公路養(yǎng)護(hù)工程病害成因分析及處治對(duì)策探析

邊新華

(文水縣交通運(yùn)輸局，山西 呂梁 032100)

0 前 言

我國(guó)境內(nèi)的公路大多數(shù)為瀝青混凝土公路，為了提升路面的抗彎沉性，為車輛通行提供穩(wěn)定平穩(wěn)的路面，需要做好瀝青路面的改性處理[1]。整體上提升瀝青路面的抗寒性，減少因?yàn)闀円箿夭畲笤斐傻谋懒熏F(xiàn)象，減少老化路面的數(shù)量，及時(shí)維修。這些工作的完成需要借助現(xiàn)代科技形成科學(xué)的維護(hù)計(jì)劃集中控制，方便快速調(diào)取各個(gè)路段的實(shí)時(shí)路況。做到從路況的現(xiàn)實(shí)情況出發(fā)提升路面使用質(zhì)量，減少因?yàn)槁访骛B(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量問(wèn)題引起的交通事故。

1 常見(jiàn)公路破損成因

造成城市道路破損的原因主要分為兩種，分別是人為原因和自然原因。若從事公路路面鋪設(shè)的工作人員施工技術(shù)不當(dāng)，操作人員施工不符合質(zhì)量控制規(guī)定，會(huì)使得最終得到的路面質(zhì)量同預(yù)期發(fā)展不一致。且由于日常氣候天氣變化，晝夜溫差大，惡劣臺(tái)風(fēng)天氣，夏季高溫曝曬等原因，會(huì)造成路面破碎。這樣起伏不平的路面會(huì)對(duì)來(lái)往的車輛通行帶來(lái)不便，產(chǎn)生的噪音會(huì)影響附近居民的生活，更有甚者，會(huì)造成重大交通事故[2]。當(dāng)?shù)缆肥┕さ幕靥钔脸料輹r(shí)會(huì)造成路面出現(xiàn)坑洞，形成溝槽或路基的沉陷問(wèn)題。這種情況主要是因?yàn)榛靥钔撩芏瓤刂撇蛔?，密度大小不一，整體的鋪墊并不完整。沒(méi)有壓實(shí)的回填土?xí)率孤访娉霈F(xiàn)輕微的不均勻，又經(jīng)過(guò)車輛日后來(lái)回重力作用，會(huì)不斷壓縮密度不一的回填土，加重坑洞的范圍。長(zhǎng)此以往，會(huì)形成溝槽或者路基沉陷。當(dāng)路面施工使用的瀝青沒(méi)有壓實(shí)會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的縫隙，這些縫隙又會(huì)因?yàn)轱L(fēng)吹雨淋等天氣變化的影響而出現(xiàn)性能下降，縫隙加大的問(wèn)題。鋪設(shè)路面使用的混凝土的施工方法有所欠缺同樣也會(huì)發(fā)生表層開裂的問(wèn)題。在道路同橋梁連接處施工方式不當(dāng)時(shí)，連接口處表層會(huì)凹凸不平，高低不一，這種嚴(yán)重的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致橋頭跳車危害的發(fā)生[3]。除此之外，因?yàn)槁访娴幕炷潦┕こ绦虬盐詹缓侠恚瑫?huì)導(dǎo)致混凝土表層不均勻，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂縫，這樣的路面情況顯然對(duì)負(fù)荷較重的長(zhǎng)途運(yùn)輸汽車的行駛狀況產(chǎn)生不利影響。

