公路路基路面病害的科學(xué)檢測及預(yù)防養(yǎng)護(hù)

蘭志忠

（中交四公局第二工程有限公司 北京市 101100）

0 前言

公路工程的運(yùn)行功能、舒適程度、安全系數(shù)、壽命周期很大程度上決定于路基路面的質(zhì)量水平，為了提升這一質(zhì)量，降低路基路面病害問題顯得尤為重要，而相應(yīng)的檢測和養(yǎng)護(hù)措施是實(shí)現(xiàn)病害控制的重要途徑，對于保障公路工程運(yùn)行水平有著重要意義。

1 公路路基路面常見病害分析

1.1 裂縫

一般來說，公路工程運(yùn)行幾年后會(huì)發(fā)現(xiàn)有路面裂縫現(xiàn)象出現(xiàn)，特別是在夏季，由于氣溫偏高，再加上汽車行駛速度快，在路面與汽車車輪的摩擦作用下，會(huì)釋放出更多的熱量，使得瀝青路面裂縫問題加重，甚至出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞。

路面裂縫主要存在三種類型：①網(wǎng)狀裂紋；②縱向裂紋；③橫向裂紋；各自的產(chǎn)生機(jī)理是不同的，但是公路路基受力性能差是產(chǎn)生任何一種類型裂縫的原因之一。實(shí)際施工中，由于公路質(zhì)量不符合要求，路基與路面的壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，再加上路面的荷載量超出承受范圍，會(huì)出現(xiàn)明顯的裂縫。

1.2 車轍

這一問題也是非常常見的。具體體現(xiàn)在路面上有非常明顯的車轍痕跡，嚴(yán)重的還存在凹陷現(xiàn)象。出現(xiàn)這一現(xiàn)象主要是由于，一方面路面材料的耐高溫能力不強(qiáng)，特別在高溫的夏季，在暴曬與高溫環(huán)境下，弱化了路面強(qiáng)度，從而產(chǎn)生車轍現(xiàn)象；另一方面，路基路面的承載能力與來自車輛的荷載力相差甚多，在無法承載的情況下就會(huì)發(fā)生沉降現(xiàn)象，從而出現(xiàn)車轍。

1.3 不均勻沉降

不均勻沉降的出現(xiàn)，也主要是因?yàn)橥饨绛h(huán)境因素及車輛荷載的因素。針對這一問題，如果沒有盡快處理，會(huì)造成路面平整度明顯下降，影響車輛通行安全，甚至發(fā)生嚴(yán)重的交通事故。除此之外，施工中設(shè)備應(yīng)用、填料材料品質(zhì)、壓實(shí)處理工藝等也與發(fā)生路面不均勻沉降現(xiàn)象息息相關(guān)。

1.4 松散和坑槽

公路路面出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象中，松散和坑槽也比較普遍，特別是長期服役的受損較嚴(yán)重的路面，這一問題更加突出。松散表現(xiàn)為，由于車輛荷載的作用及環(huán)境因素的影響，使得路面集料與整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剝離，從而出現(xiàn)路面麻面。坑槽表現(xiàn)為，受到雨水沖刷及車輛碾壓的影響，松懈的材料脫離路面，進(jìn)而出現(xiàn)凹陷。

對松散及坑槽出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，主要有三方面：①受到雨水沖洗作用，路面材料被侵蝕甚至遭受破壞；②混合料相互分離，當(dāng)超出受雨水沖刷的范圍則出現(xiàn)松散現(xiàn)象；③瀝青混合料應(yīng)用了酸性或中性石料，相應(yīng)的黏附性能低，禁受不住外界環(huán)境及雨水沖刷的作用影響，從而出現(xiàn)被破壞的現(xiàn)象，發(fā)生松散問題。通常來說，坑槽都是松散或剝落病害進(jìn)一步發(fā)展而形成的。

2 公路路基路面的科學(xué)檢測技術(shù)

