路基路面病害檢測(cè)及治理方案分析

賈鑫

摘要 為有效防治公路工程路基路面病害，保證公路運(yùn)營(yíng)質(zhì)量與安全，延長(zhǎng)道路使用壽命，文章針對(duì)公路工程路基路面病害檢測(cè)及治理方案展開綜合探究，闡述了公路路基路面常見病害類型，指出了路基路面病害主要檢測(cè)技術(shù)，提出了科學(xué)有效的病害治理方案，即：通過路基路面病害數(shù)據(jù)質(zhì)量的全過程管理，從定量角度全面掌控路基路面質(zhì)量數(shù)據(jù)，以加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)公路的動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制；通過加強(qiáng)路基路面日常養(yǎng)護(hù)與檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路運(yùn)營(yíng)過程中存在的路基變形、沉陷、坑槽及路面車轍等質(zhì)量病害，并根據(jù)病害具體情況，制定針對(duì)性養(yǎng)護(hù)措施，以有效提升道路使用性能，保證行車安全。

關(guān)鍵詞 公路工程項(xiàng)目；路基路面病害；質(zhì)量檢測(cè)；治理措施

中圖分類號(hào) U416.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）24-0064-04

0 引言

路基路面結(jié)構(gòu)作為公路工程不可或缺的組成部分，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接決定道路整體使用性能，影響公路運(yùn)營(yíng)安全性、穩(wěn)定性、耐久性。但由于公路工程運(yùn)營(yíng)環(huán)境條件惡劣，路基路面長(zhǎng)期遭受行車荷載及自然環(huán)境作用，極易產(chǎn)生質(zhì)量病害，影響道路使用性能，威脅交通運(yùn)輸安全，加強(qiáng)病害檢測(cè)尤為必要。因此，公路運(yùn)營(yíng)過程中，應(yīng)采取科學(xué)手段對(duì)路基路面運(yùn)營(yíng)狀態(tài)實(shí)施檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理存在的質(zhì)量問題，以有效確保公路運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。該文針對(duì)路基路面病害檢測(cè)及治理措施展開綜合分析，對(duì)提高路基路面病害治理水平，保證道路安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，具有十分重要的實(shí)踐意義[1]。

1 公路路基路面中的常見病害

1.1 路基變形

公路工程運(yùn)營(yíng)期間，受交通荷載、自然環(huán)境等多方面因素影響，極易產(chǎn)生路基變形問題，其根本原因如下：

（1）路基填筑階段未按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求進(jìn)行施工，導(dǎo)致路基填筑質(zhì)量不合格，承載能力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而引發(fā)路基變形。

（2）路基填料不合格，含水率過大或壓縮模量較高等因素造成路基壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)，在行車荷載作用下，路基產(chǎn)生差異性沉降，嚴(yán)重影響行車安全[2]。

1.2 路基沉陷

路基沉陷作為公路工程中最為常見的病害形式，其影響因素較多，路基填筑選用不合理、施工工藝缺陷、壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)、外界環(huán)境影響、地質(zhì)條件不合格等均可導(dǎo)致路基沉陷病害。尤其是軟土路基，承載能力較差，處理不當(dāng)極易引發(fā)路基沉降問題，嚴(yán)重影響公路工程建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，軟土路基含水率較大、強(qiáng)度較低，在外部荷載、水體侵蝕等因素共同作用下，更加容易產(chǎn)生路基沉陷問題。此外，公路工程路基填筑施工中，施工方對(duì)軟土路基處理不到位，導(dǎo)致路基承載性能達(dá)不到要求，也會(huì)造成路基沉陷問題。

1.3 路面坑槽

路面坑槽主要是在交通荷載及外界環(huán)境因素共同作用下，道路表面集料出現(xiàn)松散、脫落，從而形成路面坑槽，嚴(yán)重影響車輛通行安全。當(dāng)路面出現(xiàn)坑槽病害時(shí)，若維修養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致病害逐步擴(kuò)展，從而引發(fā)更加嚴(yán)重的質(zhì)量病害，最終造成公路無(wú)法正常使用[3]?，F(xiàn)階段，常見的路基坑槽類型主要包括以下三種：

