公路路基路面病害常用檢測(cè)技術(shù)

張法學(xué)

(甘肅智通科技工程檢測(cè)咨詢(xún)有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 引言

公路是公共基礎(chǔ)建設(shè)，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)。在我國(guó)公路的基礎(chǔ)建設(shè)中，路基路面工程施工是所有路橋工程的重點(diǎn)內(nèi)容，控制路面平整度可確保公路保持整體美觀性和交通安全性，但由于受各種因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種病害質(zhì)量問(wèn)題，因此，路基路面病害檢測(cè)技術(shù)引起了各專(zhuān)業(yè)人員的關(guān)注。

1 公路路基路面病害的類(lèi)型

1.1 路基路面裂縫

裂縫在公路路基路面很常見(jiàn)。其中造成水平裂縫、垂直裂縫和混凝土裂縫的主要因素是瀝青底層抗壓強(qiáng)度不足，混凝土裂縫主要是受溫度影響，由于長(zhǎng)期暴露在高溫和帶行駛載荷的自然環(huán)境中，公路底部裂縫延伸至路基路面，裂縫的深度基本與公路底部相同，一般在20～28 mm；網(wǎng)狀裂縫是由汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)作用造成的，一般是淺而細(xì)的裂縫，且裂縫深度小于15 mm；橫向和縱向的裂縫主要是路面施工造成，在施工時(shí)瀝青對(duì)接縫處沒(méi)有處理好，隨著時(shí)間的推移，路面的接縫不夠緊密，造成路基和路面沿軸向出現(xiàn)裂縫，橫向和縱向裂縫的深度相對(duì)較大，一般在18～25 mm。

1.2 路基變形

在公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目中，許多橋梁都位于溝壑帶，土層的裂縫會(huì)導(dǎo)致排水工程結(jié)構(gòu)變形，土層間隙越大，排水工程結(jié)構(gòu)路基發(fā)生變形的概率就越高。橋下道路的壩基與其他位置不同，壩基高度相對(duì)其他位置高出5～10 cm，會(huì)產(chǎn)生一些附加地應(yīng)力，引起地基沉降，尤其是回填量較大時(shí)，更容易發(fā)生地基沉降。橋臺(tái)路基的變形一般是因?yàn)闃驑对O(shè)計(jì)方案不合理，或者是在橋臺(tái)工程施工中使用的原材料質(zhì)量不符合要求，在長(zhǎng)期使用中變形。

1.3 路基坍塌

影響路基質(zhì)量的因素比較多，如在路基施工過(guò)程中，施工隊(duì)伍未按計(jì)劃進(jìn)行施工，或選用的工程材料質(zhì)量不合格，都會(huì)造成路基地面沉降。在工程建設(shè)完成后，溫度發(fā)生變化也會(huì)造成路基出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，造成道路坍塌。此外，護(hù)坡塌陷也是一種常見(jiàn)的路基病害，可分為水流和滑坡兩種方式。水流是指路面在力的作用下造成滑坡；滑坡是指在惡劣的自然環(huán)境中土壤滲漏，導(dǎo)致護(hù)坡坍塌。

1.4 水害

如果路面排水管不暢通或長(zhǎng)時(shí)間浸泡在水中，水會(huì)滲入路面中破壞路面結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重的會(huì)對(duì)瀝青路面的使用壽命造成影響，如出現(xiàn)孔洞、網(wǎng)裂等。水害是由于路基路面基礎(chǔ)施工質(zhì)量差、密度不夠以及瀝青混凝土拌合不充分等原因?qū)е侣访婵紫堵蔬^(guò)大而致。水對(duì)路基路面破壞過(guò)程是長(zhǎng)期的，滯留在瀝青各結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水會(huì)導(dǎo)致瀝青顆粒表層腐蝕，瀝青顆粒之間的附著力降低，從而導(dǎo)致路面開(kāi)裂或松動(dòng)，讓瀝青失去承載功能，路面抗壓強(qiáng)度急劇下降，且外部驅(qū)動(dòng)負(fù)載也會(huì)讓整個(gè)路面遭受大規(guī)模破壞，因此需要在日常養(yǎng)護(hù)中及時(shí)將水排出。

