本發(fā)明涉及道路檢測(cè)，尤其是涉及一種無損檢測(cè)瀝青路面層間黏結(jié)狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)：

1、我國高速公路主要由瀝青混合料路面構(gòu)成，瀝青混合料路面分為上面層、中面層、下面層，每相鄰兩層的交互部分稱為層間界面。在實(shí)際施工過程中，為了保證瀝青路面各層達(dá)到理想的“完全連續(xù)狀態(tài)”，通過向?yàn)r青路面的上面層與中面層、中面層與下面層之間灑布瀝青類黏層材料，使各面層之間充分黏結(jié)，較好的瀝青路面層間黏結(jié)狀態(tài)可以提高上面層與中面層、中面層與下面層、下面層與基層之間的黏結(jié)強(qiáng)度，減少由路基產(chǎn)生的反射裂縫，防止基層被水侵蝕、達(dá)到良好的耐久性和結(jié)構(gòu)承載能力，增加道路的服役壽命等重要作用。

2、層間黏結(jié)狀態(tài)是影響瀝青路面服役壽命最重要的因素之一，若瀝青路面層間黏結(jié)不良，會(huì)削弱道路的整體完整性，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)層承載能力降低。發(fā)生層間剪切應(yīng)力的區(qū)域，容易出現(xiàn)月牙形推擠裂紋等早期病害，隨著使用時(shí)間增加甚至產(chǎn)生推移、擁包等嚴(yán)重路面病害，降低道路的通行能力。因此及時(shí)對(duì)瀝青路面層間黏結(jié)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，可使管理者能夠?qū)υ缙趯娱g黏結(jié)不良區(qū)域進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，防止病害進(jìn)一步擴(kuò)大，提高道路使用壽命。

3、目前，對(duì)于瀝青路面層間黏結(jié)狀況的研究主要集中在面層和基層之間，對(duì)于面層間(上面層和中面層)層間黏結(jié)狀況研究較少，而且對(duì)于傳統(tǒng)瀝青路面層間黏結(jié)狀況評(píng)價(jià)只能通過鉆芯取樣法進(jìn)行檢測(cè)，由于取芯具有破壞性，而且有數(shù)量限制，“以點(diǎn)代面”不能較好的反映檢測(cè)路段的層間黏結(jié)強(qiáng)度的分布情況。相比之下三維探地雷達(dá)可以快速、無損的對(duì)路面裂縫、空洞等病害進(jìn)行評(píng)估，但對(duì)于瀝青路面的層間黏結(jié)情況研究較少。

4、因此，亟需研究一種能夠?qū)r青路面的層間黏結(jié)情況進(jìn)行判斷的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種無損檢測(cè)瀝青路面層間黏結(jié)狀態(tài)的方法，采用堆積比峰法以及對(duì)應(yīng)的層間黏結(jié)系數(shù)指標(biāo)，對(duì)瀝青路面的層間黏結(jié)狀態(tài)進(jìn)行無損預(yù)估，無需封閉交通，快速且高效。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供一種無損檢測(cè)瀝青路面層間黏結(jié)狀態(tài)的方法，包括以下步驟：

4、s1：選取預(yù)設(shè)長度的瀝青路面作為檢測(cè)路段并設(shè)置采樣點(diǎn)，獲得芯樣；

5、s2：采用三維探地雷達(dá)空氣耦合式天線對(duì)瀝青路面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中，調(diào)整參數(shù)，并結(jié)合檢測(cè)路面的層間位置處的深度a為0時(shí)的數(shù)值，計(jì)算獲得s1中采樣點(diǎn)的表面電磁波反射振幅值a0，并篩選有效數(shù)據(jù)；

6、s3：基于s2中采集到的數(shù)據(jù)，調(diào)整參數(shù)后結(jié)合檢測(cè)路面的層間位置處的深度a為a時(shí)的數(shù)值，計(jì)算獲得s1中采樣點(diǎn)的層間反射振幅值an；

7、s4：結(jié)合s2中的表面電磁波反射振幅值a0與s3中的層間反射振幅值an，計(jì)算檢測(cè)路段全部采樣點(diǎn)的層間黏結(jié)系數(shù)，獲得檢測(cè)路段的實(shí)測(cè)層間黏結(jié)系數(shù)；

8、s5：將s1中的芯樣進(jìn)行剪切試驗(yàn)，獲得每個(gè)芯樣的最大抗剪強(qiáng)度，計(jì)算芯樣的預(yù)估層間黏結(jié)系數(shù)，并將預(yù)估層間黏結(jié)系數(shù)與s4中實(shí)測(cè)層間黏結(jié)系數(shù)進(jìn)行比值，獲得檢測(cè)路段的修正系數(shù)；

9、s6：取s5中多個(gè)芯樣的修正系數(shù)，與預(yù)估最大抗剪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，獲得檢測(cè)路段各采樣點(diǎn)的實(shí)際最大抗剪強(qiáng)度；

10、s7：繪制檢測(cè)路段的層間黏結(jié)系數(shù)分布圖，并預(yù)設(shè)閾值，根據(jù)層間黏結(jié)系數(shù)分布圖判斷瀝青路面的層間黏結(jié)狀態(tài)，對(duì)層間黏結(jié)不良的區(qū)域進(jìn)行取芯驗(yàn)證或病害處治。