（1）壓實(shí)不足型坑槽：該類坑槽是由于瀝青路面施工時(shí)，瀝青混合料溫度把控不到位，導(dǎo)致路面碾壓過程中混合料密實(shí)度不足，從而在行車載荷作用下形成坑槽。

（2）厚度不均勻型坑槽：瀝青材料在高溫環(huán)境下容易發(fā)生軟化，黏結(jié)能力增大，當(dāng)混合料攤鋪厚度不均勻時(shí)，極易出現(xiàn)瀝青黏附車輪的狀況，從而引發(fā)坑槽問題。

（3）水損害型坑槽：降雨條件下，瀝青路面會(huì)產(chǎn)生積水現(xiàn)象，水體沿道路表面裂縫不斷下滲，逐漸進(jìn)入瀝青與集料內(nèi)部，降低瀝青黏結(jié)性能，在車輛荷載及水體反復(fù)作用下，使瀝青與集料彼此分離，從而形成坑槽病害[4]。

1.4 路面車轍

車轍主要是路面在車輛荷載作用下產(chǎn)生的非彈性形變。通常狀況下，冬季與夏季容易產(chǎn)生車轍病害，冬季因冰雪凍融作用容易形成車轍病害；而夏季則是由于瀝青在高溫下發(fā)生軟化，經(jīng)雨水侵蝕作用，最終形成車轍病害。目前，常見的路面車轍類型主要有以下幾種：

（1）磨耗型。此類車轍主要是由于車輛摩擦作用，導(dǎo)致道路表面集料松散脫落所致，特別冬季在道路表面灑布防滑材料時(shí)，此車轍發(fā)展更加迅速。

（2）結(jié)構(gòu)型。此類車轍是由于道路基層承載力不足，經(jīng)行車荷載作用路面產(chǎn)生變形。

（3）失穩(wěn)型。該車轍主要是因?yàn)樾熊嚭奢d作用下，路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切破壞，導(dǎo)致面層開裂、變形，從而形成車轍病害。通常位于車輪帶內(nèi)，重載交通路面較為常見。高速出入口、收費(fèi)站、交叉口等區(qū)域此類車轍相對(duì)比較嚴(yán)重。主要是由于車輛在該區(qū)域運(yùn)行速度較慢，荷載作用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致路面失穩(wěn)變形。

（4）壓密型。此類車轍主要是由于壓實(shí)度不合格所致，道路投入運(yùn)營(yíng)后，路面在行車荷載作用下進(jìn)一步被壓密，進(jìn)而形成車轍病害[5]。

2 路基路面病害檢測(cè)技術(shù)

路基路面是道路工程最基本的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)路基路面質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)提高道路整體運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，具有十分重要的作用。通過開展路基路面質(zhì)量監(jiān)測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)公路存在的質(zhì)量病害，從而制定切實(shí)可行的處治方案，有效提升公路整體質(zhì)量，延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)年限[6]。現(xiàn)階段，常用的公路工程路基路面病害檢測(cè)技術(shù)主要包括以下幾種：

（1）聲波檢測(cè)法：該檢測(cè)技術(shù)是公路工程路基路面質(zhì)量檢測(cè)的常用方法，主要是通過特定頻率聲波在檢測(cè)對(duì)象中傳播，利用反彈波完成對(duì)相關(guān)信息的收集與處理，從而對(duì)檢測(cè)對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況實(shí)施評(píng)估，確定路基路面損壞程度，并采取必要的處治措施，以有效增強(qiáng)路基路面穩(wěn)定性，保證公路安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)[7]。

