生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)現(xiàn)狀分析

張晏榕

摘要：路基建設(shè)和養(yǎng)護一體化是對公路進行日常管理的一種較為先進的理念，它可以將公路資源的效益成功的發(fā)揮到最大化。本文對生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)現(xiàn)狀進行了詳細的分析，提出了現(xiàn)階段路基建養(yǎng)一體化技術(shù)的優(yōu)缺點，并對此提出了相應(yīng)的意見，希望可以為我國公路建設(shè)領(lǐng)域提供一些有效的參考意見。

Abstract： The integration of roadbed construction and maintenance is a relatively advanced concept for daily management of highways， and it can maximize the effectiveness of highway resources. This paper analyzes the status of ecological and intelligent roadbed construction and maintenance integration technology， and puts forward the advantages and disadvantages of the roadbed construction and maintenance integration technology at the present stage， and proposes corresponding opinions. It is hoped that it can provide some valid references for the road construction field in China.

關(guān)鍵詞：生態(tài)與智慧型；路基；建養(yǎng)一體化；技術(shù)

Key words： ecological and intelligent；roadbed；integration of construction and maintenance；technology

中圖分類號：U418.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0244-02

0 引言

隨著我國社會的進步和科學(xué)技術(shù)實力的不斷提高，公路建設(shè)技術(shù)也隨之有了較大程度的提升。同時為了順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，生態(tài)和智慧型的交通理念開始被人們廣為接受和推廣?，F(xiàn)階段，我國的公路建設(shè)中的生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)已經(jīng)不斷趨于完善，但是仍然缺少對此技術(shù)進行深入的分析和探討。

1 路基的壓實控制和智能檢測

對路基進行壓實可以將其穩(wěn)定性得到較大程度的提高，同時路基的壓實程度也是檢測其質(zhì)量是否達標的重要測驗標準之一?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外關(guān)于對路基進行壓實方面的研究已非常廣泛。一般國外應(yīng)用的比較多的有智能碾壓技術(shù)IC，它是指將壓路機對公路的路基所產(chǎn)生的相互作用力進行提取，然后通過壓路機對路基的壓實程度進行檢測。最后根據(jù)路基的實際壓實程度來設(shè)定壓路機施工中的作業(yè)速度和碾壓頻率等，促使壓路機對路基的壓實工作可以達到最佳效果。國外的一些專家針對此方法研究出了很多不同種類的檢測系統(tǒng)，其中較為常見的有Auto Pave系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對路基的相關(guān)設(shè)計參數(shù)、碾壓參數(shù)等有效信息進行相應(yīng)的統(tǒng)計，然后為之進行一系列的計算，最后可以得出壓路機的最佳碾壓次數(shù)。并且還可以提供匹配此填料的碾壓技術(shù)，在壓路機進行碾壓作業(yè)時對碾壓的次數(shù)進行全程的監(jiān)察，促使路基的壓實工作可以順利完成。除此之外，國外還有很多大型的公司企業(yè)也開始了對路基壓實效果進行全面監(jiān)察的研究，其中比較典型的有瑞典AMMANN的ACE系統(tǒng)、德國的BOMAG的BVC系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)可以通過對路基壓實程度進行較為全面的監(jiān)察，從而實現(xiàn)對路基碾壓技術(shù)的整改，使得碾壓作業(yè)可以高質(zhì)高效的完成。但這些監(jiān)察系統(tǒng)發(fā)展的卻并不完善，比如有些監(jiān)察設(shè)備的造價非常高、監(jiān)察設(shè)備只能提供單人使用、監(jiān)察數(shù)據(jù)無法進行存儲等。

國內(nèi)很多專家也對路基的壓實技術(shù)有自己獨到的見解和研究，學(xué)者曹文貴對壓路機智能化控制方案進行探討，分析了它一系列的可行性和不足。最后提出了對振動壓實控制方案進行完善和修訂的中心概論，使我國智能碾壓全面監(jiān)察系統(tǒng)得到了進一步的優(yōu)化。學(xué)者胡光勝對路基進行碾壓的實施過程中所產(chǎn)生的作用力來檢測壓實的效果，而且設(shè)計研發(fā)出了適合大顆粒土質(zhì)壓實工作的監(jiān)察系統(tǒng)。但是該系統(tǒng)所檢測出的路基壓實程度的數(shù)據(jù)結(jié)果與進行壓實作業(yè)的實際位置無法有效的匹配，所以在實際壓實作業(yè)中沒有辦法根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)來確定壓實的具體位置，在操作中一旦出現(xiàn)問題也無法第一時間進行改動。

