淺談公路瀝青路面常見病害及檢測(cè)技術(shù)

范斌斌

摘要：要改善我國(guó)交通安全質(zhì)量，就要結(jié)合典型瀝青路面病害特性的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)各種具有病害性的類型問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，包括道路裂縫、車轍、塌陷等現(xiàn)象，因此需要對(duì)其進(jìn)行病害檢測(cè)。本文從如何加強(qiáng)日常瀝青路面基層養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面作為出發(fā)點(diǎn)，探討了高速公路瀝青路面的日常養(yǎng)護(hù)檢測(cè)措施，包括人工養(yǎng)護(hù)檢測(cè)與測(cè)量采集材料檢測(cè)，為改善我國(guó)道路養(yǎng)護(hù)工作提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：公路;瀝青路面;病害檢測(cè);養(yǎng)護(hù)

Abstract：in order to improve the traffic safety quality in China，it is necessary to comprehensively analyze various types of disease problems，including road cracks，rutting，collapse and other phenomena，combined with the actual characteristics of typical asphalt pavement disease characteristics，so it is necessary to detect the disease. From the aspects of how to strengthen the daily maintenance of asphalt pavement base，this paper discusses the daily maintenance and detection measures of expressway asphalt pavement，including manual maintenance detection and measurement collection material detection，and puts forward relevant suggestions for improving the road maintenance work in our country.

Key words：highway;Asphalt pavement;Disease detection;curing

報(bào)錯(cuò) 筆記

引言

近幾年來(lái)，在當(dāng)前國(guó)家大力引導(dǎo)大型基礎(chǔ)交通設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)的政策背景下，我國(guó)高速公路運(yùn)輸發(fā)展迅速。與此同時(shí)，隨著我國(guó)汽車擁有量的不斷增加，對(duì)瀝青路面的需求也越來(lái)越大。高速公路瀝青路面病害的識(shí)別與治理是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面狀況，對(duì)發(fā)現(xiàn)病害的路面及時(shí)科學(xué)養(yǎng)護(hù)，對(duì)于提高公路性能、降低養(yǎng)護(hù)成本具有重要意義。

一、公路瀝青路面簡(jiǎn)介

高速公路瀝青路面是指以瀝青為基料，采用礦物材料鋪路的一種。在我國(guó)道路工程施工中經(jīng)?？吹绞褂玫囊环N新型柔性高速低質(zhì)量新型路面。它具有良好的路面平整度、變形能力強(qiáng)、無(wú)接縫、噪音低、維護(hù)方便、駕駛舒適等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是瀝青本身穩(wěn)定性差，高溫軟化、低溫脆裂、耐水性差。耐久度和性能差的劣質(zhì)瀝青路面，長(zhǎng)期都會(huì)受到道路車輛通行載荷、溫度、水文、氣候、地質(zhì)等多種因素的雙重影響，其破壞程度隨時(shí)間而變化。所以，只有及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面病害，并進(jìn)行及時(shí)處理，才能保證路面的質(zhì)量和使用壽命。

二、公路瀝青路面病害

高速公路瀝青路面病害不僅影響瀝青路面的使用壽命，也影響其運(yùn)行安全。路面上最常見的瀝青病害有裂縫、車轍、結(jié)冰和塌陷。

（一）裂縫

路面病害主要表現(xiàn)為路面裂縫，主要有水平裂縫、縱裂、裂縫等，產(chǎn)生原因有多種，如路面下陷、過(guò)度降水、氣溫失衡、負(fù)載沉重等等

（二）車轍

道路建筑車轍性能是在公路車輛多重荷載共同作用下，路面建筑局部受壓變形而滑動(dòng)形成的道路坑洼。一般造成道路車轍的性能原因主要有當(dāng)?shù)貫r青材料配合比例的設(shè)計(jì)不當(dāng)、瀝青材料等級(jí)不高或適宜、瀝青材料粘度低、砂石多、早晚天氣溫差大、施工時(shí)瀝青壓實(shí)不足等問(wèn)題。所以，由于當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素和軌道交通車輛荷載共同影響作用下，往往會(huì)導(dǎo)致瀝青路面建筑抗壓和變形沖擊能力明顯不足，公路路段瀝青路面建筑車轍的性能形成與當(dāng)?shù)貫r青路面建筑材料自身化學(xué)特性好壞有著直接的密切關(guān)系。

（三）翻漿

翻漿的道路瀝青一般發(fā)生在我國(guó)東北等溫度波動(dòng)大的地區(qū)。造成路面結(jié)構(gòu)損壞的原因是公路結(jié)構(gòu)由于氣溫的變化發(fā)生內(nèi)部反應(yīng)，導(dǎo)致泥漿從路面的損壞處流出，在行駛的負(fù)荷下形成了一個(gè)凸起。

