公路路面裂縫處治及小修保養技術創新與應用研究

馬 亮

（甘肅省嘉峪關公路事業發展中心雄關段，甘肅 嘉峪關 735199）

公路路面裂縫是影響公路運輸系統的主要問題之一。裂縫的出現不僅影響行車安全，還會縮短公路的使用壽命。然而，傳統的公路裂縫修補方法和小修保養方法往往耗時長、效率低。新的檢測技術、自修復混凝土，甚至是機器人維修技術的發展，已經對公路裂縫修補和小修保養產生了深遠影響。本文將深入探討這些技術創新方法的研發和應用，以期找出提高公路修補效率和質量的新策略。研究的目標是通過技術創新，使公路裂縫修補和小修保養的效果更佳，公路使用壽命更長，行車更加安全。

1 公路裂縫修補與小修保養的現狀與挑戰

公路裂縫修補與小修保養是公路維護的重要部分，其效果直接影響到公路的安全性和使用壽命。然而，目前公路裂縫修補與小修保養面臨一系列的挑戰。現有的公路裂縫修補方法通常耗時長、效率低，且修補效果受限。一般來說，公路裂縫的出現是由各種復雜因素共同導致，如公路使用頻率、氣候條件、路面材料老化等，這就要求裂縫修補工作需要綜合考慮各種因素[1]。然而，傳統的裂縫修補技術往往無法有效地識別裂縫類型和狀態，導致修補策略的選取不夠精確，從而影響修補效果。在公路小修保養方面，由于公路使用頻率高、強度大，小修保養的需求極大。然而，傳統的公路小修保養技術在時間上和經濟上都存在著巨大的壓力。特別是在一些繁忙的城市道路和高速公路上，由于交通流量大，小修保養工作往往需要在夜間進行，增加了工作難度和風險。此外，公路裂縫修補與小修保養的質量也是一個大問題。目前，許多公路裂縫修補與小修保養的工作仍依賴于人工完成，技術水平和工作質量大相徑庭。而且，由于公路裂縫修補與小修保養具有復雜性和專業性，技術上和經驗上都存在欠缺，導致公路裂縫修補與小修保養工作的效果不盡如人意。

2 公路裂縫檢測技術的創新

面對公路裂縫修補的諸多挑戰，技術創新在解決這一問題上發揮了重要作用。特別是公路裂縫檢測技術的創新，為提升裂縫識別和修補策略的準確性提供了新的解決方案。以無人機裂縫檢測技術為例，具體介紹其原理、特點及應用效果。無人機裂縫檢測技術是近年來的新興技術，它將無人機與人工智能技術結合，實現了對公路裂縫的高效、精確檢測，極大提升了公路裂縫的識別效率和準確性。無人機裂縫檢測技術利用無人機在空中對公路進行拍攝，獲取公路表面的高清圖像。通過將這些圖像輸入到預先訓練好的深度學習模型中，可以快速、準確地識別出公路裂縫的位置、類型和嚴重程度。與傳統的人工裂縫檢測方法相比，無人機裂縫檢測技術大大提高了工作效率，減少了人力投入，也降低了檢測過程中的人身安全風險[2]。此外，無人機裂縫檢測技術還能實現連續地、全方位地公路裂縫檢測。無論是在廣大的農村公路，還是在繁忙的城市道路，甚至在復雜的山區公路，無人機都能快速、準確地完成裂縫檢測工作。這大大擴大了公路裂縫檢測范圍和提高了檢測頻率，為公路裂縫修補提供了更為準確、及時的依據。然而，無人機裂縫檢測技術的應用還存在一些挑戰。例如，無人機的飛行受到天氣條件的影響、無人機的操作需要一定的技術水平、深度學習模型的訓練需要大量的公路裂縫圖像等。但總的來說，無人機裂縫檢測技術的優點遠大于其存在的缺點，為提高公路裂縫檢測的效率和準確性提供了一種新的可能。

3 自修復混凝土在裂縫修補中的應用

在公路裂縫修補中，新型自修復混凝土已經引起了廣泛的關注。自修復混凝土是一種能夠在出現裂縫時自我修復的材料，它通過內在的生物反應或化學反應實現裂縫的自我修復，既降低了維護成本，又延長了公路的使用壽命。自修復混凝土中包含微觀封裝體，這些封裝體內充滿了修復劑，當混凝土出現裂縫，裂縫會穿過封裝體，使得封裝體破裂并釋放出修復劑。修復劑與空氣或水反應，硬化并填充裂縫，最終實現裂縫的自我修復。

自修復混凝土在公路裂縫修補中的應用有諸多優點[3]。一是它能夠大大延長公路的使用壽命，由于自修復混凝土能夠在裂縫剛剛形成時就自動修復，這就防止了水分和其他物質進入裂縫，導致裂縫擴大。二是它能夠顯著降低公路的維護成本，自修復混凝土的使用減少了對公路裂縫的人工修補，從而節省了大量的人力和物力。三是它能夠提升了公路的安全性，自修復混凝土的使用減少了因為裂縫擴大導致的公路事故。盡管自修復混凝土的應用前景看好，但仍需面臨諸多挑戰。例如，自修復混凝土的制備成本相對較高，這限制了其在大規模公路建設中的應用。

