导航：安全管理网>> 安全论文>> 建筑安全论文>>正文

高速公路沥青路面检测方案优化设计

文档作者：韩会勇文档来源：中咨公路养护检测技术有限公司		更新日期： 2026年08月22日	点击数：
下载地址：点击这里	文件大小： 1.31 MB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：1.31 MB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：赤竹坪隧道集中破碎带施工技术研究

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

工程技术研究 第10 卷 总第177 期 2025 年1 月 发展与创新
205
摘要：文章针对某高速公路沥青路面病害检测方案的
不足，提出了基于数据变异性与路面性能影响因素分
析的检测方案优化方法。通过综合应用落锤式弯沉仪
与探地雷达设备，检测路面结构，并通过温度校正与
荷载分析，解决检测数据波动大、误差显著的问题。
结合多因素回归模型，分析温度、荷载及材料老化对
路面性能的影响，优化后的方案提高了检测数据的一
致性与精度。研究结果表明，优化方案在弯沉值和厚
度误差控制方面效果显著，数据一致性提升20%，检
测误差为原方案的80%，为制定路面养护决策提供了
可靠依据。
关键词：高速公路；沥青路面；数据变异性；路面性能；
落锤式弯沉仪；探地雷达
Abstract: In view of the shortcomings of an expressway
asphalt pavement disease detection scheme, this paper
proposes a detection scheme optimization method based
on data variability and pavement performance infl uencing
factors analysis. Through the comprehensive application
of Falling Weight Deflectometer and Ground Penetrating
Radar equipment, the pavement structure is detected, and
the problems of large fluctuation and significant error of
detection data are solved through temperature correction
and load analysis. Combined with the multi-factor regression
model, the infl uence of temperature, load and material
aging on pavement performance is analyzed, and the optimized
scheme improves the consistency and accuracy of
the detection data. The results show that the optimization
scheme has a signifi cant effect on the control of defl ection
value and thickness error, the data consistency is improved
by 20%, and the detection error is 80% of the original
scheme, which provides a reliable basis for the formulation
of pavement maintenance decision.
Keywords: expressway; asphalt pavement; data variability;
pavement performance; Falling Weight Defl ectometer;
Ground Penetrating Radar
分类号：U416
1 研究背景
交通流量和重载车比例的增加，导致高速公路沥
青路面的病害问题日益加剧，尤其在北方寒冷地区，
温差变化和荷载效应显著加剧了路面结构损坏。很多
高速公路路段现有的检测方案虽能提供一定程度的路
面病害数据，但由于设备选择及数据采集方法存在局
限性，检测结果存在明显的误差和波动性，难以准确
反映路面的真实状况[1]。因此，文章基于数据变异性和
路面性能的多重影响因素，提出检测方案优化方法。通
过联合应用落锤式弯沉仪（falling weight defl ectometer,
FWD）与探地雷达（ground penetrating radar, GPR）设
备，以及进行温度和荷载动态校正分析，改进现有检
测方案，提高检测精度，助力制定科学养护决策。
2 工程概况
某高速公路沥青路面工程位于北方寒冷地区，设
计为双向六车道高速公路，长约200 km，设计速度为