2 彎沉測(cè)試同公路質(zhì)量的關(guān)系

進(jìn)行公路病害的養(yǎng)護(hù)工作就是為了保證公路的使用質(zhì)量始終能同國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)和車輛荷載量保持正向匹配原則。對(duì)此，路基路面在養(yǎng)護(hù)期間都需要對(duì)其荷載能力進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)[4]。路基或路面在一定的荷載作用力之下發(fā)生的垂直變形，并且在荷載作用力消失之后能夠恢復(fù)原狀的這部分變形就是回彈彎沉。由此可以發(fā)現(xiàn)路面的彎沉檢測(cè)就是測(cè)定路基以及路面在一定的負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)之下出現(xiàn)的變形以及回彈恢復(fù)情況。彎沉值是檢測(cè)工作中需要記錄的重要檢測(cè)結(jié)果，彎沉值需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行合理計(jì)算，如果最終得到的彎沉值偏大就說(shuō)明整體的路面路基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的變形塑性空間很大。這表明該路面的剛度基礎(chǔ)指標(biāo)不合格且會(huì)出現(xiàn)因荷載超出上限規(guī)定而發(fā)生路面沉陷的可能。這樣的路況并不能滿足巨大的交通客流量的要求。如果回彈數(shù)值偏小，那么就說(shuō)明路基以及路面的承受能力很強(qiáng)且具有良好的路面抗疲勞性，路面的結(jié)構(gòu)布局以及路面的剛度都符合通車使用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[5]。公路路面以及路基會(huì)在一定數(shù)值的荷載受力之下在路面輪隙部位發(fā)生垂直變形以及垂直回彈的受力值的變形，通常這個(gè)垂直變形的彎沉回彈力的數(shù)值較小，通常會(huì)選取0.01 mm作為計(jì)量單位。這個(gè)彎沉數(shù)值能夠直觀地反映公路整體構(gòu)造的剛度以及強(qiáng)度，通常情況下，公路路基和路面的塑性變形范圍較小是指路面的回彈彎沉的比值較小能夠承受較大的荷載作用力。對(duì)于公路的使用質(zhì)量來(lái)說(shuō)公路路面路基彎沉程度的測(cè)量是十分重要的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著需要將回彈彎沉值控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)，在檢測(cè)路面的彎沉回彈值時(shí)要遵守國(guó)家規(guī)定的操作方法，使得公路路基路面檢測(cè)中彎沉檢測(cè)方法能夠發(fā)揮出更好的效果。定期對(duì)公路的彎沉情況進(jìn)行檢測(cè)有助于得到路況的第一手情況，減少對(duì)破損路段的維修時(shí)間，保證城市交通系統(tǒng)的通暢。

3 瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工

3.1 制定合適的工作方案

在對(duì)原有的舊路面進(jìn)行改造時(shí)需要首先對(duì)現(xiàn)有路面的情況進(jìn)行調(diào)研考察。根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕邓闆r、天氣變化、溫差變化等自然因素選取合適的施工材料。再結(jié)合以往當(dāng)?shù)芈访娓脑斓陌咐M(jìn)行數(shù)據(jù)分析。根據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析比較規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，使用優(yōu)秀的案例進(jìn)行參考。進(jìn)行材料采買時(shí)，要多方考慮供應(yīng)商的資格，盡可能地縮小供應(yīng)鏈，減少不必要的成本支出。收到原材料時(shí)要仔細(xì)檢查核對(duì)，保證材料發(fā)揮自己應(yīng)有的作用。選擇施工技術(shù)方法時(shí)需要合理進(jìn)行測(cè)試，保證在不會(huì)破壞原有路面基礎(chǔ)之上進(jìn)行路面施工。合理選擇最新型的施工機(jī)器，綜合考慮成本支出。最后可以采用乳化稀漿完成封層，以求實(shí)現(xiàn)道路質(zhì)量改造[6]。

3.2 道路養(yǎng)護(hù)

瀝青路面養(yǎng)護(hù)瀝青路面因施工方法不同，可分為表面處治、貫入式、上拌下貫、瀝青(渣油)碎石、瀝青混凝土等瀝青路面。這些路面常見(jiàn)的破損有開裂、麻面、松散、坑槽、啃邊、泛油、擁包、波浪等，其養(yǎng)護(hù)可分別采取不同的措施。例如水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)就其施工方式不同可分為就地澆筑路面與預(yù)制塊鋪砌路面兩種。常見(jiàn)破損主要有板面開裂、表面剝落和局部破碎等幾種。產(chǎn)生的原因是：路基強(qiáng)度不足、板厚與車輛荷載不適應(yīng)、混凝土質(zhì)量差、脹縮縫設(shè)置不當(dāng)?shù)取０迕媪芽p有縱向裂縫、橫向裂縫、角裂縫和網(wǎng)狀裂縫等。在養(yǎng)護(hù)中,通常是根據(jù)裂縫寬度,灌注瀝青或以瀝青砂、瀝青混合料等填充。脫皮和局部破碎一般也是用瀝青混合料填補(bǔ)。對(duì)于破損嚴(yán)重、補(bǔ)修困難的路段，有時(shí)在原路面上加鋪一層瀝青路面或水泥混凝土路面。對(duì)于部分板塊破壞嚴(yán)重的，則采取拆除、重新澆筑的辦法治理。預(yù)制塊鋪砌的，可拆除更換。

