使用由天线、发射机、信号处理机、接收机和终端设备等组成的GPR 仪器。目前GPR 是能满足高采样率、连续无损检测的唯一手段，GPR 相比宏观评价的钻芯法和水准测量法更能反映路面及路面一定深度下的微观变化。测试时发射机产生已知波形的射频，由GPR 记录的地面反射波和地下反射波的时间差计算所测路面的厚度。
2.2 养护管理检测
道路建成后，随着使用时间的延长路面的使用性能会逐渐劣化，劣化的速率在整个过程中是不均匀的，并且前期的劣化速率比较慢，随着损伤的不断累积，劣化速率逐步加快。对路面通过先进的检测评价技术进行检测分析，可以发现和认识到路面性能劣化的基本规律，在一定程度上为优化养护方案提供参考依据。同时道路建成通车后，对道路现场检测提出了新的要求：① 不破坏、污染路面；②安全快速检测，不影响中断交通③测量精度高，数据处理快，能满足规范要求。实践表明，在道路养护管理中，无损检测技术的广泛应用可以减少道路养护的检测强度，提高工作效率。
地质雷达在沥青路面病害的无损检测和养护中使用较多，测试时主要包括测试布线、确定水平采样点距、时窗选择、天线频率选取、垂向取样点距选取等关键步骤。然后对测试数据进行分析，确定面层波速与厚度、水分含量和压实度等计算参数，实现沥青路面病害的无损检测。
激光断面仪在路面平整度和车辙检测中应用较多。激光断面仪由激光传感、测试梁、惯性制导单元、距离传感器和信号数据处理与分析系统等组成。路面平整度测试时用激光平整度仪沿着需要测定的路段全程连续测量平整度3 至5 次，取测试数据平均值作为测试结果，然后将测试结果与路段已知IRI 值对应，绘制曲线并进行回归分析，建立相关关系。车辙深度数据的采集与平整度测试通过一个过程完成，测试操作方法也完全相同，只是数据的软件处理不同。此外，激光断面仪还能进行纵坡、横坡、曲率等几何参数的连续快速测试。
3、结语
未来路面检测技术及设备向高精度、快速高效、 测试安全、操作便捷方向发展。由于自动化的检测是以车为载体，需很好的解决行车带来的问题：（1）去噪处理；（2）去除车辆在行驶过程由振动引起的姿态变化对数据的真实性的影响；（3）数据处理速度快，有利于人工的判断，并作出相应的行为；（4）软件部分后处理功能强大，对如破损的种类识别更丰富更准确；（5）对于天气、路况、车辆等复杂的问题的影响建立数学模型分析实现；（6）对于同一个指标可以综合多种检测技术，提高检测精度；（7）测试装置功能集成，检测参数相同的多个指标同时检测。
参考文献：
[1]李华.路面无损检测技术的研究[J].福建建筑，2009（14）.
[2]李旭东.应用激光断面仪测定路面平整度及车辙[J].交通标准化，2010（7）.
[3]王洪新.公路路面施工质量的快速无损检测方法探讨[J].华南科技，2008（2）.