120 km/h，主线路基宽33 m。路面结构为典型的沥青
混凝土结构，面层为SMA-13 型沥青混合料，基层为
AC-20 沥青混合料，使用年限超过12 a，平均交通量
为50 000 辆/a，重载车流占比约为25%。该路段经历
过多次作者简介： 韩会勇，男，硕士，工程师，研究方向为土木工程。 寒冬冻融循环，温差变化较大。荷载效应和气
高速公路沥青路面检测方案优化设计
The Optimization Design of Expressway Asphalt Pavement Detection Scheme
韩会勇
HAN Huiyong
中咨公路养护检测技术有限公司，北京 102200
Zhongzi Highway Maintenance and Testing Technology Co., Ltd., Beijing 102200, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2025.01.068 .
发展与创新 2025 年 第01 期 总第177 期 工程技术研究
206
温变化导致路面多处出现结构性破坏，主要病害包括
纵向裂缝、车辙变形、局部松散、表面老化及反射裂
缝等，尤其在交通流量较大及重载车频繁通过的区域，
车辙深度达20 mm，裂缝宽度最大达到10 mm。现有
检测方案采用FWD 和GPR 检测，但由于检测间距过
大，局部数据不一致性明显，弯沉值波动幅度较大，
且检测结果误差在不同天气条件下显著变化，难以全
面反映路面的真实状态，导致养护决策存在滞后性，
经济效益降低。
3 检测方案优化设计
3.1 基于数据变异性的检测数据分析
在该高速公路沥青路面工程中，基于数据变异性
的检测数据主要为FWD 和GPR 设备获取的数据。检
测结果显示，受车道位置、荷载分布及检测时间等因
素的影响，不同路段的弯沉值波动性较大，尤其在重
载车道，弯沉值的变异系数高达18%。同时，不同时
间段的数据受温度影响显著，早晨与中午的弯沉差异
约为20%，这表明温度对检测结果的敏感性较高[2]。
通过对比多次检测结果，发现部分路段的弯沉值表现
出较大的离散性，峰值偏离平均值15% 以上，严重影
响了路面病害评估的准确性。此外，GPR 检测的雷达
波反射强度在不同路段的变化也较大，尤其是在裂缝、
车辙等病害集中区域，反射信号的衰减幅度较为明显，
数据波动幅度为10% ～ 30%，表明该区域结构性损坏
较为严重。FWD 弯沉值和GPR 信号强度的变化趋势
如图1 所示。
公路路段/ 段
FWD 弯沉值
GPR 信号强度
20 20
2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0
30 30
40 40
50 50
60 60
70 70
80 80
90 90
FWD 弯沉值/mm
GPR 信号强度/%
图1 FWD 弯沉值和GPR 信号强度的变化趋势
由图1 可知，不同路段下，FWD 弯沉值表现出较
大的波动，尤其在10.0 ～ 20.0 段，弯沉值逐渐增加，
说明该区域可能存在较为严重的结构性问题。同时，
GPR 信号强度呈现出整体下降趋势，反映了路面内部
结构的老化和损坏情况。关键路段数据波动较大，说
明检测数据存在不一致性及路面性能差异。
3.2 基于路面性能影响因素的检测优化思路
针对检测数据反馈的相关问题，通过安装在高速
公路上的非接触式红外测温仪及多点布设的温度传感
器，实时监测路表温度，采集不同时间段及不同路段
的温度数据。基于温度对沥青混合料模量的影响，对
温度- 弯沉响应关系进行定量分析，构建温度敏感性
函数，用以校正各时段的弯沉检测数据，保证数据的
一致性。对于荷载分布，使用静态称重系统采集车流
数据，包括车辆类型、轴重及车速等信息，基于动态
荷载响应函数，分析不同轴载及车流密度对路面变形
的影响，尤其针对重载车道，进一步细化荷载分布对
弯沉变化的贡献率[3]。同时，基于多源数据融合技术，
将GPR 检测数据与FWD 弯沉数据进行关联分析，通
过加权叠加算法，精细化评估路面各层模量的空间分
布特征。应用有限元数值模拟，模拟不同荷载和温度
条件下的路面结构响应，校正检测数据的非线性误差。
通过构建路面性能衰减预测模型，利用时序分析方法，
预测路面结构的长期性能变化趋势，以便为路面养护
提供科学依据。优化思路还考虑材料特性与环境的交
互作用，以增强检测数据的物理解释力。
在材料老化方面，通过拉曼光谱仪和电子显微镜
检测取芯样沥青的微观结构和化学成分变化，结合动
态剪切流变仪和万能试验机测定其剪切模量和抗压模
量，建立老化与材料性能劣化的回归模型。通过GPR
进行高分辨率层间扫描，检测厚度变化，采用SIR-
30 探测系统，结合全球定位系统（global positioning
system, GPS）精准定位，利用雷达信号的反射特性分
析各层厚度变化，特别关注基层和面层的剥离现象。
结合FWD 进行同步检测，基于Boussinesq 理论解析每
个荷载点的弯沉值数据，利用后处理软件EVERCALC
计算不同层间的回弹模量。
3.3 优化后检测方案设计
在优化后的检测方案设计中，综合考虑了数据变
异性和路面性能影响因素，针对不同检测设备和技术进
行优化配置。首先，基于温度敏感性分析，调整FWD