（2）彎沉檢測(cè)法：公路路基路面彎沉檢測(cè)是評(píng)價(jià)工程建設(shè)質(zhì)量的重要指標(biāo)，專業(yè)技術(shù)人員通過彎沉儀對(duì)路基路面彎沉情況實(shí)施檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量實(shí)施綜合評(píng)價(jià)。目前，常用的彎沉檢測(cè)儀器包括穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀和脈沖式動(dòng)力彎沉儀[8]。

（3）摩擦系數(shù)檢測(cè)法：摩擦系數(shù)是評(píng)價(jià)道路抗滑性能的關(guān)鍵指標(biāo)，摩擦系數(shù)越大證明道路抗滑性能越好，車輛運(yùn)行安全性越高，因此，必須加強(qiáng)公路路面抗滑摩擦系數(shù)檢測(cè)。實(shí)際檢測(cè)時(shí)，應(yīng)分別從縱向與橫向兩個(gè)方向?qū)嵤z測(cè)。橫向摩擦系數(shù)主要與行車方向控制有關(guān)，而縱向摩擦系數(shù)則直接決定剎車距離。近年來(lái)，隨著汽車數(shù)量的不斷增加，公路交通已成為人們出行的主要交通方式，保證公路交通安全極為重要。道路抗滑性能是保證車輛行駛安全的重要因素，為此，相關(guān)技術(shù)人員針對(duì)道路抗滑性能檢測(cè)不斷優(yōu)化與完善，目前常采用擺式摩擦系數(shù)檢測(cè)儀進(jìn)行路面摩擦系數(shù)檢測(cè)，取得了十分顯著的效果[9]。

（4）高密度電阻率成像技術(shù)：該技術(shù)主要利用檢測(cè)線上方的同步電極實(shí)施精準(zhǔn)檢測(cè)，通過控制電極轉(zhuǎn)換器，完成對(duì)路基路面的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果實(shí)施全面分析，從而獲得綜合評(píng)估數(shù)據(jù)，確定路基路面質(zhì)量狀況。該技術(shù)的作用原理為陣列勘探方法，專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)施檢測(cè)前，應(yīng)科學(xué)選定檢測(cè)點(diǎn)，按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求等距離設(shè)置電極，對(duì)待測(cè)路面實(shí)施檢測(cè)，通過電極轉(zhuǎn)換設(shè)施獲得相關(guān)信息并實(shí)施綜合分析，確定路面病害情況。該技術(shù)能夠?qū)⒙访尜|(zhì)量狀況通過圖像方式直接呈現(xiàn)出來(lái)，效果十分顯著[10]。

（5）數(shù)字鉆孔成像檢測(cè)技術(shù)：該技術(shù)是在現(xiàn)代化技術(shù)基礎(chǔ)之上發(fā)展而來(lái)，全面利用智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像技術(shù)、智能化技術(shù)等有效融合。多種先進(jìn)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，有效提升了檢測(cè)精度，科學(xué)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)存在的缺陷，在公路路基路面檢測(cè)中得到了成功應(yīng)用，準(zhǔn)確識(shí)別路基路面質(zhì)量病害，保證交通運(yùn)輸安全。

（6）探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)：該技術(shù)主要應(yīng)用于高填方路基路面質(zhì)量檢測(cè)，利用計(jì)算機(jī)及發(fā)射裝置的組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基深度精準(zhǔn)檢測(cè)，并借助核子密度儀對(duì)路基路面損壞情況實(shí)施檢測(cè)，為路基路面病害治理提供依據(jù)。

3 路基路面質(zhì)量病害治理方案

3.1 路基路面病害數(shù)據(jù)質(zhì)量的全過程管理

質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)管理需要建立在完備的控制規(guī)劃之上，并根據(jù)不同階段進(jìn)行不同的控制策略。在前期階段，需確定質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，制定質(zhì)量保證方案，為下一步的實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；在資料收集階段，執(zhí)行數(shù)據(jù)質(zhì)量管理策略并對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行即時(shí)監(jiān)測(cè)；在資料后處理環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查及后處理，以提升質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度。數(shù)據(jù)全過程管理策略如圖1所示。在數(shù)據(jù)收集之前，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)試、設(shè)備驗(yàn)證以及實(shí)際操作測(cè)試，以保證被收集的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)滿足規(guī)范，并保證收集到的數(shù)據(jù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)[11]。