1.5 車(chē)輛影響

車(chē)輛影響主要表現(xiàn)在高速公路路面，造成此類(lèi)病害問(wèn)題的主要原因是路面的耐熱性差，尤其在夏季較熱的溫度下，路面長(zhǎng)期暴露在高溫下會(huì)軟化，隨著汽車(chē)的載荷行駛，從而引起路面凹陷和凸起，若車(chē)輛行駛過(guò)快或超重還會(huì)加重凹陷和凸起等問(wèn)題。

2 公路路基路面檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

2.1 探地雷達(dá)探測(cè)技術(shù)

探地雷達(dá)由FM發(fā)射器、無(wú)線天線和接收器三大部件組成。這些組件會(huì)互相影響，同時(shí)發(fā)揮其功能。探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)原理：雷達(dá)檢測(cè)無(wú)線天線會(huì)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)，并記錄相應(yīng)的檢測(cè)部分，隨后將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，根據(jù)專(zhuān)業(yè)的解析，得到檢測(cè)數(shù)據(jù)信息，以便工作人員掌握路基路面的病害問(wèn)題，從而選擇有針對(duì)性的方法進(jìn)行維修。具體應(yīng)用表明，探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)精度高、穩(wěn)定性好，能滿(mǎn)足公路路基路面病害檢測(cè)要求。

2.2 抗滑檢測(cè)技術(shù)

為了更好地掌握路面的抗滑性能，需要檢測(cè)路面的摩擦阻力，保證行車(chē)安全。當(dāng)前我國(guó)在檢測(cè)路面抗滑特性時(shí)，重點(diǎn)是對(duì)地面抗滑特性的橫向和縱向進(jìn)行檢測(cè)。橫向檢測(cè)直接關(guān)系到駕駛控制，而縱向檢測(cè)與駕駛過(guò)程中的制動(dòng)有關(guān)。近年來(lái)，人們逐漸增強(qiáng)了安全駕駛的意識(shí)，地面的抗滑特性成為道路檢測(cè)的主要部分之一。因此，工作人員改進(jìn)了抗滑性測(cè)試方案，引進(jìn)了全新升級(jí)的摩阻力測(cè)試設(shè)備。但結(jié)合實(shí)際發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備雖然能滿(mǎn)足基礎(chǔ)測(cè)試要求，但測(cè)試結(jié)果并不理想，而且整個(gè)檢測(cè)過(guò)程會(huì)影響正常的道路交通行駛，整體檢測(cè)效率低、準(zhǔn)確率差。此外，由于工作人員在檢查過(guò)程中需要站在高速公路上，還增加了人身安全風(fēng)險(xiǎn)。為了更好地改善這一問(wèn)題，《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》提出了使用橫向力系數(shù)的道路抗滑試驗(yàn)裝置或其他具有可靠數(shù)據(jù)校準(zhǔn)功能的自動(dòng)測(cè)試裝置，目前廣泛應(yīng)用的是擺式儀和結(jié)構(gòu)深度測(cè)量，其特點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)便、便于攜帶。擺式儀是一種靜態(tài)的測(cè)量，它的工作效率不高。對(duì)于有大的凹陷或凹陷較多的瀝青路面，構(gòu)造深度不宜過(guò)高，因?yàn)樵谶@種孔洞和凹槽中，量砂會(huì)造成體積積累，造成測(cè)量結(jié)果的誤差。

2.3 平整度檢測(cè)技術(shù)