3.3 加鋪層施工設(shè)計(jì)

為了保證舊路施工穩(wěn)妥，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量評(píng)估舊路路面的狀況，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)選擇合適的結(jié)構(gòu)模式。既可以選擇舊瀝青混凝土路面瀝青加鋪層的方式，也可以選擇舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的鋪設(shè)方法。結(jié)合實(shí)際選取加輔層位置，計(jì)算出需要的材料數(shù)額，根據(jù)相關(guān)的地勢(shì)安排建立合適的力學(xué)模型。使用國(guó)家的相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方案和模型存在的可行性。探討老舊水泥路面的瀝青損害狀態(tài)之后，盡量壓縮成本，選擇合適的加鋪層結(jié)構(gòu)模式，結(jié)合合適的方法完成施工，借助信息技術(shù)，選擇合適的軟件，輸入數(shù)值進(jìn)行模擬。模擬分析之后利用算法實(shí)現(xiàn)加鋪層的結(jié)構(gòu)層級(jí)設(shè)計(jì)，優(yōu)化加鋪層的結(jié)構(gòu)，保證瀝青路面的厚度符合當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)生活使用標(biāo)準(zhǔn)[8]。

4 信息技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)工作中的作用

我國(guó)公路事業(yè)發(fā)展過(guò)程中，為了能夠提升發(fā)展速度，應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)公路養(yǎng)護(hù)管理的重視，科學(xué)地運(yùn)用信息化技術(shù)，提升公路信息化建設(shè)水平，確保公路養(yǎng)護(hù)工作在穩(wěn)定開展的同時(shí)，我國(guó)公路工程還能朝著良好的方向邁進(jìn)。

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在組織開展公路日常養(yǎng)護(hù)管理期間，應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r，構(gòu)建一套監(jiān)視控制公路信息的系統(tǒng)，確保能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)管理信息進(jìn)行采集、科學(xué)處理，可以第一時(shí)間公示。通常，在監(jiān)控軟件的輔助下，能夠形成智能化監(jiān)控系統(tǒng)，不斷對(duì)系統(tǒng)使用功能進(jìn)行開拓，對(duì)公路監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制[9]。

4.2 公路養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

為了能夠促進(jìn)公路日常養(yǎng)護(hù)管理水平的提高，在信息技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，可以借助其中的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，對(duì)管理工作進(jìn)行有效開展。對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)和管理，保證系統(tǒng)能運(yùn)行穩(wěn)定，從而更好地滿足用戶數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。在養(yǎng)護(hù)期間，科學(xué)地利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，多元化地處理各類數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)能夠具有較強(qiáng)的完整性。

為了可以提高管理效率，可以有效地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行利用，快速地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和采集。并且依托于不同的類型，合理輸入公路基本信息，從而讓養(yǎng)護(hù)工作的開展更加順利。在具體的公路養(yǎng)護(hù)管理中，可以先對(duì)路線信息進(jìn)行輸入，包括路線的具體情況等，然后結(jié)合不同路段，對(duì)公路路面的類型加以選擇。然后對(duì)公路橋梁以及隧道等方面的信息進(jìn)行輸入。數(shù)據(jù)信息輸入完畢之后，需要將交通管理設(shè)施以及公路收費(fèi)站等信息輸入到系統(tǒng)中。在系統(tǒng)中輸入交通量的信息，并結(jié)合實(shí)際，對(duì)路段和位置進(jìn)行觀測(cè)，依照類別將觀測(cè)的結(jié)果填入其中。

