公路路基路面病害檢測及治理措施分析

摘要 由于各種內(nèi)外因素的影響，公路路基路面易產(chǎn)生各種病害，破壞路面結構的完整性，影響行車的安全性、舒適性，因此應有效檢測及治理路基路面病害。文章介紹了病害檢測的主要內(nèi)容、技術方法，分析了路基路面中常見的病害類型及其成因機理，針對不同病害提出了對應的治理方法，總結了路基路面的養(yǎng)護措施，旨在為公路養(yǎng)護管理工作提供參考借鑒。

關鍵詞 公路工程項目；路基路面病害；質(zhì)量檢測；治理措施

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0124-03

0 引言

路基路面質(zhì)量狀況直接影響公路的使用壽命，也是衡量公路工程質(zhì)量的重要指標。由于自然環(huán)境、交通荷載等因素的作用，路基路面易出現(xiàn)變形、沉陷、坑槽、車轍等病害，影響路面結構的穩(wěn)定性，降低行車的安全性、穩(wěn)定性和舒適性。因此，及時發(fā)現(xiàn)并消除路基路面病害是公路養(yǎng)護管理的重要任務。為有效檢測及治理路基路面病害，需深入分析各種病害的成因、特征、發(fā)展規(guī)律，有效運用各種先進的檢測及治理措施?；诖?，該文分析了路基路面病害檢測及治理措施，對于提升病害治理效果，保障公路行車安全意義重大。

1 路基路面病害重點檢測內(nèi)容

路基路面病害檢測是指對公路路基、路面的技術狀況進行現(xiàn)場測試，以評價其結構完整性、功能性和安全性能，為路基路面的設計、施工、養(yǎng)護及營運管理提供重要依據(jù)。路基路面病害檢測的主要內(nèi)容包括：

（1）路面斷面檢測。檢測路面的寬度、平整度、橫坡、中線偏位等參數(shù)，以評價路面的幾何形狀和結構完整性。路面斷面檢測方法主要包括人工測量法、激光掃描法[1]，人工測量法是利用測量尺在路面上按一定間距進行測量，然后計算平均值；激光掃描法是利用激光掃描儀在行駛過程中對路面進行連續(xù)掃描，然后通過數(shù)據(jù)處理分析得到路面的寬度、平整度、橫坡、中線偏位等參數(shù)[2]。

（2）路基路面彎沉檢測。在規(guī)定荷載作用下，測量路基路面表面的垂直變形值，以評價其承載能力、結構層強度、整體強度和剛度。路基路面彎沉檢測方法主要包括靜載荷法、動載荷法，靜載荷法是一種常用的路基路面彎沉值檢測方法，利用靜載荷儀在規(guī)定位置施加恒定載荷，然后用彎沉計或位移傳感器測量總垂直變形值（總彎沉）或垂直回彈變形值（總彎沉）；動載荷法是利用動載荷儀在行駛過程中施加動態(tài)載荷測量沉降量，然后用激光位移傳感器測量路基路面的垂直回彈變形值（總彎沉）[3]。

（3）摩擦系數(shù)檢測是評價道路抗滑性能的重要方法。摩擦系數(shù)越大，車輛的方向控制、制動效果越好，因此應加強公路路面的摩擦系數(shù)檢測，且需分別檢測路面的縱向摩擦系數(shù)、橫向摩擦系數(shù)。擺式摩擦系數(shù)檢測儀是一種常用檢測設備，可在不影響交通的情況下快速準確測量路面摩擦系數(shù)，目前已在路面抗滑性能檢測中得到廣泛應用[4]。

2 常用路基路面病害檢測方法

路基、路面病害檢測技術是指利用各種儀器設備對路基、路面結構進行的無損檢測，以發(fā)現(xiàn)路基、路面病害，評價病害程度、了解病害分布，為路基、路面的病害處治提供重要依據(jù)。常用的路基、路面病害檢測技術包括：

（1）聲波檢測法：通過測量聲波的反射、透射實現(xiàn)路基、路面內(nèi)部結構和缺陷的無損檢測。該方法適用于各種類型的路基、路面，其主要設備包括發(fā)射器、接收器、信號處理器、顯示器等，通過調(diào)節(jié)聲波的頻率、強度可實現(xiàn)不同深度、不同范圍的檢測[5]。