2.1 探地雷達(dá)檢測技術(shù)

探地雷達(dá)的構(gòu)成主要包括三大部分：①發(fā)射設(shè)備；②天線；③接收設(shè)備，這些設(shè)備部件之間具有相互獨(dú)立又相互影響的關(guān)系。具體檢測活動(dòng)中，探地雷達(dá)的應(yīng)用原理為：先通過雷達(dá)天線發(fā)送與接收信號，然后向計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)信息，再利用相關(guān)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而獲得檢測數(shù)據(jù)，為工作人員提供數(shù)據(jù)參考，使其了解路基路面的具體狀況，找到病害問題及具體原因，進(jìn)而技術(shù)人員制定有針對性的修復(fù)方案。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，探地雷達(dá)檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，檢測效率高，有利于公路路基路面病害問題的識(shí)別與判斷，具有良好的應(yīng)用效益。比如，某公路項(xiàng)目中，針對路基路面采用探地雷達(dá)檢測手段，數(shù)據(jù)結(jié)果顯示其85%的路面可以達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其他部分存在不同程度的損害問題，需要進(jìn)行處理或修復(fù)。

2.2 平整度檢測技術(shù)

在公路工程中，想要評估路基路面的施工質(zhì)量、使用狀況、當(dāng)前路面破壞情況等，需要進(jìn)行平整度的檢測，路基路面平整度檢測包含的內(nèi)容有多種，例如三濾式檢測法、連續(xù)式的平整度儀法等，其中三濾式檢測的效率不高，其檢測數(shù)據(jù)的精度也無法滿足工程需要。將連續(xù)式的平整度儀應(yīng)用在二級和以上的高速公路的路基路面平整度檢測中，不僅檢測針對性強(qiáng)，且檢測效率高，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，與國際方面的平整度指標(biāo)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較為相符。

2.2.1 連續(xù)式的平整度儀法

這一檢測方式在應(yīng)用中的操作起來相對復(fù)雜，但其檢測效率較高，可以提高檢測的針對性和連續(xù)性，進(jìn)而檢測成效理想。一般來說，選擇運(yùn)用現(xiàn)代化的信息處理技術(shù)可以更加智能化、自動(dòng)化的分析路面的平整度標(biāo)準(zhǔn)差等相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，并且可以為平整度偏差曲線的制定提供技術(shù)支撐，從而直觀、準(zhǔn)確的反映出路面的凹凸?fàn)顩r。

2.2.2 車載式顛簸累積儀法

這一檢測方式的應(yīng)用設(shè)備較為復(fù)雜，但操作較為方便，檢測效率相對而言較高。利用車載式顛簸累積儀能夠自動(dòng)化采集檢測數(shù)據(jù)，而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的檢測，在測試實(shí)踐中，檢測結(jié)果能夠更精確高效的體現(xiàn)出具體的適應(yīng)性，但是，有一點(diǎn)需要關(guān)注，這一方式采用的過程中，需要嚴(yán)格控制檢測流程和標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能切實(shí)發(fā)揮車載式顛簸累積儀法的優(yōu)勢，保證數(shù)據(jù)結(jié)果有效。

2.3 路基路面強(qiáng)度檢測技術(shù)

對于路基路面強(qiáng)度試驗(yàn)，重點(diǎn)在于分析研究路基路面的彎沉值。具體過程中，針對高速公路和以及高速公路，一般而言選擇利用自動(dòng)式彎沉儀或落錘式彎沉儀來獲取相應(yīng)的彎沉值數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行詳細(xì)分析，建立起與之相對應(yīng)的和貝克曼梁測定結(jié)果的對應(yīng)關(guān)系；而針對其他等級的公路，可以選擇利用貝克曼梁進(jìn)行試驗(yàn)測試。

