高速公路路面和路基病害檢測理論與方法研究

文/何海威

1 前言

路面和路基作為高速公路工程的重要組成內(nèi)容，其運行質(zhì)量將直接影響到高速公路的使用壽命。受到多種因素影響，高速公路面路基也會出現(xiàn)車轍、結(jié)構(gòu)損壞等病害，從而影響到高速公路工程的運營安全性。通過做好相應的檢測活動，及時發(fā)現(xiàn)潛在病害并制定恰當措施進行處理，不僅可以提高路面路基施工質(zhì)量，而且對于延長高速公路使用壽命也有著積極意義。

2 高速公路路基路面常見病害問題

2.1 車轍病害問題

在高速公路路面路基施工過程中，車轍病害屬于常見的施工問題，如果對車轍問題不能及時進行處理，那么將會擴大故障范圍，影響到高速公路路基路面質(zhì)量和行車過程安全性。造成車轍病害問題的主要原因如下：高速公路在投入使用后，其上面運行車輛荷載總量過高，超出了路基承載范圍，從而導致車轍病害問題發(fā)生；路面材料質(zhì)量不合規(guī)，在受到外部壓力后，很容易在路面上出現(xiàn)不規(guī)則沉降問題，進而導致車轍病害問題出現(xiàn)。

2.2 結(jié)構(gòu)損壞問題

結(jié)構(gòu)破壞是路基路面的主要病害之一，高速公路路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性直接影響行車的安全性。而造成結(jié)構(gòu)性破壞的主要因素包括：路面防水層的性能較低，防水效果不佳，導致水分滲透到高速公路路基，再加上長期受到雨水沖刷，對結(jié)構(gòu)造成一定的破壞；缺乏有效的養(yǎng)護管理，導致高速公路路基路面施工過程中存在的混凝土收縮變化引發(fā)路面裂縫，雨水從裂縫滲透到路基，破壞路基路面結(jié)構(gòu)。

2.3 基礎(chǔ)沉降問題

高速公路路基路面在施工過程中，極易出現(xiàn)不均勻沉降問題。而造成不均勻沉降問題的原因有很多，例如：高速公路路基的碾壓施工質(zhì)量不達標、施工材料填筑不合理等，都可能引發(fā)沉降問題。另外，施工中也可能受到地質(zhì)條件的影響使高速公路形成沉降不均勻的病害，進而影響高速公路的正常運行。

3 高速公路路面和路基病害檢測方法

3.1 連續(xù)式平整度儀法

在路面路基病害檢測過程中，連續(xù)式平整度儀法屬于常用檢測技術(shù)，該技術(shù)應用原理在于借助平整度儀對于路面平整度數(shù)據(jù)進行整理，從而明確路面中存在不平整的部位，及時做好返工處理，以提高路面路基作業(yè)質(zhì)量。此類方法在應用過程中，其使用到的設(shè)備復雜程度較高，能夠根據(jù)路面實際情況來展開連續(xù)性測量，整體工作效率較高。

3.2 車載式顛簸累積儀法

在路面路基病害檢測過程中，車載式顛簸累積儀法也屬于常用檢測技術(shù)，該技術(shù)應用原理在于在車輛上安裝顛簸累積儀，對于路面平整度數(shù)據(jù)進行整理，根據(jù)顛簸累積數(shù)據(jù)來標記路面中存在不平整的部位，及時做好返工處理，可以提高路面路基作業(yè)質(zhì)量。此類方法在應用中，雖然使用到的設(shè)備復雜程度較高，但是設(shè)備操作過程的便捷性較強，整體工作效率較高。

3.3 貝克曼梁測定法

在路面路基病害檢測過程中，也會使用到貝克曼梁測定法，該技術(shù)應用原理在于利用杠桿式彎沉儀對路面路基彎沉數(shù)據(jù)進行整理，基于此類數(shù)據(jù)可以了解到該地區(qū)中強度不合規(guī)的部位，以便后續(xù)返工活動的順利展開。此類方法在應用過程中，其整體檢測速度相對較慢，而且檢測結(jié)果的精準度較低，同時也容易受到人力因素干擾，影響到檢測結(jié)果的準確性，因此該方法會作為輔助方法進行使用，以確保實驗結(jié)果的準確性[1]。

3.4 落錘式彎沉儀法

在此方法的應用中，其應用原理在于借助脈沖動力彎沉儀作為檢測儀器，可以模擬車輛荷載施加時產(chǎn)生的沖擊作用，從而了解路面路基在此作用下產(chǎn)生的形變狀態(tài)。在實際應用中，其所獲取到的測量結(jié)果準確性較強，同時所產(chǎn)生的信息總量較多，因此這也需要在檢測過程中，工作人員利用自動化技術(shù)來對測試數(shù)據(jù)進行整理，以加快測試數(shù)據(jù)的整理速度。另外，在得到相應數(shù)據(jù)信息后，將其導入計算機軟件中進行整理，繪制成相應的曲線圖，這樣可以更加直觀地了解路面路基的工作狀態(tài)，提高數(shù)據(jù)整理結(jié)果的可靠性。