2 影響路基長期性能的因素

在對公路進行施工和營運期間，因為會受到降雨、路基內(nèi)部地下水、公路內(nèi)部滲水和對車輛及行駛?cè)巳旱某休d力等諸多因素的影響，路基的濕度也會隨著受到改變、填充材料的硬度也會有所降低。這些因素會導(dǎo)致公路本身受到破壞，如：路面產(chǎn)生凹陷、公路表層發(fā)生裂縫、斷裂等。據(jù)過往大量的經(jīng)驗和一系列有效研究可以得出，影響路基穩(wěn)定性的原因主要包括以下幾個方面。

2.1 交通承載力

交通承載力會對路基會產(chǎn)生十分重要的影響，但交通承載力過大并超過一定限度時，可能會導(dǎo)致路基發(fā)生變形移位等現(xiàn)象發(fā)生，此時路基的硬度也會有所降低。當(dāng)交通承載力持續(xù)過大時就會導(dǎo)致路基的穩(wěn)定性發(fā)生變化，對路基造成更為嚴重的破壞。

2.2 路基的含水量

促使路基的穩(wěn)定性發(fā)生變化，最主要的原因就是路基的含水量發(fā)生變化。因為路基內(nèi)部的含水量會使土質(zhì)發(fā)生一定程度的膨脹、改變它的密實度，使得路基的強度發(fā)生變化。因為黏土在水的影響下會發(fā)生膨脹的現(xiàn)象（具體膨脹效果并不一致），所以必須對路基進行有效的防水和排水工作。相關(guān)試驗表明，在路基的含水量達到最佳狀態(tài)時將路基進行最大限度的壓實，此時毛細水幾乎不發(fā)生移動。在這種情況下，毛細水無法滲透至黏土內(nèi)，可以起到一定的隔離效果。當(dāng)實際含水量與最佳含水量無線接近時，毛細水會逐漸將移動速度放緩，此時黏土內(nèi)的含水量也會隨之變小。在一定程度上加大填土量，使得路基升高，當(dāng)路基的最低處高于地下水位時，地下水對路基的影響可以得到有效的抑制。

2.3 填充材料的選擇

在對路基的填充材料進行選擇時，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、天氣狀況和填充材料的特性進行全面的分析。在路基建立的初步階段，它的強度需要依靠填充材料的本身性能來支撐。但是如果進行長期考慮，路基的穩(wěn)定性依然受到它的填充材料本身特性的影響比較多。

2.4 路面結(jié)構(gòu)

行駛車輛會對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的作用，它所承受的承載力也會進一步的轉(zhuǎn)移至公路的路基。因為路基的承載力會對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，所以路面結(jié)構(gòu)也會在一定程度上影響路基的穩(wěn)定性。

面對以上會影響路基穩(wěn)定性的各項因素，我國專家分析出了相應(yīng)的措施來對路基的穩(wěn)定性進行維護。在對路基進行設(shè)計時，需要注意兩方面的內(nèi)容。首先，在設(shè)計中需要考慮到防水和排水的功能。根據(jù)所在地區(qū)的現(xiàn)實情況建設(shè)防水層，使積水無法滲入到地基內(nèi)部。然后設(shè)置排水溝，將地下水通過排水溝有效的排出。第二點就是關(guān)于路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在進行設(shè)計時需要考慮車輛的承載力和成本的范圍，然后確定路面的具體結(jié)構(gòu)安排。從而提高路基的承載力，保持它的穩(wěn)定性。對于施工工作一般要考慮三個方面：一、確保路基的填充材料質(zhì)量符合規(guī)定標準；二、在進行路基的壓實作業(yè)時必須要掌控好填充材料的含水量，確保含水量在達到最佳范圍時進行壓實作業(yè)；三、確保施工質(zhì)量的最優(yōu)化，如果在施工過程中出現(xiàn)問題必須第一時間采取有效的措施進行解決，防止問題嚴重化。

在現(xiàn)階段，相關(guān)人員一般通過對路面結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計、保障公路工程施工過程順利的開展，避免有所疏漏、對路基定期進行維修和養(yǎng)護等幾方面的工作來保障路基的穩(wěn)定性。但是我國關(guān)于對路基的穩(wěn)定性進行智能檢測的研究非常少，主要都是應(yīng)用一些比較常規(guī)的措施。

