高速公路路基路面病害的科學(xué)檢測及預(yù)防養(yǎng)護(hù)策略研究

雷 煜 林彥宇 楊 慧 何 焰 鐘利華

高速公路路基路面病害的科學(xué)檢測及預(yù)防養(yǎng)護(hù)策略研究

雷 煜 林彥宇 楊 慧 何 焰 鐘利華

（成渝高速公路股份有限公司成渝分公司資陽管理處，四川 資陽 641300）

在我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展背景下，高速公路規(guī)模不斷擴(kuò)大，在其使用過程中,由于外界環(huán)境因素以及車輛荷載等原因，導(dǎo)致公路路基路面出現(xiàn)病害?；诖耍疚恼{(diào)查高速公路路基路面常見病害，研究對其進(jìn)行科學(xué)檢測的原則及方法，重點(diǎn)研究高速公路路基路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)策略，以期促進(jìn)我國公路事業(yè)健康發(fā)展。

高速公路；路基路面病害；預(yù)防養(yǎng)護(hù)

0 引言

在高速公路使用過程中，由于陽光長時間直射、水體侵蝕、長期有超載車輛在高速公上行駛以及施工不規(guī)范等因素，極易催生病害，進(jìn)而影響公路正常使用，甚至威脅到人們的出行安全。因此，應(yīng)對高速公路路基路面病害進(jìn)行科學(xué)檢測，及早檢測存在的病害問題，并通過預(yù)防養(yǎng)護(hù)策略避免病害嚴(yán)重化，降低養(yǎng)護(hù)成本。

1 探討高速公路路基路面常見病害

目前，高速公路路基路面常見病害主要有三種，分別為：

第一，高速公路路基路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞。該病害具有多種表現(xiàn)形式，主要有橫裂紋、網(wǎng)狀裂紋等，導(dǎo)致該病害出現(xiàn)的原因有三，一是公路路面整體防水性能不強(qiáng)，一旦遇到雨雪天氣，無法有效進(jìn)行防水作業(yè)，在雨水沖刷后對公路結(jié)構(gòu)造成破壞；二是長時間受到路面積水等外部水體的侵蝕，對公路材料結(jié)構(gòu)造成影響，最終造成結(jié)構(gòu)性破壞；三是缺乏定期、細(xì)致的養(yǎng)護(hù)管理工作，導(dǎo)致在外界溫度變化情況下公路混凝土出現(xiàn)收縮變化，進(jìn)而引發(fā)裂縫，若是在該情況下遇到雨雪天氣，雪水會沿著裂縫下滲，進(jìn)而造成嚴(yán)重的高速公路路基路面病害。

第二，車轍病害，該病害主要體現(xiàn)在高速公路路面上具有較為明顯的車轍痕跡，甚至存在凹陷等現(xiàn)象。致使該病害出現(xiàn)的原因主要有二，一是高速公路路面耐高溫性能較差，在夏季等較為炎熱天氣，長時間的高溫暴曬會在一定程度上軟化路面，使得車輛通行時留下車轍；二是車輛超載，或是經(jīng)過的車輛超過公路路基承載范圍，從而導(dǎo)致車轍、凹陷出現(xiàn)。

第三，沉降病害。在高速公路運(yùn)行過程中，極為容易出現(xiàn)該病害，主要原因有使用時長過久、施工不規(guī)范以及沒有對施工地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘察，最終導(dǎo)致沉降不均這一病害的出現(xiàn)。其中，施工不規(guī)范主要是指路基碾壓質(zhì)量不過關(guān)、施工材料填筑不合格以及壓縮系數(shù)設(shè)計(jì)存在偏差等[1]。

2 研究科學(xué)檢測高速公路路基路面病害原則及方法

2.1 科學(xué)檢測高速公路路基路面病害原則

對于高速高路養(yǎng)護(hù)工作，科學(xué)的檢測工作能夠及早發(fā)現(xiàn)隱藏病害，并在其嚴(yán)重化前對其進(jìn)行處理，進(jìn)而在保證公路運(yùn)行質(zhì)量、安全可靠性的基礎(chǔ)上降低養(yǎng)護(hù)成本。在開展該檢測工作時，為保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)遵循以下原則展開：

第一，開展針對性檢測工作，在對高速公路進(jìn)行科學(xué)檢測時，應(yīng)結(jié)合該路段實(shí)際情況明確檢測重點(diǎn)，在縮短檢測時間、提高檢測效率的同時，還能夠有效降低檢測工作中投入的人力成本和物力成本，強(qiáng)化檢測工作的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)成本的有效控制。第二，應(yīng)盡量以高效的狀態(tài)開展檢測工作。由于每條高速公路日通行量均較大，高速公路路基路面科學(xué)監(jiān)測工作一般在施工結(jié)束后或是正式運(yùn)營過程中展開，這會影響該路段正常交通情況，為此，檢測人員應(yīng)以高效的狀態(tài)開展檢測工作，力圖在短時間內(nèi)完成工作，避免對交通情況造成較大影響。

