Aplicação da tecnologia de inspeção de superfície de estrada e tendência de desenvolvimento da tecnologia de construção rodoviária no nosso país

Nos últimos anos, com o aumento do investimento em infraestrutura de trânsito, a milha de acesso rodoviário da China cresceu rapidamente ano após ano. Até o final de 2006, o total de quilômetros abertos às estradas do país atingiu 3,45 milhões de quilômetros, dos quais 45,3 milhões de quilômetros de rodovias. Pode-se prever que, de acordo com o rápido desenvolvimento da construção rodoviária no nosso país, um grande número de superfícies rodoviárias originais precisarão ser reparadas e reformadas no futuro para manter um bom desempenho rodoviário. A inspeção de desempenho da superfície rodoviária é a tecnologia fundamental e fundamental na construção e gestão de estradas, que não é apenas essencial para a inspeção e o controle da qualidade da engenharia, mas também determina a ciência da decisão de conservação da rede rodoviária, afetando diretamente a racionalidade da alocação de fundos de conservação.
De acordo com as especificações relevantes do nosso país, os principais indicadores da inspeção de superfície de estrada antiga incluem flexão, planejamento, fator de atrito, danos, etc. Além disso, indicadores como rota, espessura e integridade da camada de base podem ser adicionados de acordo com as necessidades reais do projeto. Os meios de teste tradicionais incluem principalmente: (1) o uso de Beckman Beam Bender, percentual, combinado com o veículo padrão do rio amarelo, usando o princípio da alavanca para testar a curvatura de rebote da tabela de estrada; (2) Adotar 3 metros de medida reta para testar a integridade longitudinal da superfície da estrada e a condição da rota de seção horizontal; (3) Adotar o coeficiente de atrito oscilante, testar artificialmente ponto a ponto o coeficiente de atrito da superfície da estrada; (4) Adote uma máquina de extração de núcleo, para testar a espessura da superfície da estrada da amostra de perfuração e julgar a integridade da amostra de núcleo; (5) Adotar investigação de danos manuais para entender a situação de danos na superfície da estrada. Estes métodos de teste precoces não só demoram tempo e esforço, afetaram o tráfego, mas alguns também danificaram a estrutura da superfície da estrada, e a precisão dos dados é difícil de garantir de forma confiável, portanto, foram gradualmente substituídos por novos equipamentos de teste. Abaixo, destacamos algumas das novas tecnologias de teste mais usadas atualmente.

Detecção de curvatura da estrada
A curvatura é um indicador importante para a inspeção da superfície da estrada, e sua tecnologia de deteção e análise está se desenvolvendo muito rapidamente. Desde a invenção de BenkeIman em 1953, o equipamento de detecção de curvatura da superfície da estrada desenvolveu-se de curvatura estática, curvatura dinâmica estática para curvatura dinâmica de pulso, de detecção de curvatura grande de ponto único para a detecção de bacias de curvatura da superfície da estrada, e se limitará apenas ao conceito de curvatura flexível no sentido da superfície da estrada, desenvolvido para a avaliação estrutural da superfície rígida e análise do projeto, a avaliação do desempenho da estrutura da superfície da estrada também se desenvolveu da avaliação da força geral da superfície da estrada para a contra-análise da rigidez de todas as camadas da superfície da estrada.
O uso do método Beckman para medir o valor da curvatura de rebote da superfície da estrada é fácil e amplamente utilizado, mas o teste é manual, os resultados do teste são muito influenciados por fatores humanos e a velocidade de medição é lenta. O princípio básico de funcionamento do instrumento de flexão automático é o mesmo que o princípio da viga Beckman, todos os quais usam um princípio de alavanca simples, medir o veículo na seção de detecção de estrada a uma certa velocidade, será instalado na frente do veículo de teste, a viga de medição de flexão debaixo do chassi entre os eixos traseiros é colocada na frente do chassi do veículo e apoiada no chão para permanecer imóvel, quando o espaço das rodas duplas do eixo traseiro passa pela cabeça de teste, a flexão é gravada automaticamente através do sensor de deslocamento e outros dispositivos, neste momento, a viga de medição é arrastada, com o dobro da velocidade do veículo para o próximo ponto de teste, medição contínua e contínua, a velocidade de teste geral é mantida entre 1,5 km / h e 4 km / h.