（四）塌陷

另一種在高速公路上常見的瀝青路面病害是塌陷。輕度塌陷可引起行車?yán)щy，嚴(yán)重的塌陷還可引起交通事故。引起路面塌陷的原因主要有兩種：一是路基結(jié)構(gòu)下沉或路基坡度過(guò)大，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)坍塌，二是路面積水無(wú)法及時(shí)排除，瀝青路面積水排干，裂縫滲入結(jié)構(gòu)層，道路在交通荷載的長(zhǎng)期沖擊下會(huì)發(fā)生坍塌。道路瀝青病害嚴(yán)重制約著我國(guó)高速公路的發(fā)展，只有科學(xué)有效的進(jìn)行瀝青路面養(yǎng)護(hù)，才能提高其使用壽命。

三、公路瀝青路面病害檢測(cè)方法

（一）傳統(tǒng)的人工檢測(cè)法

最廣泛使用的檢測(cè)路面病害的方法之一，就是傳統(tǒng)的人工檢測(cè)法，主要適用于檢測(cè)車流量比較小的路面病害?；A(chǔ)高速公路路線檢測(cè)操作步驟：由基礎(chǔ)公路目測(cè)檢查工人使用自動(dòng)公路目測(cè)和簡(jiǎn)易公路檢驗(yàn)檢測(cè)工具實(shí)時(shí)分析，然后記錄高速公道路面上車輛受損和破壞者的損傷情況，對(duì)具體損傷嚴(yán)重程度、損壞者的具體類型、損壞的具體數(shù)量等等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工整理，并對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，為了防止公路破壞不通高速公路，為做好高速公路日常交通養(yǎng)護(hù)安全檢測(cè)工作提供重要依據(jù)。這種公路檢測(cè)操作方法主要認(rèn)為存在著檢測(cè)數(shù)據(jù)采集檢測(cè)快和結(jié)果分析速度慢、對(duì)高速道路交通安全狀況破壞影響大、檢測(cè)期間發(fā)生人為因素多、檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析精度相對(duì)較低等幾大主要缺點(diǎn)，不適合廣泛用于交通高等級(jí)公路和繁忙交通城市中的高速公路檢測(cè)。

（二）自動(dòng)化采集檢測(cè)法

這種方法相對(duì)于目前傳統(tǒng)病害檢測(cè)設(shè)備方法，檢測(cè)結(jié)果速度更快，可提高檢測(cè)速度到每小時(shí)100公里左右，且對(duì)道路交通安全影響不大。但是由于病害檢測(cè)儀器設(shè)備昂貴，維護(hù)時(shí)的技術(shù)和維修費(fèi)用高，而且只能用于檢測(cè)瀝青路面的積水坑洼，對(duì)瀝青溝槽、凹陷等人工病害處的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確率低。新型道路人工病害采集和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備方法具有一定的特殊性，是一種新型的道路人工病害采集和自動(dòng)病害采集檢測(cè)設(shè)備結(jié)合的檢測(cè)方法，對(duì)國(guó)內(nèi)瀝青路面的人工病害情況進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。這種儀器設(shè)備價(jià)格低廉，操作方便，維護(hù)工藝簡(jiǎn)單，檢測(cè)結(jié)果精度高，克服了目前傳統(tǒng)的病害檢測(cè)設(shè)備方法操作速度慢、精度低、成本高的諸多缺點(diǎn)。jglyh-001型瀝青路面人工病害自動(dòng)采集檢測(cè)裝置系是目前最主要的一種檢測(cè)儀器設(shè)備，它基于一個(gè)gps自動(dòng)定位系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)檢測(cè)瀝青路面上的病害，主要用于采集道路疾病相關(guān)信息，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行病害數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理和分析，極大地提高了診斷道路病害的效率和準(zhǔn)確性。

（三）路面車轍檢測(cè)技術(shù)

道路瀝青車轍病害是一種車輛由于荷載對(duì)瀝青路面反復(fù)進(jìn)行撞擊而使所產(chǎn)生的塑性形變的一種累積，而在瀝青路面上則會(huì)留下永久的塑性凹痕。由于實(shí)際情況有所不同，根據(jù)車輛形成的病害原因不同。道路車轍這種類型主要包括具有結(jié)構(gòu)性的車轍、液車轍、磨料車轍等，瀝青表面及路面基層的變形或塑性流動(dòng)是產(chǎn)生車轍的主要原因。在行駛過(guò)程中，由于路面積水，很容易造成車輛打滑，再加上缺乏足夠的防滑能力，嚴(yán)重影響了行車安全，車轍是檢測(cè)的主要內(nèi)容之一，可以準(zhǔn)確地測(cè)量路面的衰減程度，保障行車質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失。