2.2 檢測高速公路路基路面病害方法

在對高速公路路基路面進(jìn)行病害檢測時，主要有彎沉、摩擦系數(shù)、路面裂縫、平整度以及路面破損等檢測內(nèi)容，其中，彎沉檢測工作主要是對高速公路路基路面沉降相關(guān)進(jìn)行檢測，平整度檢測工作主要是對路面平整情況進(jìn)行檢測，保證車輛經(jīng)過該路段的舒適度，裂縫檢測工作主要是對產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行檢測。在開展高速公路路基路面科學(xué)檢測工作時，大部分情況應(yīng)先使用無損檢測方法，對于該方法而言，主要使用雷達(dá)探底檢測技術(shù)以及聲波檢測技術(shù)等。第一，雷達(dá)探底檢測技術(shù)主要利用高頻脈沖波發(fā)射機(jī)和外輻射電磁波天線，通過向檢測區(qū)域發(fā)射高頻電磁波并接收其反射波，分析脈沖波能量波反射傳播過程中的衰減情況，進(jìn)而掌握高速公路結(jié)構(gòu)情況以及公路路面厚度，明確其存在的具體缺陷。該方法屬于無損檢測方法，無需對公路進(jìn)行施工即可明確病害位置及情況，對降低成本具有極強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義。第二，聲波檢測技術(shù)主要利用超聲波的反射和吸收原理掌握監(jiān)測區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)情況，從而明確公路路基出現(xiàn)的具體病害[2]。

需要注意的是，在對高速公路路基路面進(jìn)行科學(xué)檢測工作時，需要立足于高速公路實(shí)際情況，若是公路路面存在較大面積的損害，為避免損害嚴(yán)重化，應(yīng)選擇雷達(dá)探底以及聲波等無損檢測技術(shù)，若是無法依靠無損檢測技術(shù)準(zhǔn)確獲得病害信息，則需要采取破壞性檢測技術(shù)。以出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋的公路為例，由于導(dǎo)致該病害出現(xiàn)的原因是外界載荷超出公路路面可承受范圍，這類病害會對該路段交通情況造成影響，在該情況下，需要選擇鉆芯等具有一定破壞性的檢測方法，甚至需要挖除路面對公路路基情況進(jìn)行檢測，從而發(fā)現(xiàn)病害原因，便于后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作的有效展開。另外，檢測人員需要注意的是，根據(jù)不同的檢測內(nèi)容以及病害形式應(yīng)選擇不同的檢測技術(shù)，或是綜合運(yùn)行幾種檢測技術(shù)，從而在短時間內(nèi)準(zhǔn)確掌握高速公路路基路面病害情況和原因。

3 研究高速公路路基路面病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)策略

3.1 提高對路基路面小修保養(yǎng)的重視

如上所述，在高速公路運(yùn)營過程中，在外部環(huán)境、前期施工不規(guī)范等問題的影響下極易導(dǎo)致高速公路路基路面出現(xiàn)病害，不僅造成一定程度上的經(jīng)濟(jì)損失，還會影響通行車輛的安全性。而高速公路路基路面維修工作需要花費(fèi)較長的時間成本，在此期間會對該路段以及附近交通路線的通暢程度造成影響，還需要投入較多的資金成本，為此，應(yīng)對高速公路路基路面病害開展預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作，首先就應(yīng)提高對路基路面小修保養(yǎng)的重視，避免細(xì)小病害發(fā)展為嚴(yán)重公路病害。具體而言，在開展該工作時，應(yīng)在公路及其沿線進(jìn)行勘察和維修保養(yǎng)工作，修補(bǔ)公路路面路基出現(xiàn)的輕微損壞現(xiàn)象，夯實(shí)預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作基礎(chǔ)，為高速公路安全、穩(wěn)定運(yùn)作提供有效保障。例如，在對高速公路路面進(jìn)行小修保養(yǎng)時，應(yīng)注重對路面穩(wěn)定性的強(qiáng)化，詳細(xì)了解公路路面功能以及之前的維修養(yǎng)護(hù)記錄，從而避免細(xì)小危害惡化演變?yōu)閲?yán)重的公路路面病害。而且，通過加強(qiáng)高速公路路基路面小修保養(yǎng)，能夠在降低公路養(yǎng)護(hù)成本的同時兼顧高速公路業(yè)主安全擔(dān)心的心理狀態(tài)，保證施工單位與業(yè)主能夠建立良好的交流關(guān)系，共同保證高速公路安全、可靠運(yùn)行。另外，在開展小修保養(yǎng)工作時，應(yīng)注重對新工藝、新技術(shù)以及新材料的研究使用，在符合施工要求的基礎(chǔ)上提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，縮短養(yǎng)護(hù)時間、提高養(yǎng)護(hù)效率，降低人力、物力以及財(cái)力的投入，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上有效管控施工成本[3]。