O flexômetro de martelo de queda (FWD) é um representante típico do flexômetro de impulso, suas características técnicas são principalmente: medição rápida, alta precisão e melhor simulação do efeito dinâmico da carga real na superfície da estrada, que foi amplamente utilizado em muitos países para a inspeção e avaliação da superfície da estrada. Seus principais princípios são os seguintes: levantar e liberar um martelo pesado através do sistema hidráulico controlado por computador, aplicando assim uma carga de pulso na superfície da estrada, o tamanho da carga é ajustado através da mudança do peso do martelo e da elevação da altura, e o efeito do disco rígido sobre a superfície da estrada. A curvatura da superfície da estrada é medida por cinco a nove sensores para refletir com mais precisão a forma da bacia curva, fornecendo assim a base para a inversão do módulo da superfície da estrada. Com o módulo, você pode analisar ainda mais a tensão da estrutura da superfície da estrada, as condições de tensão e avaliar a capacidade de carga. Desde a década de 1980, o FWD tem sido amplamente utilizado e, até hoje, mais de 50 países e regiões introduziram o FWD. Após uma análise comparativa, a Administração Federal de Rodovias dos Estados Unidos confirmou que o FWD era o equipamento mais ideal para a avaliação da capacidade de carregamento e escolheu-o como um equipamento importante para a implementação da seção de avaliação da capacidade de carregamento do programa SHRP.
Atualmente, a principal pesquisa realizada em torno do FWD em casa e no exterior é a tecnologia de inversão modular estável e confiável. Através da análise dos dados do depósito de curvatura do FWD, o módulo dinâmico das camadas estruturais da superfície da estrada é invertido e, em seguida, a força do silício é determinada. O foco nacional e internacional nesta tecnologia é a simulação das características mecânicas da superfície da estrada, a confiabilidade da anti-análise modular, a validação dos resultados de reversão, etc. Além disso, o FWD também pode ser usado para determinar a evacuação do corpo do painel de concreto de cimento antigo, determinar a capacidade de carga de costura, monitoramento dinâmico durante o processo de construção de base de estrada, avaliação do efeito de compressão de impacto de base de estrada e muitos outros aspectos, aplicações cada vez mais amplas.
Além do FWD, a Dinamarca, os Estados Unidos e outros projetados para desenvolver uma nova geração de flexômetro RWD (flexômetro de rodas) está em fase de pesquisa, ele usa varredura a laser de alta frequência, capaz de registrar contínuamente a curvatura gerada pelo teste de veículos durante a viagem, sua vantagem é registrar o estado real da força da superfície da estrada, a velocidade de medição é muito maior do que o FWD, portanto, o impacto no tráfego é menor, é o equipamento de detecção de curvatura mais ideal.

Detecção de Planitude da Estrada
A planeira da superfície da estrada é um indicador importante na avaliação da superfície da estrada e na aceitação da qualidade da construção da superfície da estrada, refletindo principalmente a planeira da curva de seção longitudinal da superfície da estrada. Quando a curva da superfície da estrada é relativamente lisa, significa que a superfície da estrada é relativamente plana e o conforto de condução é bom, e pelo contrário, significa que a planeira é relativamente pobre. A detecção da uniformidade da superfície da estrada fornece informações importantes para os tomadores de decisão para tomar decisões otimizadas sobre a manutenção da superfície da estrada. Por outro lado, a inspeção da planidade da superfície da estrada pode fornecer informações precisas sobre a qualidade da construção da superfície da estrada, fornecendo um indicador objetivo para a avaliação da qualidade da construção da superfície da estrada.
Na década de 1970, a medição de planaridade era principalmente um horizontômetro, uma escala reta de três metros, etc., com baixa precisão e velocidade lenta. Depois da década de 1990, os meios de teste de planejamento foram gradualmente melhorados, com o surgimento de um novo tipo de equipamento de teste como o planejamento contínuo, o acumulador de choques e o cortador a laser.
