道路工程材料试验检测技术的发展与应用研究

引言

道路工程材料的性能直接影响道路的使用寿命、承载能力和行车安全性。随着交通基础设施建设规模的不断扩大与质量要求的日益提升，试验检测技术作为把控道路工程材料质量的关键手段，其发展至关重要。传统检测技术存在效率低、检测深度有限、无法实时监测等问题，难以满足现代道路工程建设需求。在此背景下，无损检测技术、智能化检测技术等新型检测技术不断涌现并发展，推动道路工程材料检测向精准化、智能化、自动化方向迈进。研究道路工程材料试验检测技术的发展与应用，对提升道路工程质量、降低维护成本具有重要意义。

一、道路工程材料传统检测技术分析

（一）常规物理性能检测技术

常规物理性能检测技术是道路工程材料检测的基础手段，主要针对材料的密度、含水率、颗粒级配等物理特性展开检测。在沥青混凝土材料检测中，密度检测通过蜡封法或表干法测定试件密度，以此判断材料内部孔隙率与压实程度，为路面压实质量控制提供依据。含水率检测采用烘干法，精确测量材料在不同环境下的水分含量，避免因含水率过高导致路面强度降低、出现水损害等问题。对于集料的颗粒级配检测，采用筛分法，通过不同孔径的标准筛对集料进行筛分，获取颗粒粒径分布数据，确保集料级配符合设计要求，保障沥青混合料的力学性能与施工和易性。这些检测方法操作相对简便，但检测过程耗时较长，且仅能反映材料局部性能，难以对整体质量进行全面评估。

（二）力学性能检测技术

力学性能检测技术用于评估道路工程材料在受力状态下的性能表现。抗压强度检测是衡量水泥混凝土、无机结合料稳定材料等力学性能的重要指标，通过压力试验机对标准试件施加荷载，直至试件破坏，获取其抗压强度值，判断材料是否满足道路结构承载要求[1]。抗折强度检测主要针对水泥混凝土路面，模拟路面在车辆荷载作用下的受弯状态，检测试件抵抗弯曲破坏的能力，确保路面具备足够的抗弯性能。沥青混合料的马歇尔稳定度与流值检测，通过马歇尔试验仪测定混合料在高温条件下的稳定度和变形能力，评估沥青混合料的高温稳定性与抗车辙性能。然而，这些力学性能检测多为破坏性试验，检测后的试件无法再用于工程建设，且检测周期长，难以满足工程快速施工中的实时检测需求。

二、道路工程材料新型检测技术发展

（一）无损检测技术

无损检测技术无需破坏材料或结构，即可实现对道路工程材料性能与内部缺陷的检测。超声波检测技术基于超声波在不同介质中传播速度、频率和能量衰减的差异，检测混凝土内部的密实度、裂缝深度等缺陷[2]。当超声波遇到缺陷时，会发生反射、折射和散射，导致接收信号的波形、声时和波幅发生变化，通过分析这些参数，可准确判断缺陷位置与大小。探地雷达利用高频电磁波在地下介质中的传播特性，对道路基层、面层的厚度、内部空洞、松散等病害进行探测。电磁波在不同介质界面发生反射，接收天线获取反射波信号，经处理后形成雷达图像，直观呈现道路结构内部状况。红外热成像检测技术则依据物体表面温度场分布与材料性能的关系，检测路面早期病害。当路面存在脱空、含水率异常等问题时，其表面温度会与正常区域产生差异，红外热成像仪捕捉这种温度差异并成像，实现病害的快速识别。无损检测技术具有检测速度快、不破坏结构、可重复检测等优势，在道路工程质量检测与病害诊断中得到广泛应用。