3.2 路基路面病害及治理養(yǎng)護(hù)措施

3.2.1 路基變形、下沉

公路超期、超負(fù)荷運(yùn)營(yíng)及外界環(huán)境作用均會(huì)在一定程度上影響公路運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，引發(fā)路基變形、沉降等質(zhì)量問題，嚴(yán)重降低公路使用性能，威脅交通運(yùn)輸安全，縮短道路運(yùn)營(yíng)年限。因此，必須采取科學(xué)有效的措施，對(duì)路基變形、下沉病害實(shí)施治理，以有效提升道路使用性能[12]。具體措施如下：

（1）通過試驗(yàn)檢測(cè)確定病害范圍，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)路基實(shí)施開挖并采用優(yōu)質(zhì)填料進(jìn)行回填，回填完成后，利用專用壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行碾壓作業(yè)，保證路基壓實(shí)度及承載性能滿足要求。

（2）路基填料采用密度較大的石灰土，采取分層回填、分層碾壓的方式進(jìn)行填筑，以有效提升路基壓實(shí)度，保證路基穩(wěn)定性。

（3）針對(duì)軟土路基可采用換填法、擠密法等方式進(jìn)行處理，實(shí)際施工時(shí)，結(jié)合工程特征及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)選擇，當(dāng)采用換填法進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)選用性能優(yōu)良的填料，最大限度保證換填效果。

3.2.2 沉陷病害治理

公路路基路面沉陷病害治理時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況科學(xué)選擇處理措施，利用水準(zhǔn)儀對(duì)道路平整度、厚度實(shí)施全面檢測(cè)，針對(duì)不合格部位及時(shí)處理。路面沉陷治理過程中，應(yīng)全面記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，為后期道路質(zhì)量評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

3.2.3 坑槽病害處理

路基路面坑槽病害處理時(shí)，應(yīng)通過試驗(yàn)檢測(cè)確定坑槽范圍及深度，并準(zhǔn)確劃出坑槽輪廓線，然后嚴(yán)格按照邊線進(jìn)行開槽?？硬厶幚頃r(shí)應(yīng)根據(jù)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求進(jìn)行施工，科學(xué)控制坑槽側(cè)壁垂直度，開槽完成后應(yīng)進(jìn)行徹底清理，驗(yàn)收合格后采用瀝青混合料填補(bǔ)平整，并碾壓密實(shí)。瀝青混合料攤鋪時(shí)，應(yīng)確保均勻性，防止存在結(jié)塊現(xiàn)象，攤鋪厚度應(yīng)稍高于原路面高度，確保碾壓密實(shí)后與原路面平齊。

3.2.4 路面車轍的修補(bǔ)

相較于其他形式的質(zhì)量病害，車轍病害形成機(jī)理不同，所采取的修復(fù)方式也存在較大差異。路面車轍病害處理時(shí)，應(yīng)結(jié)合車轍實(shí)際情況，科學(xué)確定處治時(shí)機(jī)，并制定針對(duì)性處治方案，以有效防止車轍擴(kuò)展，避免形成更為嚴(yán)重的質(zhì)量病害。具體修補(bǔ)方案如下：

（1）當(dāng)車轍長(zhǎng)度小于30 m，深度小于10 mm時(shí)，車輛運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生微小振動(dòng)，在進(jìn)行修復(fù)處理時(shí)，應(yīng)先對(duì)車轍周邊路面實(shí)施全面清理，清理完成后利用加熱板對(duì)病害位置進(jìn)行加熱處理，將表面材料完全清除后，采用與原路面材料相同的填料修補(bǔ)平整，并實(shí)施壓實(shí)處理。