Atualmente, o equipamento de teste de planeira da superfície da estrada é dividido principalmente em duas grandes categorias de secções e reações. A classe de secção é realmente a medição da convecção da superfície da estrada, como o planejamento contínuo, o secção a laser, etc. A classe de reação é o indicador de planeira diretamente sentido pelo motorista e passageiros, portanto, é realmente um indicador de desempenho de conforto, como o acumulador de choque, etc., o princípio é testar o carro a uma certa velocidade na superfície da estrada, devido à irregularidade da superfície da estrada causando a excitação do carro, medindo o valor acumulado de deslocamento unidirecional entre o eixo traseiro e a cabine através de sensores mecânicos VBI, quanto maior o valor VBI, mais desconfortável é a condução. Como o VBl não é um indicador padrão de planaridade, a conversão deve ser calibrada por meio de testes de calibração para estabelecer uma relação de conversão com o valor IRI do índice de planaridade do equipamento de secção.
No geral, o equipamento de secção é o principal produto liuchan no desenvolvimento atual de teste de integridade doméstico e estrangeiro. Os primeiros produtos são um medidor de nivelação contínuo, o princípio de detecção é muito simples, ou seja, a roda dianteira e traseira com uma distância de três metros como ponto de apoio, levantando a viga de equilíbrio, e um sensor de deslocamento detecta a quantidade de mudanças na distância vertical do ponto médio da viga de equilíbrio à superfície da estrada e, em seguida, converte-a em desvio padrão de nivelação. Devido à velocidade de teste mais lenta, a velocidade de medição normal é de cerca de 5 km / h, usado principalmente para a detecção durante o processo de construção.
O cutâneo a laser é o equipamento de teste de seção mais utilizado atualmente, a velocidade de medição normal é de cerca de 80 km / h, com velocidade de teste rápida e alta precisão, pode ser usado para o teste de indicadores como a planaridade, seu princípio básico é usar o sensor a laser para medir a distância do veículo à superfície da estrada, ao mesmo tempo que o acelerômetro mede o deslocamento vertical do próprio veículo para obter o perfil da seção longitudinal da superfície da estrada e, em seguida, usar o perfil para calcular o índice de planaridade em tempo real. Os estudos realizados em torno do seccionário laser são principalmente sobre a repetibilidade e reprodutividade dos testes. Estudos de repetibilidade e reprodutividade em larga escala foram realizados na Europa e nos Estados Unidos para estabelecer relações entre os equipamentos mainstream que usam. Existem várias marcas de cortadores a laser usados ​​atualmente na China, e esses dispositivos começaram a ser usados ​​em grande quantidade, mas como ainda não houve estudos de reprodutividade sistemática, a comparabilidade dos dados entre diferentes dispositivos ainda está a ser examinada.

Detecção de estradas
Ruta refere-se ao longo da estrada longitudinal na localização de concentração de veículos na superfície da estrada, devido ao aumento do volume de tráfego, canal de tráfego de veículos, alta temperatura contínua e outros fatores do efeito combinado, rota tornou-se uma doença comum na estrada da China asfalto estrada destruição precoce. A rota tem um grande impacto na segurança da condução, especialmente após a chuva, causando deslizamento lateral do veículo causando problemas de trânsito
Portanto, a detecção desse indicador recebeu atenção geral.
Os primeiros testes de rotas usam principalmente o método de medida reta de 3m, com vantagens de baixo custo, conveniência e intuitividade, desvantagens de velocidade lenta, baixa eficiência e impacto no tráfego. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de computador, tecnologia de ultra-som e tecnologia de laser, surgiram novos equipamentos de teste de rotas de ultra-som, cortadores a laser e outros. Entre eles, o tester de rota de ultra-som é geralmente composto por cerca de 30 sensores de ultra-som, o intervalo entre os sensores é de cerca de 100 mm, a largura do teste é de cerca de 3 m. Medindo a distância da tabela de estrada para desenhar a superfície transversal da estrada, através da análise de escala reta para determinar a profundidade da rota de grande superfície da estrada, a vantagem é o preço baixo, pode ser ao longo do tecido horizontal denso, boa continuidade da seção; A desvantagem é que a precisão do sensor individual é menor do que o sensor a laser e é muito influenciada pelo mundo externo, apenas verticalmente para baixo. Além de testar a planeira, o cortador a laser também pode testar a rota, isto é, testar a altura da superfície da estrada pela distribuição horizontal de 5 a 9 sensores a laser, e simular a superfície da estrada pela altura de vários pontos de teste para calcular rapidamente a rota.