（2）高密度電阻率成像法：通過同步電極在檢測線上方進行精準探測，利用電極轉(zhuǎn)換器獲取路基路面的電阻率信息，進行分析評估。該技術采用陣列勘探方法，需專業(yè)人員按照標準選定檢測點、設置電極，可將路面質(zhì)量狀況以圖像形式直觀顯示，檢測效果更好。

（3）數(shù)字鉆孔成像檢測法：利用數(shù)字攝像頭獲取路面鉆孔的內(nèi)部影像，通過計算機分析圖像信息，以檢測路基路面的裂縫、空洞、滲水等病害。該技術可以直觀顯示出路基路面結構的內(nèi)部情況，適用于深層次、隱蔽性較高的病害檢測。通過調(diào)節(jié)鉆孔的位置、深度可實現(xiàn)不同區(qū)域、不同角度的病害檢測[6]。

（4）探地雷達檢測法：利用電磁波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的反射、折射，對路基路面的厚度、密度、含水量等參數(shù)進行檢測。探地雷達檢測技術可實現(xiàn)路基、路面的非接觸面檢測，適用于高填方、復雜地形的路基路面病害檢測。探地雷達檢測技術的主要設備包括發(fā)射天線、接收天線、數(shù)據(jù)記錄器、核子密度儀等[7]。

3 常見路基路面病害及成因分析

3.1 變形

（1）地基土質(zhì)不均勻或承載力不足。在軟弱土層、傾斜層等不良地質(zhì)條件下的地基承載能力、抗變形能力較差，受路基自重、空氣效應、車輛荷載等作用，易出現(xiàn)沉降變形。

（2）路基填料不合格或施工不合理。若存在路基填料與地基土質(zhì)不適應、填料含水量過高、填筑作業(yè)不規(guī)范等情況，則會導致路基穩(wěn)定性、強度降低，從而引發(fā)路基變形。

3.2 沉陷

軟土地基是一種常見的公路工程地基類型，其含水率高，強度低，易發(fā)生路基沉陷。路基沉陷是指路基在外部荷載或水體腐蝕的影響下，發(fā)生的不均勻下沉或變形，導致路面出現(xiàn)裂縫、坑洼等病害。為防止路基沉陷，施工時應加固處治軟土地基，提高路基的承載性能。承載性能是指路基在外部荷載作用下，能夠保持結構穩(wěn)定不變形的能力。若承載性能不足，路基就可能發(fā)生沉陷破壞，影響公路工程質(zhì)量[8]。

3.3 坑槽

路基坑槽是路基沉陷進一步發(fā)展而產(chǎn)生的病害類型，坑槽病害不斷發(fā)展，最終將導致公路無法使用。

根據(jù)路基坑槽的產(chǎn)生原因，可將其分為以下幾種：

（1）壓實不足性坑槽。由于路基填料壓實不足或壓實后受到荷載或水分的影響而產(chǎn)生，一般呈現(xiàn)為不規(guī)則的凹陷形狀，深度較小，范圍較廣，表面有裂縫或松散現(xiàn)象。

（2）厚度不均勻性坑槽。由于路基填料厚度不均勻或填筑過程中出現(xiàn)錯臺、錯位等現(xiàn)象而產(chǎn)生，以規(guī)則的凹陷形狀為主，坑槽深度較大，范圍較小，表面無裂縫或松散現(xiàn)象。

（3）水損害性坑槽。由于路基填料受到水分浸泡、沖刷、膨脹等作用而產(chǎn)生，外形為不規(guī)則凹陷形，深度較大，范圍較廣，表面有泥漿或水漬現(xiàn)象，會導致水分進入路基內(nèi)部，造成瀝青黏結性能下降[9]。

3.4 車轍

車轍是路面在車輛反復荷載下發(fā)生非彈性形變的結果。冬夏兩季是車轍易發(fā)季節(jié)，冬季冰雪凍融會破壞路面結構；夏季高溫會使瀝青軟化，從而引起集料出現(xiàn)相對位移，而雨水侵蝕又加劇路面損傷。合適的氣溫條件可以有效防止車轍的形成。車轍會影響汽車行駛的安全性、穩(wěn)定性，故公路工程建設應重視車轍病害的防治。

4 路基、路面病害治理措施

4.1 路基下沉變形

路基下沉變形是公路工程中的常見病害，不僅影響公路的運營安全，還縮短公路的使用壽命。路基下沉變形的原因有多種，常見原因包括公路超期或超負荷運營，導致路基承受過大荷載；水體腐蝕、地震等外界環(huán)境。為有效治理病害，需采取以下措施：

