摘要：传统的视觉识别方法一直用于混合料非均匀性（离析）粗略的定位，是一种主观的检测方法，通常作为其他定量检测识别方法的参考。但是，这种方法主要依赖于工程专家的个人工程经验，存在较多的主观因素。因此，检测人员和承包商对离析程度的判别难以达成一致，检测结果可能在公路管理

沥青路面非均匀性检测技术探索

王丽娜 冯庆庆

河南省公路工程局集团有限公司 河南 郑州 450052

摘要：本文首先介绍用于非均匀性的传统检测方法，如视觉法、铺沙法、钻芯法等，再根据目前国内外研究较多的几种方法进行探讨和分析，推荐非均匀性检测方法。

关键词：沥青路面非均匀性检测技术

1.传统路面非均匀性检测技术

对于沥青路面的非均匀性，传统的识别方法有视觉识别、铺砂法和核子密度仪法等。下面分别简要探讨各种方法的特点以及应用情况。

1.1视觉识别法

传统的视觉识别方法一直用于混合料非均匀性（离析）粗略的定位，是一种主观的检测方法，通常作为其他定量检测识别方法的参考。但是，这种方法主要依赖于工程专家的个人工程经验，存在较多的主观因素。因此，检测人员和承包商对离析程度的判别难以达成一致，检测结果可能在公路管理机构和承包商之间形成争议。Cross等人针对疑有离析问题的工程进行了深入的研究，认为视觉识别能够较好地识别较大粒径集料和较粗级配（最大密度线下方）的混合料的离析，但对于较小最大公称粒径级配和较细级配的混合料的离析比较难于识别。

1.2铺沙法

铺砂法是用于量化视觉识别中路面表面宏观构造的差异。铺砂法简单易行，可以评定路面的宏观粗糙度、路表面的排水性能及抗滑性能。美国业主一致认为应该把视觉识别和铺砂法结合起来，在观察到的不均匀区域用铺砂法来定量分析路面的非均匀性，而且铺沙法测得的路面构造深度与路面的非均匀性有较好的相关性。

但是，铺砂法比较耗时，测定结果受测试者主观意志和测试方法的影响较大。另外，当路面空隙率大（例如OGFC，孔隙率大于10%）时，构造深度上的差异检测不出来。

1.3核子密度仪法

核子密度仪是通过测定面层沥青混合料的密实度来间接识别路面非均匀性区域，见图1。此法的基本前提假设是，混合料的密度随着粗集料离析的加重而降低，随着细集料离析的加重则上升。通过设定一定的离析程度标准，核子密度仪可以根据检测路段路面密度的变化范围，定量确定路面的离析程度。核子密度仪能够快速、连续、无损的进行检测，但是核子密度仪具有放射性，检测时需要专门的设备和人员。

图1 核子密度仪

图2现场钻取芯样

1.4取芯法

取芯法是指在路面现场采用取芯机按规范规定的间隔在路面上钻取芯样用于路面压实度和密度的检测，见图2。《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定，进行沥青路面交工检查以及施工质量验收时，每200m钻取一个芯样，按室内标准密度的96%或最大理论密度的92%进行控制[42]。该方法是我国目前施工质量管理与检查验收时普遍采用的方法。

这种随机抽样的方法不能有效的检测到沥青路面上现实存在的离析，而且往往需要在施工完成后第二天才能进行检测，存在结果的滞后性，不能及时的对施工过程质量进行实时动态的控制。另外，钻取芯样后在路面上遗留的坑洞如果人工填补压实不足，往往成为路面破坏的源头，而且取芯法得到结果后也无法得到发生离析的具体位置。

2.新兴路面非均匀性检测技术

近年来，沥青路面的非均匀性逐渐受到国内外研究的重视，检测方法也随着科技的进步向着自动化和智能化方向发展，并且检测结果可靠性也越来越高。大量的新技术应用于沥青路面质量的检测和评价，如热成像（Thermal Imaging）、探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）、激光纹理仪（Laser Surface texture Measurements）、无核密度仪（Pavement Quality Indicator, PQI）等。

然而，研究证明其中一些技术并不完全适合沥青路面非均匀性的定量检测， Stroup-Gardiner 和Brown（2000年）在NCHRP项目9~11的报告中对检测离析的方法进行了总结，通过对14个项目评估，建议将红外热像仪和ROSAN®激光表面构造测试仪作为定量检测及分析非均匀性的最理想的方式。近5年内除NCHRP项目9~11之外，其他以开发检测和测量离析技术为研究目的的项目也已完成，如Wolff 等人的（2000年）《探测沥青路面的离析和及其对路面的影响》、Willoughby 等人的（2001）《沥青混凝土路面与施工相关的温度和密度变异》、Meegoda 等人的（2002年）《表面构造与离析的相关性及空隙率的测量》、Mcghee等人的（2003年）《采用high-speed texture measurement提高HMA的均匀性》。

20世纪初，芬兰的研究者开发了探地雷达GPR，用于识别施工中沥青路面的均匀性。Sebesta等（2003年）对采用红外热像技术和路面探测雷达共同检测HMA加铺层的离析进行了研究，利用GPR评价混合料在深度方向上的特性，红外热成像技术来识别和定义混合料非均匀性的程度。这两项技术的联合使用可以提供沥青路面特性的三维概况。

按检测目的划分，检测沥青路面非均匀性的方法有直接法和间接法两类。直接法就是采用在现场路面上直接钻取芯样，通过室内试验分析得到结果。间接的测量设备有红外热成像技术、激光纹理仪、核子密度仪、探地雷达等。按有无破损，检测分为有破损检测和无损检测，如取芯法、初级阶段的图像处理方法为有破损检测；而激光纹理仪、热成像、核子密度仪、探地雷达等则为无损检测。

目前国内对于非均匀性的研究并不多，大多数都是基于非均匀性的定性检测和施工过程质量控制的研究。这些方法和技术很难用于实际路面，而且在施工质量控制及质量评定方面可靠性不大，没有提出一个定量的标准，如在发生非均匀性的区域，这种非均匀性达到了一种什么程度，对路面的性能有多大的影响目前并不明确。评价各种检测离析方法的能力见表1所示。

表1 评价各种检测离析方法的能力（NCHRP 441）

注：Y——可以用于评测离析；N——该方法不能评测离析

3.结论

国内外研究所提出的无损检测技术多用于识别沥青路面的非均匀性区域，用以及时发现路面缺陷。因此，需要一种科学的合理的检测方法检测与定位沥青路面上的非均匀性区域以及非均匀性的程度及其对路面性能的定量影响。国内外无损检测技术的发展为本文研究提供了良好的基础。

来源：交通科技