Nos últimos anos, um novo sistema de teste de varredura de rotas a laser foi desenvolvido e modelado, que contém dois scanners a laser em secção, que podem coletar dados de 1.280 pontos na faixa m, com uma taxa de amostragem de 25 secções por segundo, para refletir mais realisticamente a situação real de rotas em aplicações de engenharia. O sistema não é afetado pela temperatura, umidade, cor e integridade da superfície da estrada e também pode ser testado em dias chuvosos. Além disso, o sistema de teste de varredura de rotas a laser tem uma alta repetibilidade e precisão, a precisão da altura de teste é de ± 1 mm, e espera-se que tais produtos se tornem tendências de desenvolvimento futuras.

Detecção do coeficiente de atrito
A resistência ao deslizamento da superfície é uma parte importante do desempenho do uso da superfície e afeta diretamente a segurança da estrada. A resistência ao deslizamento da superfície da estrada inclui ambos os aspectos vertical e horizontal, a resistência ao deslizamento vertical determina a distância de deslizamento do veículo no freio e tem um efeito decisivo direto na prevenção de acidentes de tráfego; A resistência ao deslizamento horizontal determina a capacidade de controle de direção do veículo e é mais importante para a segurança de condução em curvas do veículo. Nos últimos anos, com a melhoria da consciência de segurança das pessoas, a resistência ao deslizamento da superfície da estrada começou a receber atenção universal. No entanto, na atual fase, o fator de atrito de oscilação comumente usado na China tem deficiências na moda de teste de fator de atrito, principalmente em afetar o tráfego rodoviário, velocidade lenta de teste, baixa eficiência e riscos de segurança do operador.
Para responder a essa situação atual, os equipamentos de teste de fator de atrito automatizados foram gradualmente introduzidos nos últimos anos do Reino Unido, Suécia e outros países. De acordo com o método de teste, este dispositivo pode ser dividido em três categorias: testador de coeficiente de força horizontal, testador de coeficiente de atrito de freio, testador de coeficiente de atrito de freio, etc.
O teste de coeficiente de força horizontal é amplamente utilizado na China, devido ao preço mais alto da introdução do estrangeiro, a domesticação foi alcançada em meados da década de 1990. O princípio básico do equipamento é definir a roda de teste e a direção de condução em um certo ângulo, a relação entre a força lateral e a roda de teste e a carga da superfície da estrada é o fator de força lateral, refletindo o risco de deslizamento lateral do veículo na superfície da estrada, a velocidade de medição normal é de cerca de 50 km / h, o testador do fator de atrito do tipo de freio é no processo de condução, a distância de cada intervalo é automaticamente para o freio da roda de teste, durante o freio a roda de teste desliza na superfície da estrada. De acordo com o sensor
Pode ser calculado o coeficiente de força de freio. O dispositivo é um dos equipamentos padrão de teste de resistência ao deslizamento nos Estados Unidos, com velocidades altas de teste que podem atingir 110 km / h. Entre a roda de teste e a roda de condução do testedor de coeficiente de atrito de freio não * ligado com engrenagens coaxiais e cadeias de diâmetro diferente, tornando a velocidade da linha de rolagem da roda de teste menor do que a velocidade da linha de rolagem da roda de condução. Em testes normais, o estado de movimento da correia de rolamento contínuo é apresentado e o fator de atrito da superfície da estrada pode ser calculado com base nos dados registrados pelo sensor de força. A velocidade de teste do equipamento na superfície da estrada é de cerca de 50 km / h, mais aplicações na Europa, devido a não ser o equipamento de captação prescrito pelas especificações atuais, no teste do fator de atrito, é necessário realizar um teste de contraste com o oscilómetro ou o teste do fator de força horizontal para estabelecer a relação entre os dois.