平整度檢測(cè)是使用Dynatest5051RSP路面激光平整度檢測(cè)車(chē)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)車(chē)在檢測(cè)過(guò)程中以設(shè)定的穩(wěn)定速率采集數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)得出的路面與光照計(jì)劃的誤差，輸入并存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中，供工作人員解決并進(jìn)行分析，最終得到路面平整度指標(biāo)值。該車(chē)作為非接觸式平整度檢測(cè)設(shè)備，主要部件是激光探測(cè)器和綜合處置設(shè)備。激光探測(cè)器的主要功能是發(fā)射和收集激光，在相關(guān)技術(shù)的支持下，可以全面獲取路基的實(shí)際信息內(nèi)容，高效解決質(zhì)量問(wèn)題。綜合處置設(shè)備可及時(shí)操控激光檢測(cè)儀，如信息采集、激光放大、激光轉(zhuǎn)換等，提高數(shù)據(jù)采集效果，讓工作人員全面掌握公路路基的施工質(zhì)量和路面狀況，找到路基出現(xiàn)病害的位置，從而快速定制解決方案。需要注意的是，檢查車(chē)在檢查路基道路病害情況時(shí)，基于激光器的光時(shí)差基礎(chǔ)原理，在測(cè)試前應(yīng)進(jìn)行精確校準(zhǔn)。

2.4 路面斷面檢測(cè)技術(shù)

公路路面平整度是工程驗(yàn)收的主要標(biāo)準(zhǔn)，主要檢測(cè)道路斷面以及曲線的平整度是否在要求的范圍內(nèi)。當(dāng)圖形相對(duì)平滑時(shí)，表明路面波動(dòng)不大，整體水平平穩(wěn)；當(dāng)圖形變動(dòng)比較大時(shí)，表示道路不牢固。平整度數(shù)據(jù)的采集可以為工作人員提供道路養(yǎng)護(hù)所需的決策數(shù)據(jù)，以完善養(yǎng)護(hù)對(duì)策。

2.5 路面彎沉檢測(cè)

路面彎曲是指在標(biāo)準(zhǔn)軸力作用下，路面的凹陷部分將會(huì)發(fā)生整體的縱向變形或豎向變形。貝克曼梁法是目前道路彎曲變形的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，適用于測(cè)定各類(lèi)路基、路面的回彈彎沉，用以評(píng)定其整體承載能力，可供路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用，但缺點(diǎn)是結(jié)果可能會(huì)被一些人為因素所影響。激光彎曲測(cè)量定量器試驗(yàn)方法也較為普遍，在試驗(yàn)中，應(yīng)將試驗(yàn)機(jī)安裝在試驗(yàn)車(chē)上，后輪之間的空隙是根據(jù)車(chē)輛的時(shí)光電流進(jìn)行計(jì)算的，彌補(bǔ)了前種檢測(cè)方法的不足。

2.6 瀝青路面滲水性能檢測(cè)

近幾年，由于設(shè)計(jì)、施工和材料等因素的影響，許多道路在建成后1～2年就出現(xiàn)了坑槽等病害。瀝青混凝土的滲透性能是反映瀝青混合料級(jí)配成分和水穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)，瀝青滲水必然會(huì)滲入面層，甚至是路基，從而導(dǎo)致路面的承載力下降，若在瀝青面層中增加一層防水施工，則對(duì)抗滑性能有很大好處。目前，我國(guó)的滲水測(cè)試多模仿國(guó)外的一些測(cè)試技術(shù)，其中以路面滲透計(jì)為主要手段，其使用簡(jiǎn)便，效果較好，但是這種方法僅限于對(duì)某一點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，局限性很大，因此，如何實(shí)現(xiàn)連續(xù)檢測(cè)還有待于進(jìn)一步的研究。

3 結(jié)語(yǔ)

路基路面病害嚴(yán)重影響公路質(zhì)量，施工企業(yè)要結(jié)合路面具體情況，加強(qiáng)施工檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，重視施工質(zhì)量監(jiān)督，合理提高路基路面施工水平。同時(shí)，有關(guān)部門(mén)要重視路基路面多種病害的影響，如地基不均勻沉降、結(jié)構(gòu)破壞，在道路病害發(fā)生前，主動(dòng)采取防護(hù)對(duì)策，并利用檢測(cè)技術(shù)按時(shí)檢查，減少路基和路面病害的影響，提高我國(guó)公路使用壽命。