2.3.1 采用貝克曼梁測定路面的回彈彎沉

貝克曼梁檢測是采用了杠桿原理制作杠桿式彎沉儀，從而實(shí)現(xiàn)彎沉測試，由于這一測試過程受到的外界及人為因素影響較大，檢測效率交底，檢測結(jié)果精度也尚有不足，所以不適合在公里里程較大的路面強(qiáng)度測試中。

2.3.2 落錘式彎沉儀針對路面的回彈彎沉進(jìn)行檢測

落錘式彎沉儀作為一種脈沖動(dòng)力彎沉儀，通過模擬汽車荷載對路面施加瞬時(shí)的沖擊作用，從而采集相應(yīng)的路面瞬時(shí)變形狀況，這一方法可以動(dòng)態(tài)展示路面的變形狀態(tài)，而且此方法檢測精度高、檢測結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)用便捷、穩(wěn)定，有利于節(jié)省人力資源和節(jié)約檢測成本。

3 公路路基路面病害的預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施

3.1 及時(shí)監(jiān)測路面狀況

在瀝青路面質(zhì)量保證過程中，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施非常關(guān)鍵，施工人員需要在了解路基路面具體情況的前提下，合理規(guī)劃養(yǎng)護(hù)工作。這也就需要在路基路面出現(xiàn)早期病害之前，就要進(jìn)行路基路面情況檢測及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理。因此，施工人員務(wù)必結(jié)合公路運(yùn)行的日常數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的路面監(jiān)測制度，定期對瀝青路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行檢測、記錄，掌握內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的動(dòng)向，進(jìn)而選擇科學(xué)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案。

3.2 重視路基路面的小修保養(yǎng)

小修保養(yǎng)是公路路基路面維護(hù)工作的基礎(chǔ)，其指的是對公路及沿線周邊進(jìn)行相應(yīng)的保養(yǎng)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)輕微損壞時(shí)進(jìn)行及時(shí)修復(fù)等。對于公路路基路面工程來說，維護(hù)路面的過程中，需要加強(qiáng)路面質(zhì)量，而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)正是在日常中借助小修保養(yǎng)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。如果忽視路基路面的小修保養(yǎng)工作，會(huì)很大程度上降低公路路面強(qiáng)度。為此，務(wù)必加強(qiáng)對小修保養(yǎng)措施應(yīng)用的重視，與此同時(shí)，還需加大養(yǎng)護(hù)新設(shè)備、工藝、材料的研究力度，這些新的養(yǎng)護(hù)技術(shù)在應(yīng)用于預(yù)防養(yǎng)護(hù)時(shí)需要進(jìn)行全面試驗(yàn)，確實(shí)符合公路路基路面養(yǎng)護(hù)實(shí)際后才能投入使用，如此才能保證預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作的有效性，切實(shí)提高公路路基路面質(zhì)量。

3.3 預(yù)防養(yǎng)護(hù)中落實(shí)局部整修

在預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作中，對于局部已經(jīng)出現(xiàn)破損的情況，需要進(jìn)行局部修整，有必要情況下可以選擇全罩面的方法實(shí)施修補(bǔ)。局部修復(fù)，即對路基路面結(jié)構(gòu)中不完善、不達(dá)標(biāo)的位置予以保養(yǎng)、維護(hù)和處理，在確保整體路基路面功能不受影響的前提下，深度養(yǎng)護(hù)維修局部位置，從而通過局部修復(fù)逐漸朝著全面養(yǎng)護(hù)發(fā)展。針對局部整修工作的落實(shí)，需要在實(shí)際養(yǎng)護(hù)過程中確保其應(yīng)用的合理性，避免盲目養(yǎng)護(hù)造成公路路基路面結(jié)構(gòu)受損，并且還會(huì)浪費(fèi)養(yǎng)護(hù)資源和資金。具體整修過程中，相關(guān)工作者需要借助當(dāng)前的先進(jìn)檢測手段，逐層實(shí)施質(zhì)量監(jiān)測，確保工作人員能夠?qū)嵤┱瓶夭『Φ陌l(fā)展?fàn)顟B(tài)，從而落實(shí)有效的整修工作，以及完善相應(yīng)的預(yù)防養(yǎng)護(hù)方案。