11、進(jìn)一步地，s1中，若檢測(cè)路段長度大于30km，則每隔15cm設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)；若檢測(cè)路段長度在10-30km之間，則每隔7.5cm設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)；若檢測(cè)路段長度小于10km，則每隔3.5cm設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)。

12、進(jìn)一步地，s2中，所述調(diào)整參數(shù)具體為：將3dr?examiner軟件中passive中horizontal?filter?length設(shè)置為480、frequency?cut?off?limit(mhz)設(shè)置為450、timeto?remove(ps)設(shè)置為10；

13、s3中，所述調(diào)整參數(shù)具體為：將passive中horizontal?filter?length設(shè)置為530，frequency?cut?off?limit(mhz)設(shè)置為400，autoscale中percentage?below?max設(shè)置為90，multiplier設(shè)置為5，time?to?remove(ps)設(shè)置為5。

14、進(jìn)一步地，s2中，調(diào)整好參數(shù)后，選擇process?processed?settings，進(jìn)行時(shí)頻轉(zhuǎn)化，將轉(zhuǎn)化后獲得數(shù)據(jù)結(jié)果導(dǎo)入matlab中，并結(jié)合檢測(cè)路面的層間位置處的深度數(shù)據(jù)a，獲得表面電磁波反射振幅值a0；

15、所述表面電磁波反射振幅值a0的計(jì)算公式為：a0＝d2，其中d為a＝0時(shí)的數(shù)值。

16、進(jìn)一步地，s2中，所述篩選有效數(shù)據(jù)的過程具體為：令a＝0時(shí)的數(shù)據(jù)為表面電磁波反射振幅值，令a＝a時(shí)的數(shù)據(jù)為層間反射振幅值，將a＝0到a處的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行正數(shù)篩選，以及正峰值篩選，并按照深度進(jìn)行排列，將每相鄰3個(gè)點(diǎn)的平均值乘以5獲得結(jié)果c，以結(jié)果c為基礎(chǔ)，剔除3個(gè)點(diǎn)中大于結(jié)果c的數(shù)據(jù)，獲得有效數(shù)據(jù)。

17、進(jìn)一步地，s3中，所述層間反射振幅值an的計(jì)算公式為

18、

19、其中，b為深度a＝a時(shí)的數(shù)值，d為深度a＝0時(shí)的數(shù)值。

20、進(jìn)一步地，s4中，所述層間黏結(jié)層系數(shù)為將某一采樣點(diǎn)處路表面層到中面層表面處全部的表面電磁波正反射振幅值進(jìn)行疊加求和，計(jì)算求和數(shù)值與表面電磁波反射振幅值a0的比值；

21、層間黏結(jié)層系數(shù)采用以下公式計(jì)算：

22、

23、其中，a0為瀝青路面的表面電磁波正反射振幅值；n為需檢測(cè)的路面深度，且隨探測(cè)深度的增加而增加；aibi為瀝青路面層間到表面處的黏結(jié)系數(shù)累加值；ipibi為層間位置處的黏結(jié)系數(shù)；ibi為瀝青路面層間黏結(jié)系數(shù)。

24、進(jìn)一步地，s5中，將s1中的芯樣進(jìn)行剪切試驗(yàn)獲得最大抗剪強(qiáng)度，再將最大抗剪強(qiáng)度帶入層間黏結(jié)系數(shù)與抗剪強(qiáng)度預(yù)估模型中獲得預(yù)估層間黏結(jié)系數(shù)；

25、所述層間黏結(jié)系數(shù)與抗剪強(qiáng)度預(yù)估模型為：

26、y＝5.212-6.246×10-4×e4.176x

27、其中，y為預(yù)估層間黏結(jié)系數(shù)；x為最大抗剪強(qiáng)度，mpa。

28、進(jìn)一步地，s7中，對(duì)低于閾值的區(qū)域進(jìn)行g(shù)ps坐標(biāo)反算，確定具體位置，并根據(jù)反算結(jié)果，采用rtk對(duì)特殊區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)定位，再取芯驗(yàn)證或病害處治。

29、進(jìn)一步地，s6中，具體過程為：

30、將s5中多個(gè)芯樣得到的修正系數(shù)取平均值，獲得綜合修正系數(shù)，并將預(yù)估最大抗剪強(qiáng)度與綜合修正系數(shù)相乘，獲得檢測(cè)路段各采樣點(diǎn)修正后的實(shí)際最大抗剪強(qiáng)度；

31、所述預(yù)估最大抗剪強(qiáng)度通過將s5中得到預(yù)估層間黏結(jié)系數(shù)代入層間黏結(jié)系數(shù)與抗剪強(qiáng)度預(yù)估模型中，獲得整個(gè)檢測(cè)路面的預(yù)估最大抗剪強(qiáng)度。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

33、1、本發(fā)明能夠以正常車速對(duì)瀝青路面的層間黏結(jié)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，無需封閉交通，非常快速、高效、無損。

34、2、本發(fā)明能夠最大程度降低對(duì)路面的破壞，只需要取6個(gè)芯樣便可對(duì)此路段進(jìn)行檢測(cè)。

35、3、本發(fā)明能夠預(yù)估全部瀝青路面的層間黏結(jié)狀況，以及任意位置處的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)采樣間隔設(shè)置足夠小時(shí)，理論上可以面算路面全部點(diǎn)的層間黏結(jié)狀況。