Atualmente, no teste de resistência ao deslizamento da superfície da estrada, ainda é usado principalmente o oscilómetro, o fator de força horizontal tem gradualmente um número considerável de usuários, o tipo de freio e o teste de fator de atrito não-freio tem apenas alguns usuários. É previsível que, devido às vantagens em termos de segurança e precisão, o fator de atrito automatizado se tornará a corrente principal no nosso país.

Pesquisa de danos na tabela de estrada
A situação de danos à superfície da estrada é muitas vezes a sensação intuitiva dos usuários da estrada sobre a qualidade da construção e manutenção da superfície da estrada, portanto, os departamentos rodoviários de todos os níveis do nosso país sempre prestaram mais atenção à situação de danos à superfície da estrada. Atualmente, o indicador ainda depende principalmente da coleta artificial, além de sua subjetividade e ineficiencia, há grandes riscos de segurança. Para responder a essa situação, algumas unidades domésticas nos últimos anos introduziram um sistema de teste de quebra de folha de estrada, cujo princípio básico é a coleta contínua de imagens de folha de estrada através do sistema de câmera e, em seguida, o processamento automático através do software de pós-processamento combinado com a interpretação manual para identificar, classificar e estatisticar quebra de folha de estrada. O sistema de teste de quebra de superfície da estrada melhora significativamente a eficiência do segundo trabalho, evitando o perigo de investigação de quebra artificial com o rápido desenvolvimento da construção de estradas do nosso país, certamente se tornará um equipamento amplamente utilizado.
Atualmente, o sistema de teste de quebra de folhas de estrada tem principalmente produtos de vários países como os Estados Unidos, Canadá e outros, devido ao preço mais caro do equipamento importado, algumas unidades domésticas também realizaram pesquisas independentes e desenvolveram produtos iniciais. De acordo com a investigação desses produtos, os principais problemas incluem: (1) o equipamento atual é capaz de identificar principalmente doenças do tipo de rachadura, e ainda não é possível identificar com precisão doenças tridimensionais como empaquetamento, afundamento e outros; (2) A carga de trabalho de pós-tratamento é grande, uma vez que esses produtos ainda não podem alcançar a identificação automática de danos, erro de avaliação, taxa de fuga elevada, como classificar a poluição à distância como um poço, etc., por isso, é necessário interpretar o mapa após a fase artificial, causando um tempo de tratamento muito longo: (3) fatores humanos e meteorológicos têm um certo impacto na precisão dos resultados do teste, como os efeitos de identificação em diferentes condições meteorológicas não são os mesmos. Em resposta a este problema, os fabricantes de equipamentos estão melhorando, com foco no reconhecimento automático de danos na superfície, classificação, redução de erros de julgamento, taxa de fuga e saída automática de indicadores como a taxa de danos na superfície da estrada.

Espessura de superfície e teste de integridade
Atualmente, o teste de espessura da superfície da estrada da China usa principalmente o método de coleta de núcleo para medir, ao mesmo tempo que determina a integridade da camada de fundo através da observação manual. Com o desenvolvimento da tecnologia de ondas eletromagnéticas, o radar de superfície de estrada começou a experimentar uso em casa e no exterior, a tecnologia combina a teoria do campo eletromagnético transitório, a tecnologia de medição de domínio temporal, a tecnologia de fonte de pulso de nanossegundos, a tecnologia de antena de banda ultra larga e a tecnologia de processamento de sinal, o principal princípio é usar a propagação e reflexão de ondas eletromagnéticas na camada estrutural da superfície de estrada, de acordo com o tempo de eco, a amplitude e a forma de onda, determinar a espessura, ao mesmo tempo, através da mudança da constante dielétrica posterior da camada solta, determinar a taxa de soltura da camada de base, para entender o estado de integridade da camada de Neste processo, a ênfase é na análise das propriedades dielétricas do meio de superfície da estrada, uma vez que as ondas reflexivas recebidas pelo radar são uma função das propriedades dielétricas do meio, a interpretação, interpretação e replicação dos dados de imagem do radar de superfície da estrada dependem da análise das propriedades dielétricas do meio, portanto, a análise aprofundada das propriedades dielétricas é o ponto técnico chave da atual aplicação da tecnologia de radar.