4.3 3S技術(shù)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

3S技術(shù)主要用于與空間數(shù)據(jù)相關(guān)的行業(yè)領(lǐng)域，隨著數(shù)字地球和數(shù)字城市概念的提出，它受到越來(lái)越多的關(guān)注。3S表示GPS、GIS、RS。GPS主要獲取單點(diǎn)3或4維數(shù)據(jù)，RS主要獲取該區(qū)域大面積的圖像數(shù)據(jù)。它們充當(dāng)GIS數(shù)據(jù)源，并為GIS提供必要的空間決策分析數(shù)據(jù)。3S技術(shù)形象代表了測(cè)繪學(xué)科與其他相關(guān)學(xué)科的融合和交匯，并且也在朝著融合的方向發(fā)展。在3S技術(shù)的集成中，GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置。RS用于實(shí)時(shí)3S技術(shù)是指快速地提供大型地面物體及其環(huán)境的幾何和地理信息以及各種變化。GIS有多種來(lái)源，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的首要任務(wù)是進(jìn)行地質(zhì)信息的獲取,其中野外地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集是信息獲取的重要來(lái)源。對(duì)于物化探測(cè)點(diǎn)及鉆探井位坐標(biāo)、水系沉積物或土壤取樣等類型的數(shù)據(jù),完全可以使用野外數(shù)據(jù)記錄儀、GPS及RS技術(shù)來(lái)采集,而對(duì)于道路、河流等線性特征的數(shù)字化則可由GIS來(lái)完成。這樣不僅可以提高數(shù)據(jù)采集的精度,而且可以減少野外工作量、提高工作效率。在區(qū)域重力勘查中,應(yīng)用GPS技術(shù)進(jìn)行控制點(diǎn)加密和測(cè)點(diǎn)三維定位工作已比較常見(jiàn),其平面及高程定位精度完全可以滿足規(guī)范要求,工作效率比常規(guī)方法定點(diǎn)可提高3倍以上。特別是在青藏高原、戈壁沙漠及灘涂等特殊困難地區(qū)應(yīng)用中,工作效益可提高10倍以上,且生產(chǎn)費(fèi)用可降低30%～50%。在進(jìn)行公路日常養(yǎng)護(hù)管理信息化建設(shè)過(guò)程中，除了要對(duì)上述幾種系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用之外，也應(yīng)該高效地對(duì)3S技術(shù)系統(tǒng)加以運(yùn)用，保證各類信息都能夠得到精準(zhǔn)的采集，可以安全地進(jìn)行存儲(chǔ)。在組織開展公路日常養(yǎng)護(hù)管理期間，合理的對(duì)3S技術(shù)進(jìn)行利用，可以將信息直觀且真實(shí)地展現(xiàn)在人們眼前，使人們獲得精準(zhǔn)的空間信息，從而對(duì)信息進(jìn)行智能化分析。并且，在對(duì)該技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用期間，還能幫助管理人員實(shí)時(shí)地對(duì)工作加以監(jiān)督，促進(jìn)工作質(zhì)量和效率提高的同時(shí)，也可以讓公路事業(yè)獲得更大的效益。同時(shí)，3S技術(shù)可以對(duì)與工作相關(guān)的信息進(jìn)行科學(xué)處理，借助精準(zhǔn)的分析來(lái)對(duì)模型加以構(gòu)建，將公路的詳細(xì)情況直觀展現(xiàn)出來(lái)。通常，因?yàn)?S技術(shù)系統(tǒng)的自動(dòng)化功能較強(qiáng)，所以將其與公路日常養(yǎng)護(hù)管理相融合，能夠形成實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)，可以對(duì)空間進(jìn)行不間斷且全面的測(cè)繪，有利于公路養(yǎng)護(hù)管理工作的穩(wěn)定開展，實(shí)現(xiàn)公路信息動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，大大促進(jìn)了管理效果的提高。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)社會(huì)對(duì)于汽車貨運(yùn)量提出了更高的要求，針對(duì)我國(guó)大部分路段為瀝青碎石路和路況老舊的現(xiàn)實(shí)情況，在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，要做出合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。對(duì)此，我國(guó)要關(guān)注瀝青路面養(yǎng)護(hù)改造工作，從公路頻現(xiàn)的破損情況出發(fā)，定期測(cè)試路面的彎沉情況保持路面荷載量符合標(biāo)準(zhǔn)。使用信息化管理技術(shù)建立道路數(shù)據(jù)管理信息庫(kù)，完成對(duì)各個(gè)路段的現(xiàn)實(shí)掌控，將3S技術(shù)納入相關(guān)的信息技術(shù)管理系統(tǒng)，順利實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代公路運(yùn)輸系統(tǒng)的科學(xué)高效養(yǎng)護(hù)維修工作。

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