在預(yù)防養(yǎng)護(hù)過程中，如果出現(xiàn)病害問題，務(wù)必及時(shí)制定維修措施，避免病害惡化給整體結(jié)構(gòu)帶來影響，具體需要考慮如下幾方面：

（1）在路面出現(xiàn)裂縫、坑槽、翻漿的情況，需要對路面進(jìn)行清除、清理，完成這一環(huán)節(jié)后不過急進(jìn)行路面攤鋪碾壓，先全面觀測和檢查路基情況，假如路基狀態(tài)不良，也出現(xiàn)不同程度相似狀況，還需進(jìn)一步深度處理路基部分。將松散變形的路基進(jìn)行清除，選擇適合的石料進(jìn)行填筑，填料的質(zhì)量也需要得到保證，例如，在優(yōu)化填料過程中，如果是砂與水泥混合攪拌，不采用水，而是采用干料予以充分?jǐn)嚢瑁M(jìn)而實(shí)施填料、碾壓、壓實(shí)。

（2）對結(jié)合縫進(jìn)行密實(shí)處理，從而降低滲透概率。在清理破損的路基路面的過程中，勢必會(huì)在填充料的接口部位出現(xiàn)縫隙，這一隱蔽問題假如忽略，會(huì)增加裂縫，從而降低路基路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

（3）有效把控溫度，降低其對路面的影響。在冬季，出現(xiàn)降雪后要及時(shí)清理，在夏季的高溫環(huán)境下，要及時(shí)進(jìn)行灑水降溫處理。如此做，可以大大降低溫度給路面結(jié)構(gòu)帶來的影響，防止發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，避免裂縫出現(xiàn)或惡化。

3.4 路基路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

病害出現(xiàn)之前落實(shí)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施是較為合理，也是較為科學(xué)的，這樣鞥能夠降低病害影響，避免惡化蔓延?，F(xiàn)階段，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)多種多樣，例如稀漿封層技術(shù)、微表處技術(shù)、霧封層技術(shù)，這三種是應(yīng)用普遍且效率較高的技術(shù)種類。

應(yīng)用稀漿封層技術(shù)時(shí)，集合水、填料、細(xì)集料、添加劑、乳化瀝青等，通過混合攪拌將其作為混合料，利用專門設(shè)備將其鋪筑在原路面上，構(gòu)成一層薄的保護(hù)層。在應(yīng)用中要關(guān)注混合料質(zhì)量是否符合原路面特點(diǎn)，需要進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)提高混合料的適用性。

針對輕微的車轍病害可以采用微表處技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用可以增強(qiáng)路面的抗滑能力，防止水分向下滲透，避免路面松散和老化，有利于確保路面的使用壽命。

應(yīng)用霧封層技術(shù)時(shí)，主要是借助乳化瀝青、改性乳化瀝青材料，將其采用霧狀噴灑方式置于路面，從而達(dá)到封堵路面縫隙、孔隙的目的。這一技術(shù)較多的用于原路面基層狀態(tài)佳、橫斷面良好、橫向或縱向裂縫輕微的公路工程中，而且霧封層技術(shù)可以對已經(jīng)老化的路面進(jìn)行修復(fù)處理。

4 結(jié)語

綜上所述，公路路基路面由于各方面影響常出現(xiàn)不同程度的沉降、車轍、裂縫等，這些病害對于公路整體質(zhì)量的危害是極大的，需要選擇科學(xué)高效的檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制及制定有針對的處理修復(fù)方案，以消除病害、提高公路運(yùn)行的安全性。并且，公路工程中還需加強(qiáng)對早期病害的防護(hù)，采取有效的預(yù)防養(yǎng)護(hù)方法，防止病害問題惡化，降低病害帶來的損失。