3 運營過程中路基的動態(tài)監(jiān)測和維護

在公路竣工正式進入運營狀態(tài)時，它會受到自然天氣和車輛承載力等因素的影響，路基也會隨之受到不同程度的影響。當(dāng)對路基的影響不斷加大超過一定范圍后，路基會出現(xiàn)裂縫、移位、變形等現(xiàn)象。所以在路基正式進入運營狀態(tài)后，必須要對其進行全面的監(jiān)察工作，實時監(jiān)測路基的具體情況。一旦出現(xiàn)問題，及時的采取措施進行解決。

為了能夠隨時掌控路基的具體情況，方便對整個工程的控制和管理，需要建立一個較為完善的可以對路基進行實時監(jiān)測的系統(tǒng)。通過這個系統(tǒng)，可以對路基的實際情況進行有效地掌控，對公路的施工過程進行管理和控制、促使工程高效保質(zhì)的完成。精確的了解在公路實際運行時路基發(fā)生的變化，方便對可能出現(xiàn)的問題進行有效的控制，保障路基的穩(wěn)定性。

現(xiàn)階段，我國的路基動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)一般包括以下內(nèi)容：

3.1 對路基沉降進行監(jiān)測

對路基沉降進行一系列的監(jiān)測工作一般包括：檢查路基的底部是否出現(xiàn)沉降現(xiàn)象、對路基不同層次之間的沉降情況進行監(jiān)測、對路基表層的沉降情況進行監(jiān)測。通過對路基這幾部分的有效監(jiān)測，可以反映出在公路工程施工前路基在不同建筑的高度下產(chǎn)生的沉降程度，還有在公路工程竣工開始正式運營后路基在不同建筑的高度下產(chǎn)生的沉降程度。

3.2 深部位移監(jiān)測

進行深部位移監(jiān)測一般情況下就是對公路工程路基內(nèi)邊坡里面產(chǎn)生蠕變的一種狀態(tài)，尤其是在路基的可滑動面通過位移的方式來對其進行實時的監(jiān)測。它可以隨時測量路基邊坡土體內(nèi)部每一個不同深度的位移而產(chǎn)生的改變，然后通過尋找下一個完全不一樣的斷面類型和下路堤邊坡所進行移動面的具體方位，對該移動面所發(fā)生位移的程度和進行位移時的速度進行全面的監(jiān)測。

3.3 含水量的濕度監(jiān)測

一般對路基含水量的濕度監(jiān)測包括了對地下水位、自然降水量、路基內(nèi)部的土質(zhì)含水量的監(jiān)測。主要是為了查詢出路基內(nèi)部濕度的由來，針對不同的濕度下路基發(fā)生沉降現(xiàn)象所來的一系列影響進行評價，以及因為濕度的變化對路基的穩(wěn)定性造成的影響進行相應(yīng)的評價。

3.4 孔隙水壓力監(jiān)測

孔隙水壓力監(jiān)測又可以被稱為是基質(zhì)吸力監(jiān)測，一般情況下是通過在土坡現(xiàn)場內(nèi)部埋入各種不同類型的測壓管，然后測定測壓管平穩(wěn)之后的水頭高度來完成操作。通過進行現(xiàn)場原位測試所得到的數(shù)據(jù)可以用來對有關(guān)孔隙水壓力的初始設(shè)計預(yù)估的準確程度進行檢測。而在地基中對于邊坡工程來說，孔隙水壓力是可以對非飽和土質(zhì)進行相應(yīng)的評價工作的一個重要組成部分。

從世界范圍來看，GPRS的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較完善，但是無論是在我國還是其它國家針對較大范圍內(nèi)的路基沉降進行監(jiān)測工作的現(xiàn)實案例非常之少。成功的將傳感器應(yīng)用于對路基沉降的監(jiān)測工作中，該研究領(lǐng)域目前還處于一個比較落后的狀態(tài)。傳感器在對路基沉降的監(jiān)測工作中需要對其進行安裝，但安裝的具體位置和方法等還存在著很多的不足之處，我國相關(guān)領(lǐng)域?qū)ζ洳]有做較為明確的規(guī)定。所以我們可以認為，路基遠程監(jiān)控技術(shù)仍然存在著許多的不足之處，未來還需要不斷的發(fā)展和完善。

4 結(jié)束語

本文從三個不同的方面對生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)進行了深入的探討，在現(xiàn)階段該技術(shù)還存在很多的不足之處。如：監(jiān)測設(shè)備的引進成本極大、監(jiān)測信息沒有辦法進行儲存等。雖然這一技術(shù)的發(fā)展過程十分困難，但隨著我國社會的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進步，相信所有難題都將被攻克。

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