3.2 落實(shí)局部整修，加強(qiáng)組織管理

為避免對交通情況造成嚴(yán)重影響，應(yīng)在預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作中開展局部整修工作，若是病害情況較為嚴(yán)重，可以使用全罩面方式進(jìn)行整修，并加強(qiáng)組織管理，進(jìn)一步提高養(yǎng)護(hù)效果和效率。具體而言，所謂局部整修工作，是指整修高速公路路基路面不完整區(qū)域，且在不破壞公路結(jié)構(gòu)和性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高速公路路基路面的深層次養(yǎng)護(hù)。在開展局部整修養(yǎng)護(hù)工作時，雖然具體工作區(qū)域在公路局部，但仍應(yīng)立足于公路整體養(yǎng)護(hù)的角度開展工作，從而將局部整修作用逐漸擴(kuò)展到全面養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)化其養(yǎng)護(hù)效果。另外，在局部整修工作開展過程中，工作人員應(yīng)對高速公路路基路面開展逐層的技術(shù)養(yǎng)護(hù)，保證養(yǎng)護(hù)工作的有效性。除此之外，在開展該養(yǎng)護(hù)工作時，應(yīng)成立保暢工作小組加強(qiáng)組織管理，重點(diǎn)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)施工路段的現(xiàn)場安全維護(hù)工作，并根據(jù)具體施工情況和需要全面巡查養(yǎng)護(hù)施工路段，檢查施工安全設(shè)施和施工標(biāo)志，保證其符合相關(guān)要求的同時，保證不待工、不影響車輛正常通行。與此同時，單位還應(yīng)增派人員對養(yǎng)護(hù)施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)管，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)進(jìn)行改正，并與轄段業(yè)主、相關(guān)單位建立聯(lián)勤工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)非常態(tài)與常態(tài)相結(jié)合，保證養(yǎng)護(hù)施工工作的順利展開，縮短養(yǎng)護(hù)時間成本和人力成本，為養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、現(xiàn)場安全、公路暢通以及成本的有效管控提供切實(shí)保障。

3.3 使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，管控成本

對于高速公路路基路面病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作而言，主要是發(fā)揮事前控制的作用，利用其前瞻性避免細(xì)小病害惡化，保證高速公路運(yùn)營的安全性、可靠性。從目前高速公路路基路面病害維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)來看，主要有以下幾種：

第一，霧狀封層技術(shù)。該技術(shù)主要利用瀝青乳液對高速公路路基路面的微裂縫以及孔隙進(jìn)行封閉，從而對老化路面進(jìn)行修復(fù)，提高公路運(yùn)營安全、可靠性，延長其使用年限，為相關(guān)單位創(chuàng)造更大效益。具體而言，通過以噴灑的方式將改性乳化瀝青噴涂在具有細(xì)微裂縫和孔隙的高速公路路基路面上，能夠有效密封、濃縮表面，封閉細(xì)微裂縫和孔隙，避免其剝落。一般情況下，該技術(shù)往往應(yīng)用于橫斷面和原路面基層均處于良好狀態(tài)僅存在輕度裂縫的高速公路路段，需要注意的是，在使用該技術(shù)時應(yīng)盡量在暖和或炎熱的天氣情況下，噴涂前需要保證路面的干燥、整潔性。同時，對乳液養(yǎng)護(hù)時間進(jìn)行控制，保證其達(dá)到三小時。

第二，稀漿封層技術(shù)。該技術(shù)主要使用乳化瀝青、粗細(xì)集料以及水等材料進(jìn)行混合，再使用專門的設(shè)備及機(jī)械將混合料均勻的攤鋪在高速公路路面上，進(jìn)而對路面形成保護(hù)，修復(fù)微小裂縫。其中，較為典型的就是微表處技術(shù)，該技術(shù)主要對高速公里運(yùn)營過程中出現(xiàn)的車轍病害進(jìn)行處理，提高路面抗滑性能，避免水分滲透，從而對高速公路路面老化、松散等情況進(jìn)行有效預(yù)防，延長高速公路使用年限。微表處技術(shù)主要使用改性稀漿封層車將混合料攤鋪在公路路面，一般其攤鋪厚度在十到二十毫米，在降低路面氧化的同時還具有密封細(xì)小裂縫的作用，對車轍以及高速公路路面輕微的不規(guī)則進(jìn)行修復(fù)，同時，還能夠強(qiáng)化路面顏色對比，在保證路面質(zhì)量的同時改善外觀。值得注意的是，在使用該方法開展高速公路路基路面病害預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作時，工作人員應(yīng)立足于公路實(shí)際質(zhì)量和狀況，保證混合料比例符合標(biāo)準(zhǔn)和使用要求[4]。