（1）激光斷面儀法

當(dāng)前，室內(nèi)道路檢測(cè)行業(yè)中常用的軌距測(cè)量?jī)x器是激光輪廓儀，能利用水平和橫向的激光測(cè)距傳感器來(lái)測(cè)量道路的橫截面。傳感裝置的數(shù)量直接影響測(cè)量精度。隨設(shè)定 n數(shù)的增加，最大測(cè)量誤差會(huì)隨著 n的增加而不斷減小。在 n<21時(shí)，切線曲線的斜率較大，表明誤差減小的程度較明顯，n>33。隨后曲線趨于平緩，表明誤差減小的程度不明顯。所以，為了提高道路車轍檢測(cè)的準(zhǔn)確度，n的值必須至少為21，以保證最大道路車轍誤差不超過(guò)5%，但這種方法的缺點(diǎn)是使用成本較高。同時(shí)，采用13種激光傳感器布局。在應(yīng)用激光輪廓儀法計(jì)算高速公路斷面模擬時(shí)，由于激光距離傳感器數(shù)量的限制，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，會(huì)對(duì)車輛和設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行修正，且所采集的信息與真實(shí)區(qū)域一致。狀況較差，軌道深度測(cè)量容易產(chǎn)生偏差。試驗(yàn)研究表明，軌跡輪廓儀的激光設(shè)置改變時(shí)，與水平測(cè)量相比，兩者的相關(guān)性小于0.4。而高頻激光測(cè)距儀雖然可以提供線路縱向的采樣率，卻能獲取接近實(shí)際斷面信息的信息。但是，惠兵認(rèn)為，根據(jù)不同的復(fù)雜斷面，不同車轍對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響能力不能僅僅通過(guò)車轍深度的測(cè)量以及路面的實(shí)際相互作用來(lái)反映出來(lái)。所以，激光輪廓儀在道路長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)工作中的推廣和應(yīng)用，還取決于設(shè)備本身的測(cè)量誤差、模擬范圍與真值的偏差，以及檢測(cè)寬度不能滿足實(shí)際需要。

（2）激光三角法

激光三角測(cè)厚法是目前廣泛使用的測(cè)厚儀測(cè)厚儀。本方法采用了由激光、待測(cè)面和 CCD相機(jī)接收器構(gòu)成的幾何三角形。入射光從表面反射，由 CCD攝像機(jī)捕捉。CCD攝像機(jī)在路面高度突然改變時(shí)接收到的光電位置。這種變化提供了測(cè)量路距和改變飛機(jī)高度的便利，這也是發(fā)射變化。攝像機(jī)和激光可以與被測(cè)面成一定的角度。尤其有些設(shè)備可與地面垂直安裝?？刹捎媒Y(jié)構(gòu)光、線結(jié)構(gòu)光、多線型結(jié)構(gòu)激光等方式進(jìn)行選擇。

（3）三維斷面法

用三維輪廓法測(cè)量路面軌距的原理類似于激光三角法，屬于硬件升級(jí)。在常規(guī) CCD相機(jī)中，要增加對(duì)反射光的提取，計(jì)算被測(cè)面橫截面信息的過(guò)程，而3D相機(jī)將這一過(guò)程集成在硬件上，直接輸出截面信息。因?yàn)槎鄶?shù)3D相機(jī)沒有開放的編程，所以將上述算法過(guò)程封裝在傳感器中。實(shí)踐中，由于光照等因素的干擾，這一段的輸出會(huì)產(chǎn)生誤差。同時(shí)，盡管3D相機(jī)在中國(guó)存在局限性，該技術(shù)在中國(guó)還處于起步階段，而國(guó)外檢測(cè)行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用于許多工程領(lǐng)域的檢測(cè)。當(dāng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破時(shí)，利用該方法開發(fā)軌道測(cè)量將成為道路檢測(cè)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

結(jié)語(yǔ)

由于當(dāng)前我國(guó)城市公路交通建設(shè)工程長(zhǎng)度的不斷擴(kuò)大增加，瀝青路面的各種病害也日益突出，對(duì)車輛行車安全駕駛造成了一定的不良影響。人工改進(jìn)檢測(cè)瀝青路面各種病害人工檢測(cè)和研究改善瀝青路面改良養(yǎng)護(hù)也已經(jīng)成為當(dāng)前工作的一個(gè)重點(diǎn)。因此，在分析瀝青路面的各種病害時(shí)，不僅為改進(jìn)瀝青路面的改善養(yǎng)護(hù)及選擇不同類型的使用策略提供重要依據(jù)，依據(jù)病害程度選擇合理的維修措施。