[發明專利]一種排水瀝青路面透水性能現場檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201711273487.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108414413B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 程其瑜;祝譚雍;陳少剛;徐曉霞;李秋平;溫俊峰;劉同賓
• 申請（專利權）人: 江西省高速公路投資集團有限責任公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 文珊;劉錦霞

本發明公開了一種排水瀝青路面透水性能現場檢測裝置，屬于公路工程技術狀況檢測領域。一種排水瀝青路面透水性能現場檢測裝置主要包括車架、儲水箱、流量計、遮陽篷、放水閥及圖像采集系統、中央控制單元等。車架上設有儲水箱及遮陽篷，儲水箱與出水管相連，出水管上設置有放水閥及流量計，車架尾部兩側各設一條豎直的滑軌，兩條滑軌上均配有滑桿，兩條滑桿的一端共同固定有加強桿，兩條滑桿的另一端共同固定有兩條水平的導軌，兩條導軌上分別活動固定有放水閥與圖像采集系統，圖像采集系統基于光波的鏡面反射及漫反射原理對路面透水能力進行自動檢測分析。本發明還公開了該裝置的檢測方法，能夠實現對排水路面的透水能力進行快速、自動化檢測。

技術領域

本發明屬于公路工程技術狀況檢測領域，具體來說，涉及一種基于數字圖像處理技術的瀝青路面透水性能現場檢測裝置及檢測方法。

背景技術

截至2016年底，我國高速公路通車總里程達到13.1萬公里，里程規模位居世界第一。由于瀝青路面的行駛舒適性良好，且具有建設速度快、維修方便等諸多優點，我國超過95％的高速公路采用了瀝青路面結構形式。隨著高速公路建設事業的不斷發展，公路的安全性問題日益受到人們的關注。

我國高速公路瀝青路面的表面層通常采用密級配瀝青混合料，以便將雨水隔絕在路面結構以外。然而，傳統密級配混凝土路面在雨季表面容易積水，路表徑流所形成的水膜會引發水漂，導致車輛在高速行駛過程中發生打滑。與此同時，輪胎濺起的水霧會影響駕駛者視線，甚至在強光下產生眩光，嚴重威脅行車安全。日本調查發現，采用傳統密級配混凝土路面的高速公路雨天事故率為晴天事故率的9倍，而經過統計我國高速公路上發生的3萬余起交通事故后表明，雨天事故率約為晴天的5倍，且多雨地區高速公路安全性問題更為突出。

為了應對這一問題，包括荷蘭、日本等國在內的越來越多的國家積極修筑排水瀝青路面。排水瀝青路面采用骨架-空隙型混合料，雨水能夠通過較大的混合料空隙滲透進路表，然后迅速沿著連通孔隙橫向排出，降低了路表水膜厚度，使得車輛行駛時車輪與路面保持足夠的接觸面積，從而有效避免了高速行車所產生的水漂現象，大幅降低了雨水飛濺形成的水霧，提高了行車安全性。排水路面還具有良好的降噪功能，其較高的孔隙率可以有效消除汽車輪胎對于路面內部空氣的壓縮，吸收部分噪聲，使得路面噪聲降低3dB以上。

排水路面的連通孔隙率和滲水系數是評價其透水能力的關鍵技術指標，在排水路面長期應用實踐中，一些排水路面的排水、降噪功能出現了不同程度的衰減，逐步喪失其相較于傳統路面的性能優勢。針對路面排水、降噪功能的衰減，當前研究通常總結為兩大原因引起：一是粉塵等環境污染物沉積阻塞了排水瀝青混合料的內部空隙；二是高溫交通重載作用下，排水路面瀝青膠結料發生高溫流變，集料骨架被擠壓，導致空隙被壓縮。近年來，排水路面的相關養護維修設備陸續研制并推向市場，定期對排水路面開展空隙污染物清理工作有助于切實保障其長期排水性能。因此，對排水路面透水能力的檢查不僅局限在施工質量驗收時，在其整個設計使用壽命周期內，都有必要對其透水性能進行長期跟蹤檢測，并針對空隙衰減顯著、排水降噪性能損失突出的路段進行養護維修，以維持排水路面的功能水平，保障雨天行車安全。

現行《公路路基路面現場測試規程》(JTG E60-2008)規定了測試瀝青路面及碾壓成型的瀝青混合料試件滲水系數的標準試驗方法。在此基礎上，排水路面的相關研究陸續提出了改進措施，其基本原理可采用水力學理論公式表達：

式中，t為滲透時間，s；Q為t時間內試件滲透水的質量，g；ρ_w為水的密度，g/cm³；L為測壓點的距離，cm；Δh為水頭差，cm；A為過水斷面截面積，cm²。

然而，這類試驗普遍存在人為誤差大、工作效率低下的問題：