3.5 地質(zhì)雷達檢測法

該方法歸屬于無損檢測技術(shù)，其檢測原理在于根據(jù)土質(zhì)巖層和地下介質(zhì)導電率的差異性以及介電常數(shù)的不同，可以將其作為電信差異測試的基礎(chǔ)條件，構(gòu)建一類發(fā)射界面，從而反饋出高速公路地下物體情況。此時，利用儀器對這些反饋信號進行整理，了解回波的特征，并整理成相應曲線圖之后，可以幫助人員及時了解現(xiàn)階段該路段路基路面施工情況，同時也為后續(xù)作業(yè)活動的順利展開奠定基礎(chǔ)[2]。

3.6 地震映像檢測法

在路面路基病害檢測過程中，也會使用到地震映像檢測法。該方法在應用中的檢測原理在于利用設(shè)備來完成地震波釋放，同時利用發(fā)射傳感器來對地下機械波進行整理，由于彈性波在介質(zhì)中的傳播速度會不斷衰減，且不同介質(zhì)中的衰減速度存在明顯差異；另外，對采集到的反射波進行干擾波清除，并對反射（或地震）波進行放大處理，隨后根據(jù)放大處理結(jié)果來明確路面路基應用中存在的問題，以便后續(xù)處理活動的順利進行。需要注意的是，在地震波傳遞過程中也存在許多干擾波，這些回波需要在整理時做好清除工作，以提高整理結(jié)果的實用性。

3.7 地質(zhì)鉆孔檢測法

在路面路基病害檢測過程中，也會使用到地質(zhì)鉆孔檢測法。該方法在應用中的檢測原理在于利用鉆孔工具采集待測區(qū)域內(nèi)的樣本，將采集樣本送往實驗室進行理化性質(zhì)檢測，從而判斷出該路段路面路基的合規(guī)性。此類方法在應用中，其主要的應用優(yōu)勢在于其檢測結(jié)果的直觀性更強，并且所得到的檢測結(jié)果更加準確，可以更好地了解待測區(qū)域施工質(zhì)量的合規(guī)性。但是，該檢測方法無法獲取高速公路全路況情況，且檢測結(jié)果也具備一定的局限性，會搭配其他檢測技術(shù)來提高檢測結(jié)果的全面性[3]。

3.8 全斷面開挖檢測法

除上述提到的檢測方法外，在路面路基病害檢測過程中，也會使用到全斷面開挖檢測法。該方法操作比較簡單，其檢測原理在于利用機械對于路基進行全橫斷面開挖作業(yè)，從而非常直觀地了解公路路基和路面所存在的病害以及病害的發(fā)展狀態(tài)，更加準確地了解該區(qū)域病害問題，便于后續(xù)處理措施的快速制定。需要注意的是，該方法所消耗的資源總量較高，一般會用來處理存在嚴重病害的路基，而普通病害不建議使用該方法進行處理。

4 高速公路路面路基病害預防養(yǎng)護方法

4.1 做好小修保養(yǎng)工作

在路基病害預防養(yǎng)護中，需要做好小修保養(yǎng)工作，其工作內(nèi)容是沿著高速公路沿線展開維修保養(yǎng)工作，并對存在的輕微損毀現(xiàn)象進行修復，避免破損問題的進一步擴大。需要注意的是，在小修養(yǎng)護工作期間，工作人員還需要做好創(chuàng)新工藝、新材料的應用并全面試驗，以提升預防養(yǎng)護結(jié)果的可靠性[4]。

4.2 落實局部整修工作

在路基病害預防養(yǎng)護中，也需要落實局部整修工作，其工作內(nèi)容是針對高速公路中病害比較嚴重的局部路段展開維修，并且對于存在的損毀現(xiàn)象采用相適應方法進行處理，避免破損問題負面影響的進一步擴大。在開展局部整修工作時，需要確保路基路面整體性和功能完善性，隨后再開展局部深入整修處理，必要時也可以利用全罩面的方式進行處理，從而提升局部整修結(jié)果的實用性[5]。需要注意的是，在落實局部整修工作期間，需要充分發(fā)揮現(xiàn)有檢測技術(shù)的應用優(yōu)勢，對于路基路面展開逐層檢測，提高所整理數(shù)據(jù)的完整性，為局部整修活動的有效推進奠定基礎(chǔ)。

4.3 路基路面預防性養(yǎng)護

在路基病害預防養(yǎng)護中，應加強路基路面預防性養(yǎng)護，其工作內(nèi)容是針對高速公路使用過程中存在的病害進行預防性處理，從而降低病害問題的發(fā)生率，延長高速公路的使用壽命。以微表處理技術(shù)為例，該技術(shù)應用原理是借助打磨機袋、稀釋泥漿來覆蓋微破損路面，從而有效解決高速公路運行期間所存在的輕度車轍病害，提升高速公路路面的抗滑性和抗?jié)B性，為高速公路壽命的延長奠定良好基礎(chǔ)[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，在高速公路建設(shè)過程中，路基路面工程屬于作業(yè)期間的重難點，受多方面因素影響，高速公路在運營中會出現(xiàn)車轍病害、結(jié)構(gòu)性破壞、不規(guī)則沉降等病害，影響到人們的駕駛體驗，同時也對高速公路的綜合性能和安全性產(chǎn)生了嚴重影響。因此，我們一定要使用檢測技術(shù)找出高速公路路面路基的病害問題，以便盡早采取有效的措施來進行預防養(yǎng)護等工作，從而更好地保障高速公路能夠符合基本的公路交通建設(shè)要求。