（1）通過試驗檢測確定病害的范圍、程度，按標準要求開挖路基，挖出病害土體，用優(yōu)質(zhì)填料分層回填碾壓密實，使路基達到規(guī)定的壓實度，確保承載性能滿足要求。

（2）選擇合適的填料。建議采用強度大、穩(wěn)定性高和透水性好的石灰土作填料，可提高路基的穩(wěn)定性、抗壓強度。

（3）針對軟土路基可采用換填法、拋石擠密法等進行治理。換填法是指將軟土部分換成堅硬土料；拋石擠密法是指在軟土中拋入石料或插入樁及管等物體，利用擠壓作用提高軟土密實度，從而提高其承載能力。軟土地基處理是路基建設項目中的重要環(huán)節(jié)，在處理軟土地基時應根據(jù)實際情況選擇合適的處理方法，以提高軟土地基的承載能力，確保路基的安全和穩(wěn)定[10]。

4.2 沉陷處治

路基、路面沉陷病害治理，需首先用水準儀測量道路平整度，判斷沉陷的范圍、程度。然后，檢測路基路面厚度，評估路面結構層的完整性、強度。最后，根據(jù)檢測結果確定病害部位并及時采取補強、加固、換填等措施進行治理，以提高路基路面的承載能力、穩(wěn)定性、耐久性。治理過程中應詳細記錄檢測數(shù)據(jù)，包括沉陷位置、深度、面積、路面厚度等，這有利于監(jiān)督治理質(zhì)量、分析病害成因、總結經(jīng)驗教訓，以作為后期道路質(zhì)量評價的重要參考依據(jù)。

4.3 坑槽處治

坑槽處治是瀝青路面養(yǎng)護的重要內(nèi)容?？硬厶幹畏椒ㄓ卸喾N，常見處治方法包括熱再生、冷補、切割換料等，工程實踐中需根據(jù)坑槽的大小、深度、位置等選擇合適的處治方法?？硬鄣奶幹卧瓌t是盡量恢復原路面的結構、性能，避免出現(xiàn)反復開裂、沉陷、拱起等問題?？硬厶幹涡璐_保處治后的病害部位的平整度、穩(wěn)定性、耐久性滿足規(guī)范要求，不影響道路排水和交通流暢，處治時應嚴格按照施工技術規(guī)范要求進行，做好檢測驗收工作，以確保施工質(zhì)量。

4.4 車轍修補

路面車轍是由于路面在車輛荷載作用下產(chǎn)生的非彈性形變，與其他病害的形成機理不同，因此修補方式也有所區(qū)別。具體修補方案如下：

（1）若車轍長小于30 m，或深度小于10 mm，首先應清理車轍周圍路面，清除雜物、松散材料，用加熱板加熱車轍部位，待表面材料軟融后鏟除；然后用與原路面材料相同的填料填充車轍，保證其平整度，最后用壓路機壓實，使其與原路面緊密結合。

（2）若車轍長度超過30 m，或深度為10～30 mm，應先銑刨車轍部位，銑刨深度根據(jù)車轍具體狀況進行確定；然后用與原路面材料相同的混合料填充車轍，保證其平整度，最后用壓路機碾壓密實，使其與原路面緊密結合。

（3）若車轍規(guī)模較大，且深度大于30 mm，修補時應采用開槽修補方式進行處理。開槽輪廓線需略大于車轍破壞區(qū)域，以保證修補效果。然后用電鎬對車轍部位進行開槽處理，開槽深度應超過原坑槽深度，堅持淺洞深補的處治原則，即在保證結構強度的前提下盡量減少開槽深度。

（4）對于道路基層缺陷導致的車轍病害，應根據(jù)基層缺陷特點采用不同的方法加固基層，如灌漿、注漿、換填等。

4.5 路基、路面養(yǎng)護措施

路基、路面養(yǎng)護是保證道路使用性能、使用壽命的重要措施，需嚴格按照先整體后局部的原則，有效防止病害的產(chǎn)生、發(fā)展。具體養(yǎng)護措施如下：

（1）日常養(yǎng)護。公路工程運營過程中應加強日常養(yǎng)護管理，確保路基路面檢測工作的有效執(zhí)行。應綜合檢測路基路面的路用性能，結合評估結果制定切實可行的養(yǎng)護方案。