A aplicação do radar de superfície de estrada na engenharia acabou de começar, atualmente há cerca de 20 unidades domésticas, esses equipamentos são de marcas diferentes, principalmente produzidos nos Estados Unidos e na Europa, mas o princípio de teste é basicamente o mesmo, quanto maior a frequência de teste, maior a precisão, a profundidade de detecção é menor. O radar de superfície de estrada tornou-se uma parte importante da tecnologia de inspeção de superfície de estrada e representa a espessura da camada de estrutura de superfície de estrada, a densidade, a condição da camada de base, o conteúdo de água e o conteúdo de asfalto, etc.
A precisão atual do radar de superfície de estrada na inspeção da espessura da camada de superfície de asfalto e concreto é de cerca de 3%, e a investigação sobre a integridade da camada estrutural, como a determinação do desvaziamento da placa de concreto de cimento, a determinação da camada de fundo solta, etc., ainda precisa ser aprofundada. Outros indicadores importantes de desempenho da superfície da estrada, como a densidade, a porosidade, o teor de água e o teor de asfalto, também estão em fase de exploração e ainda não são amplamente usados ​​na engenharia. Além disso, como as situações reais são muitas vezes difíceis de determinar objetivamente, diferentes métodos de teste podem ser usados ​​para comprovar uns aos outros, por exemplo, o uso de flexômetro de martelo e radar de estrada para detectar conjuntamente a situação de desvaziamento da placa, a capacidade de suporte da camada de base, para descobrir oportunamente os riscos na camada estrutural da superfície da estrada, dominar a qualidade interna da estrada e a vida útil, orientar a manutenção e reparação da estrada.
A aplicação de radar de superfície de estrada, além da precisão da própria antena de radar, o software de pós-processamento também é muito crítico, pode-se dizer que o equipamento fornece meios de detecção, e o software determina a largura e profundidade da aplicação, deve chamar atenção suficiente dos usuários domésticos. Todos os fabricantes de radar têm software de pós-tratamento compatível, além de alguns institutos especializados desenvolveram software de pós-tratamento mais profissional, especialmente nos Estados Unidos e na Finlândia.
Pode-se pensar que a velocidade de aplicação da tecnologia de radar de superfície de estrada no futuro dependerá principalmente da velocidade e profundidade do desenvolvimento de software útil.

No geral, novos tipos de equipamentos de teste surgiram nos últimos anos, nos fornecendo informações mais ricas, portanto, como melhor usar a tecnologia de teste de automação para avaliar o desempenho do uso da superfície da estrada e propor um plano de manutenção razoável será o foco da atenção dos usuários do equipamento de teste na próxima fase.
A tendência geral da tecnologia de inspeção de superfície de estrada é o desenvolvimento da tecnologia de inspeção manual para a tecnologia de inspeção de automação, da deteção de danos para o desenvolvimento da tecnologia de inspeção sem danos, de baixa velocidade, baixa precisão para alta velocidade e alta precisão. Nos últimos anos, o número de equipamentos de teste de superfície de estrada não danificada automatizada está aumentando, e a pesquisa em torno dos equipamentos de teste de automação também será melhorada em profundidade. Em geral, a direção de desenvolvimento da tecnologia de inspeção de superfície de estrada no nosso país é a seguinte; (1) o número crescente de usuários de equipamentos de teste avançados sem danos e a realização gradual da montagem e da domesticação domésticas; (2) A investigação em torno das técnicas de teste será progressivamente aprofundada, especialmente as técnicas de avaliação, e promovida através da comercialização do software útil relevante; (3) Avaliação abrangente da condição da superfície da estrada usando vários resultados de testes de equipamentos de teste sem danos e tomada de decisões de rota técnica de conservação; (4) Varios dados de inspeção são importados diretamente no sistema de gestão da superfície da estrada para realizar a gestão da informação.