（2）當(dāng)車轍長(zhǎng)度超過30m，深度介于10～30 mm之間時(shí)，車輛運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大顛簸，此時(shí)應(yīng)對(duì)車轍部位實(shí)施銑刨處理，根據(jù)車轍具體狀況合理確定銑刨深度，銑刨完成后應(yīng)進(jìn)行全面清理，采用與原路面材料相同的瀝青混合料填補(bǔ)平整，并碾壓密實(shí)。

（3）當(dāng)車轍規(guī)模較大，深度大于30 mm時(shí)，應(yīng)采用開槽修補(bǔ)方式實(shí)施處理；先通過試驗(yàn)檢測(cè)確定開槽范圍，準(zhǔn)確測(cè)設(shè)出開槽輪廓線，利用電鎬實(shí)施開槽處理。劃定開槽輪廓線應(yīng)略大于車轍破壞區(qū)域，開槽深度應(yīng)超過原坑槽深度，堅(jiān)持“淺洞深補(bǔ)”的處治原則。

（4）若車轍病害是因道路基層缺陷導(dǎo)致，應(yīng)先對(duì)基層進(jìn)行加固處理，待基層各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后再實(shí)施面層施工。

3.2.5 路基路面養(yǎng)護(hù)措施

公路工程路基路面養(yǎng)護(hù)應(yīng)堅(jiān)持“先整體、后局部”原則，根據(jù)路基路面實(shí)際病害情況，制定針對(duì)性養(yǎng)護(hù)方案，以有效防止病害產(chǎn)生，保證道路使用性能及使用壽命。

（1）日常養(yǎng)護(hù)。公路工程運(yùn)營(yíng)過程中，加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)管理，按照養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求及養(yǎng)護(hù)方案，定期開展道路養(yǎng)護(hù)工作，確保路基路面檢測(cè)工作的有效執(zhí)行。對(duì)公路路基路面抗疲勞性能實(shí)施綜合檢測(cè)，根據(jù)道路承載性能、運(yùn)營(yíng)年限等各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)施綜合評(píng)估，結(jié)合評(píng)估結(jié)果制定切實(shí)可行的養(yǎng)護(hù)方案，以有效提升養(yǎng)護(hù)效果。

（2）公路路面實(shí)施病害檢測(cè)及養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)基層狀況、地質(zhì)特征等各方面條件實(shí)施綜合分析，全面了解道路實(shí)際情況，并通過加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)，提高養(yǎng)護(hù)方案的科學(xué)性、合理性，從而有效防止病害發(fā)展，降低病害治理成本。

（3）完善排水系統(tǒng)。公路路基路面養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)建立科學(xué)完善的排水系統(tǒng)，確保排水通暢，以有效避免路基、路面遭受水損破壞，提高道路使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。

4 結(jié)論

綜上所述，路基路面是道路工程最基本的結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量狀況直接影響道路整體使用性能及使用年限，加強(qiáng)路基路面病害檢測(cè)，對(duì)提高道路整體運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，保證交通運(yùn)輸安全具有十分重要的作用。公路工程運(yùn)營(yíng)過程中，通過路基路面病害數(shù)據(jù)質(zhì)量的全過程管理，加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)公路的動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制；通過定期開展路基路面質(zhì)量狀況檢測(cè)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)路基路面存在的變形、沉陷、坑槽、車轍等質(zhì)量病害，并根據(jù)病害具體情況，制定切實(shí)可行的路基路面處治方案，有效提升公路整體質(zhì)量。同時(shí)，還應(yīng)科學(xué)加強(qiáng)路基路面養(yǎng)護(hù)，做好日常養(yǎng)護(hù)工作，并完善排水系統(tǒng)，防止病害產(chǎn)生，從而有效保證道路使用性能，延長(zhǎng)使用壽命。

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