（二）智能化检测技术

智能化检测技术融合传感器技术、物联网技术、大数据分析等，推动道路工程材料检测向自动化、实时化方向发展。传感器技术的应用实现了对材料性能参数的实时监测，如在沥青路面施工中，埋设温度传感器、应变传感器，实时采集路面摊铺温度、压实过程中的应力应变数据，确保施工工艺符合要求。物联网技术构建了道路工程材料检测的远程监测网络，将分布在不同路段、不同结构层的传感器数据通过无线网络传输至数据中心，实现对道路工程材料性能的远程、实时监控[3]。大数据分析技术对海量检测数据进行处理与分析，挖掘数据背后的规律，建立材料性能与道路病害之间的关联模型，预测道路结构的使用寿命与病害发展趋势。例如，通过分析长期的路面平整度、车辙深度等检测数据，结合交通流量、气候条件等因素，预测路面的损坏程度，为道路养护决策提供科学依据。智能化检测技术提高了检测效率与准确性，为道路工程的全寿命周期管理提供了有力支持。

三、道路工程材料检测技术的应用与挑战

（一）检测技术的工程应用

在道路工程建设前期，检测技术用于原材料质量把控。对水泥、沥青、集料等原材料进行严格的物理性能与力学性能检测，确保材料符合设计标准，从源头保障道路工程质量。施工过程中，实时检测技术发挥关键作用，如通过压实度检测控制路基、路面的压实质量，利用全站仪、水准仪等测量仪器保证道路线形与高程符合设计要求。在道路运营阶段，无损检测与智能化检测技术用于道路病害检测与健康监测。定期采用探地雷达、红外热成像等技术对路面进行检测，及时发现内部病害；借助传感器网络实时监测桥梁、隧道等结构物的受力状态与变形情况，为道路养护与维修提供数据支持。通过不同检测技术在道路工程全生命周期的应用，实现对道路工程质量的全过程管控。

（二）现存问题与发展方向

当前道路工程材料检测技术应用面临诸多挑战。无损检测技术在检测精度与深度方面存在局限性，如探地雷达对深层病害的检测分辨率较低，超声波检测受材料内部复杂结构影响较大。智能化检测技术存在数据采集与处理的兼容性问题，不同类型传感器的数据格式、传输协议不统一，导致数据整合困难；大数据分析模型的准确性有待提高，需进一步优化算法与完善数据样本。此外，检测设备成本较高，部分先进检测技术难以在中小工程中推广应用，且检测技术人员专业水平参差不齐，难以充分发挥高端设备效能。未来，道路工程材料检测技术应朝着更高精度、更广范围、更低成本方向发展。研发新型传感器与检测设备，提高无损检测的精度与深度；加强数据标准化建设，完善智能化检测的数据处理与分析算法；推动产学研合作，降低检测设备成本，促进先进检测技术的普及应用，以满足道路工程建设与养护不断增长的需求。

结语

道路工程材料试验检测技术经历了从传统检测到无损检测、智能化检测的发展历程。早期依赖人工取样与破坏性试验的传统方法，逐步被非侵入式、实时化的新型技术取代。超声层析成像、激光纹理检测等无损技术，配合物联网驱动的智能监测系统，不仅将检测效率提升数倍，更通过微米级精度的缺陷识别与动态数据追踪，构建起覆盖规划、施工、运维的全链条质量管控体系。随着多模态传感融合、人工智能算法的深度应用，未来检测技术将以更高的集成度与自主性，成为交通基建数字化转型与可持续发展的核心支撑力量。

参考文献

[1]方宏才.公路水运试验检测技术在道路工程中的应用与发展研究[J].中国高新科技,2024,(15):126-128.DOI:10.13535.

[2] 刘 玉 洁 .D 市 政 道 路 工 程 项 目 质 量 管 理 研 究 [D]. 青 岛 大学,2024.DOI:10.27262/d.cnki.gqdau.2024.001862.

[3]廖科.基于EPC 承包模式的道路工程质量管理体系及其应用研究[D].重庆交通大学,2024.DOI:10.27671/d.cnki.gcjtc.2024.000048.