（2）病害檢測及養(yǎng)護施工。公路路面出現(xiàn)病害時應及時進行養(yǎng)護，技術人員應根據(jù)基層狀況，全面了解路基路面實際情況，加強試驗檢測，有效防止病害發(fā)展，降低病害處治成本。

（3）質(zhì)量保障措施。建立科學有效的質(zhì)量控制體系，實行技術交底制度。在施工之前，需編制施工指導書，明確項目經(jīng)理的工作職責。在施工過程中，技術人員應對項目的施工工藝、技術規(guī)范進行交底，并對關鍵工序、關鍵環(huán)節(jié)進行現(xiàn)場監(jiān)督指導。由現(xiàn)場的專業(yè)負責人向該班組的負責人進行技術說明，并將其形成書面文件。技術交底應采用文字說明、結構圖等形式，按照規(guī)范格式編制，并存檔備查。嚴格控制原材料質(zhì)量，應結合現(xiàn)場實際施工狀況，全面調(diào)研材料市場，經(jīng)綜合比選選擇質(zhì)量優(yōu)良、信譽良好、實力雄厚的材料供應商，確定合作關系。材料進場前，全面檢查出廠合格證、質(zhì)量證明書，詳細比對材料種類、型號、廠家等相關指標，確保與設計要求相符，現(xiàn)場隨機抽取部分材料進行質(zhì)量檢測，檢測合格后方能入場。

5 結論

綜上所述，路基、路面病害檢測是公路養(yǎng)護管理的重要任務，應做好病害檢測，為路基路面的設計、施工、養(yǎng)護及管理提供依據(jù)。路基路面病害常用檢測的方法包括聲波檢測法、高密度電阻率成像法、數(shù)字鉆孔成像檢測法、探地雷達檢測法等，各種方法的原理、特點、適用范圍、優(yōu)缺點不同，需根據(jù)實際情況合理選用。針對常見的路基路面病害及其成因，如變形、沉陷、坑槽、車轍等應采取針對性的治理措施，如換填法、擠密法、開槽修補法等。在病害處治過程中，應根據(jù)現(xiàn)場具體情況合理選擇治理方案，確保處治效果。此外，還需重視路基路面的養(yǎng)護，建議加強日常養(yǎng)護管理，定期開展道路養(yǎng)護工作，實行技術交底制度，建立科學有效的質(zhì)量控制體系，以有效防止病害產(chǎn)生、發(fā)展，保證公路行車安全。

參考文獻

[1]鞠作斌. 公路路基路面病害的科學檢測及預防養(yǎng)護方法分析[J]. 運輸經(jīng)理世界， 2020（12）： 144-145.

[2]喇文君. 高速公路瀝青路面典型病害及預防性養(yǎng)護技術[J]. 工程建設與設計， 2022（15）： 181-183.

[3]蔣龍. 農(nóng)村公路瀝青路面病害及養(yǎng)護施工技術[J]. 運輸經(jīng)理世界， 2022（18）： 135-138.

[4]張文浩， 吳昊， 朱元軍， 等. 就地熱再生施工全面質(zhì)量管理方法研究[J]. 公路交通科技（應用技術版）， 2020（11）： 369-372.

[5]柳雨豪， 羅浩原， 黃曉明. 智能公路系統(tǒng)下的路面病害圖像檢測技術綜述[J]. 現(xiàn)代交通與冶金材料， 2023（1）： 9-20.

[6]穆紅海， 劉超權. 高速公路路基路面病害檢測技術研究[J]. 運輸經(jīng)理世界， 2023（1）： 16-18.

[7]閔生， 胡磊. 公路路基路面病害檢測問題與措施分析[J]. 黑龍江交通科技， 2021（11）： 22+24.

[8]閆文俊， 鄭亮， 張登峰. 瀝青路面就地熱再生在市政道路養(yǎng)護中的應用研究[J]. 建材世界， 2022（3）： 94-97.

[9]劉春明， 魏慧勇， 司殿臣， 等. 瀝青混凝土路面市政道路管線檢查井病害成因與防治[J]. 城市勘測， 2022（3）： 187-191.

[10]彭杰. 公路路基路面病害的科學檢測及預防養(yǎng)護策略探討[J]. 黑龍江交通科技， 2022（11）： 180-182.

收稿日期：2024-02-01

作者簡介：王楊楊（1991—），男，本科，工程師，從事公路工程試驗檢測工作。