的检测频率，尤其是在温度骤变时段增加采样频率，
以确保弯沉数据的时效性和精确性。采用300 m 的标
准间距进行FWD 检测，同时在车流量大、车辙较深
的路段将间距减少至150 m，以提高局部检测的精度。
其次，对于探地雷达检测，采用SIR-30 探测系统结合
3D 立体扫描技术，对路面厚度和结构层间的分层变化
工程技术研究 第10 卷 总第177 期 2025 年1 月 发展与创新
207
情况进行高分辨率探测，增加信号采集频次，针对裂
缝和脱空区域布设密集扫描点，优化每个点的信号采
集质量，以获得更清晰的层间反射数据[4]。此外，红
外热成像仪与传感器同步工作，进行路面温度动态修
正，尤其在温差大的区域，通过算法实时校正FWD 弯
沉值及GPR 信号，确保温度对检测结果的影响最小。
为了更好地捕捉路面老化和材料性能劣化信息，
建议在关键路段采用钻芯取样方法，结合动态剪切流
变仪，测试沥青的剪切模量变化情况，量化路面材料
的疲劳和老化程度，并建立性能衰减模型。结合上述
数据，利用EVERCALC 软件反算FWD 的弯沉盆，求
得路面结构层的弹性模量，以评估不同荷载条件下路
面的承载能力。优化后的方案建议在交通量较大的路
段（特别是重载车道），将检测频次增加至2 次/a，以
避免数据失真和决策滞后。
4 优化方案应用与验证
4.1 检测方案实施及数据采集
选取某高速公路K100 ～ K120 段为试验路段，该
段为重载车流密集区，车辙深度较大。采用FWD 进
行弯沉检测，检测间距设为200 m，重点区域（如交
叉口和弯道处）间距缩短至100 m，以精确捕捉局部
弯沉差异。弯沉盆数据由EVERCALC 软件进行反算，
获得各结构层的回弹模量。同步使用GPR 系统，采用
SIR-30 设备，配合2 GHz 天线，进行路面层间结构扫
描，重点关注路面厚度和基层脱空区域。每50 m 进行
一次GPR 扫描，并在裂缝和车辙密集区高频扫描，以
确保数据具备完整性和细致性。通过红外测温仪和嵌
入式温度传感器同步采集温度数据，记录路表和路面
内部的温度变化，特别是在日温差较大的时段，进行
多次测量，以便校正弯沉和雷达数据。为提高数据采
集的全面性，在不同车道类型和车速条件下布设多点
传感器，实现对动态车流荷载效应的实时监测。同步
采集FWD 和GPR 数据，利用多源数据融合技术，建
立路面结构状态多参数评估模型，确保数据一致。通
过引入时域反射技术，精确测量裂缝深度，结合层间
剪切波速度分析，进一步揭示路面结构层间的受力与
变形特征。该方案强调了数据链的完整性，为后续分
析提供了高质量的基础数据[5]。
4.2 检测结果分析
通过对比优化方案与原方案的检测数据，可以看
出FWD 弯沉值的波动性显著降低，尤其在重载车道
和裂缝密集区，优化后的弯沉数据标准差从原方案的
1.8 mm 降至1.2 mm，表明数据一致性得到了显著改
善。GPR 检测的厚度数据显示，优化方案中的高频扫
描有效捕捉了路面层间厚度变化，检测结果更为精确。
特别是在车辙区域，原方案探测到的最大厚度误差为
3.0 cm，优化方案将误差控制在1.0 cm 以下。检测结
果分析表如表1 所示。
表1 检测结果分析表
路段长度/km
FWD 弯沉值/mm GPR 厚度误差/cm
原方案优化方案原方案优化方案
100.0 18.2 18.1 2.5 1.2
105.0 19.3 19.0 2.2 1.0
110.0 20.5 20.2 3.0 1.3
115.0 21.0 21.0 2.8 1.1
120.0 18.8 18.5 2.5 1.0
由表1 可知，通过实时校正模型，有效控制了温
度对数据的影响，弯沉值的温度敏感性降低，原方案中
温度波动导致的数据偏差减小了15%。优化方案成功将
检测数据中的系统性误差减小至原来的80%。因此，优
化后的检测方案在重载区、裂缝密集区和温度敏感区域
的检测结果更为精确，增强了对路面性能的评估能力。
5 结束语
文章提出了一种基于数据变异性和路面性能影响
因素的沥青路面检测方案优化方法，针对某高速公路
沥青路面病害，采用FWD 与GPR 联合检测设备，提
升了弯沉值和厚度数据的一致性与精度。优化后的检
测方案显著改善了重载车道和裂缝密集区的数据波动
现象，通过温度校正和荷载分析，减小了检测结果的
系统误差。研究结果表明，相比原方案，优化方案关
键路段检测数据的一致性提升20%，误差减小15%。
该方案为类似路段的检测提供了技术参考，可推广应
用于其他地区的路面检测。
参考文献
[1] 朱元军.沪宁高速公路沥青路面养护施工过程变异性分析[J].现
代交通技术，2019，16（3）：11-14.
[2] 赵一林.基于贝克曼梁及FWD比对分析的TSD弯沉测试质量评价
[J].湖南交通科技，2023，49（3）：93-97.
[3] 肖子豪，郭小宏.基于改进遗传算法的沥青路面再生工厂布局优
化[J].河北工业科技，2023，40（6）：470-477.
[4] 王涛.新型试验检测技术在道路桥梁检测中的应用[J].散装水泥，
2024（2）：29-31，34.
[5] 劳春江.高速公路沥青路面施工质量控制与检测方法[J].工程技
术研究，2023，8（20）：219-221.

网友评论 more

建筑安全论文最新内容

08-22