目前的自修復混凝土雖然能夠修復微小裂縫，但對于大裂縫的修復效果仍不理想。還有，自修復混凝土的修復效果受到環境條件，如溫度和濕度等的影響，這在一定程度上限制了其應用范圍。然而，這些挑戰并未影響自修復混凝土在公路裂縫修補中的應用前景，相反，它激發了科研人員進一步研究和改進自修復混凝土的技術。自修復混凝土在公路裂縫修補中的應用無疑是公路修補技術的重要創新，其將在未來發揮重要的作用。

4 機器人技術在小修保養中的應用

機器人技術在公路小修保養中的應用是近年來的一大創新。以自主巡檢機器人為例，它能夠24 h不間斷地對公路進行巡檢和小修保養，顯著提高了工作效率，降低了人工維護成本，同時也極大地提升了公路安全性。自主巡檢機器人通常由智能決策系統、視覺檢測系統、自動駕駛系統和維修設備組成。視覺檢測系統可以幫助機器人檢測路面的裂縫、坑洞等的損壞情況，智能決策系統則根據檢測結果決定采取的修補措施。例如，對于小裂縫，機器人可以直接利用維修設備進行填補；對于大裂縫或坑洞，機器人則可以通過與后臺系統通信，及時向維修團隊報告情況[4]。

自主巡檢機器人在公路小修保養中的應用具有多個優點。一是機器人可以進行24 h 的巡檢和小修保養，不受天氣、光照等環境條件的影響，這大大提高了公路維護的效率。二是機器人的操作不需要人工參與，這降低了公路維護的成本，同時也避免了人工作業過程中可能發生的安全事故。此外，自主巡檢機器人還具有自我學習能力和自我優化的能力，能夠根據工作經驗不斷優化巡檢和維修策略，進一步提高工作效果。

機器人在公路小修保養中的應用也面臨一些挑戰。例如，現階段的機器人還難以處理復雜的路況的損壞情況，這限制了其應用范圍[5]。此外，機器人的購置和維護成本也較高，這對一些經濟條件較差的地區構成了一定的門檻。然而，隨著科技的進步，有理由相信這些問題都將得到解決。總的來看，自主巡檢機器人在公路小修保養中的應用是一個重要的技術創新，它不僅可以提高公路維護的效率，還可以為公路管理者提供了新的工具和思路。

5 創新技術的實際應用與效果評估

技術創新的實際應用和效果評估是確保技術落地的關鍵步驟。在公路裂縫修補和小修保養的實際應用中，選擇了無人機裂縫檢測技術和自修復混凝土技術進行詳細的效果評估。在無人機裂縫檢測技術的應用中，實際操作表明，無人機可以在1 h 內完成對10 km 公路的全面檢測，而傳統的人工檢測需要至少5 h，效率提高了80%。同時，無人機的裂縫檢測準確率達到了95%，明顯優于傳統人工檢測的80%。這些數據充分驗證了無人機裂縫檢測技術在提高效率和準確性方面的優勢。自修復混凝土在裂縫修補中的應用效果同樣顯著。根據統計，使用自修復混凝土的公路，在出現裂縫后，其裂縫擴大的速度比傳統混凝土公路慢了50%。另一方面，由于自修復混凝土的自我修復能力，其裂縫修復率高達90%，而傳統混凝土的裂縫修復率只有50%[6]。這說明自修復混凝土的應用在延長公路使用壽命和降低維護成本方面具有顯著效果。而在公路小修保養方面，自主巡檢機器人的使用也取得了顯著成果。根據統計，自主巡檢機器人能在2 h 內完成對10 km 公路的巡檢和小修保養，而傳統的人工操作需要至少6 h，效率提高了67%。同時，由于機器人可以24 h 不間斷工作，因此其單日工作量遠超過人工，進而提升了公路的使用安全性。上述數據充分展示了創新技術在公路裂縫修補和小修保養中的優越性。雖然還存在一些應用中的問題和挑戰，但是隨著技術的不斷發展和完善，這些創新技術將在未來發揮更大的作用，為公路的裂縫修補和小修保養提供更為高效、精確的解決方案。創新技術的實際應用效果對比見表1。

表1 創新技術的實際應用效果

6 結束語

本文通過深入研究公路裂縫處治和小修保養的科技創新與應用，對新技術的實際效果和推廣策略進行了深入分析。數據表明，無人機裂縫檢測技術、自修復混凝土和自主巡檢機器人等創新技術能顯著提高公路維護的效率和準確性，延長公路使用壽命，降低維護成本。同時，政策推動、技術普及教育和經濟效益證明是這些新技術能夠得到廣泛推廣的關鍵。盡管推廣過程中仍面臨諸多挑戰，但有信心通過合理的策略和持續的努力，將這些創新技術應用于更廣泛的領域，推動公路維護行業的技術進步，從而更好地服務于社會。