第三，裂縫嵌縫技術(shù)。該技術(shù)主要將以改性瀝青為主的混合料填進(jìn)高速公路路基路面現(xiàn)有裂縫，并使用添加劑對其進(jìn)行完善，從而有效修補(bǔ)公路裂縫，避免水分的滲透，保護(hù)公路結(jié)構(gòu)。在開展該預(yù)防養(yǎng)護(hù)工作時，應(yīng)在路面溫度較低時進(jìn)行，這主要是因?yàn)槲镔|(zhì)具有熱脹冷縮的原理，當(dāng)溫度較低時，路面收縮，進(jìn)而裂縫變寬，從而更好進(jìn)行混合料的填充，同時能夠避免填料不足的問題。通過該技術(shù)，能夠有效減緩惡化率，延長公路使用壽命。以G76廈蓉高速公路成渝段為例，灌縫采用壓力灌縫機(jī)具、專用的瀝青路面灌縫材料，以提高裂縫修補(bǔ)的質(zhì)量。操作包括吹出裂縫的碎屑或使用一個路面鋸或槽刨切割一個儲槽，然后封填灌縫材料。灌縫通常適用于集中處理路面出現(xiàn)的較多縱縫、橫縫，裂縫邊緣輪廓清晰，尚未發(fā)展出支縫且處治寬度小于20mm的裂縫。裂縫分級為輕時采用清縫灌縫；裂縫分級為重時采用擴(kuò)縫灌縫。擴(kuò)縫灌縫時用裂縫開槽設(shè)備對準(zhǔn)裂縫處進(jìn)行開槽，開槽寬度為 15mm～20mm，深30mm左右。另外，在對高速公路路基進(jìn)行預(yù)防養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)主要開展樁基強(qiáng)化工作，最大限度的弱化沉降對公路造成的影響。同時，開展高質(zhì)量路基碾壓工作，保證碾壓次數(shù)的合理性以及碾壓工作的連續(xù)性和均勻性，使其密實(shí)度符合使用要求。

第四，石屑密封技術(shù)。該技術(shù)主要使用改性瀝青結(jié)合料聚合物以及石灰石等骨料，通過將其攤鋪在需要預(yù)先養(yǎng)護(hù)的高速公路路面上，并使用輪胎壓路機(jī)對其進(jìn)行反復(fù)碾壓，從而提高高速公路路面表面摩擦力，并消除剝落、對氧化進(jìn)行有效延緩，提高公路路面的整體強(qiáng)度，避免車轍等病害的出現(xiàn)，延長公路使用壽命。值得注意的是，該方法最好使用于交通量較低的高速公路路段以及結(jié)構(gòu)性噪聲的路面，從而能夠有效封閉橫向、縱向的細(xì)小裂縫、避免水分侵蝕。

4 結(jié)論

綜上所述，通過對高速公路路基路面進(jìn)行科學(xué)檢測和預(yù)防養(yǎng)護(hù)，能夠在降低公路養(yǎng)護(hù)成本的基礎(chǔ)上避免其出現(xiàn)嚴(yán)重病害，延長其使用年限。因此，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況使用合適的檢測技術(shù)和養(yǎng)護(hù)工作，處理好業(yè)主和施工單位之間的關(guān)系，從而促進(jìn)公路事業(yè)健康發(fā)展。

[1]劉志軍.壓力注漿技術(shù)在高速公路路基路面病害處治中的應(yīng)用[J].四川建材,2020,46(11):157-158.

[2]楊偉華.探討在高速公路中瀝青路面病害的預(yù)防方法與解決措施[J].智能城市,2020,6(01):162-163.

[3]候勝利.高速公路路基路面常見病害及施工預(yù)控措施[J].工程技術(shù)研究,2019,4(11):52+54.

[4]鄭少鵬,張玲,張新民,等.云南高速公路服務(wù)區(qū)路面典型病害及處治方案[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2019,15(05):61-63.

[5]雷昀熙.高速公路養(yǎng)護(hù)工程路基病害問題處理施工探究[J].四川水泥. 2020,(07):43-44.

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1007-6344（2021）04-0276-02