高速公路路基路面病害檢測與預(yù)防養(yǎng)護

馬紹林

摘要：在高速公路工程中，經(jīng)常會出現(xiàn)路基路面病害問題，嚴(yán)重影響著其使用。公路工程作為交通基礎(chǔ)設(shè)施中重要的組成內(nèi)容，其質(zhì)量情況直接關(guān)系著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展、國民的安全便捷出行，通過檢測能夠明確公路工程的質(zhì)量情況，從而采取有效的維修養(yǎng)護措施，提高公路工程使用性能，延長公路的使用壽命。本文首先分析了高速公路路基路面常見病害，其次探討了路基路面病害檢測技術(shù)以及橋梁病害預(yù)控技術(shù)，最后就瀝青路面養(yǎng)護決策進行論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路工程;路基路面;檢測內(nèi)容;病害檢測

引言

作為高速公路重要組成部分的路基路面，在高速公路的正常運行過程中，因受多種因素的影響，路基路面出現(xiàn)不同程度的病害，影響行車安全，因此，在高速公路路基路面的施工過程中，應(yīng)結(jié)合實際情況，做好病害的預(yù)控工作。

1高速公路路基路面常見病害

1.1局部破損和裂縫

瀝青路面裂縫病害主要是反射裂縫與荷載裂縫。前者通常發(fā)生在基層為半剛性材料的瀝青路面。主要原因在于：瀝青路面所處的環(huán)境溫度變化較大，基層材料（如水泥、石灰等）會出現(xiàn)明顯的收縮變形，導(dǎo)致基層開裂?；鶎娱_裂后會在瀝青面層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，這個拉應(yīng)力會促使現(xiàn)有裂縫不斷擴展，直至拉裂路面結(jié)構(gòu)層。后者出現(xiàn)的原因主要是受到路面車輛荷載的作用。車輛荷載會在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力超過瀝青路面拉應(yīng)力容許值，就會在面層頂部產(chǎn)生荷載裂縫。

1.2路基沉降變形

沉降變形是公路路基常見的病害之一，特別是在公路路基施工過程中采用半填、半挖、深填和高填等施工方法的，容易造成公路在投入使用一段時間后產(chǎn)生沉降變形，其原因主要有以下三方面：（1）施工因素：在公路工程路基施工過程中，對路基的壓實度控制不到位、碾壓分層過厚、路基含水率過低，材料受外力壓縮后發(fā)生變形等。（2）材料因素：路基施工材料的含水率不足、壓縮系數(shù)過大、高塑性指數(shù)過高等造成路基剛度和強度不足，導(dǎo)致路基變形、沉降。（3）由于社會經(jīng)濟的發(fā)展，車輛的數(shù)量不斷增加，出現(xiàn)了一些超限超載的現(xiàn)象，而公路質(zhì)量無法滿足車輛行駛的需要，導(dǎo)致路基變形、沉降。

1.3坑槽

瀝青路面坑槽病害通常是受到降雨影響的產(chǎn)生的。如果瀝青路面處于多雨地區(qū)，降雨產(chǎn)生的地表水容易滲入路面內(nèi)部，從而降低瀝青與粗、細集料間的黏結(jié)力。此時瀝青路面在車輛荷載影響下，路面表層產(chǎn)生剝落而引起坑槽病害。

2路基路面病害檢測技術(shù)

2.1混凝土強度檢測

目前公路橋梁混凝土強度檢測技術(shù)包括鉆芯取樣和無損檢測兩類，兩類檢測技術(shù)均存在一定的片面和局限性，所以為提升檢測結(jié)果精確度。進行混凝土結(jié)構(gòu)檢測時，取樣位置要具備象征性且不能影響橋梁安全。

2.2平整度檢測

瀝青路面平整度檢測技術(shù)分為響應(yīng)類和斷面類2種。前者是利用車載式顛簸累積儀來記錄行駛車輛對路面坑槽的響應(yīng)豎向位移和加速度，計算出平整度指標(biāo);后者是通過斷面儀或3m直尺記錄路面縱斷面方向的高低起伏情況。

2.3路基路面破損檢測

當(dāng)前我國公路大多為瀝青混凝土路面，裂縫、松散、變形等都是常見的路面破損病害，其中裂縫又包括橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等類型。麻面、坑槽等都屬于松散情況。車轍重疊、波浪等為變形病害。此外，還包括翻漿、凍脹、泛油、磨光等諸多病害問題。在檢測路基路面破損情況時檢測人員會對檢測結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

3橋梁病害預(yù)控技術(shù)

3.1主梁板加固

3.1.1材料的選擇

（1）應(yīng)選用彈性模量、抗拉強度等性能指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和工程加固設(shè)計方案的碳纖維復(fù)合材料，并選擇適宜且黏結(jié)性良好的環(huán)氧樹脂膠結(jié)料，加強對施工環(huán)境溫濕度的控制，保證主劑與固化劑合理配比及黏結(jié)劑黏稠度、固結(jié)速度、滲透性等均符合施工要求。（2）嚴(yán)格按照施工工藝進行施工，在粘貼碳纖維增強復(fù)合材料時，應(yīng)先徹底清理構(gòu)件表面的鐵銹及雜質(zhì)，清除病害部分，保證碳纖維材料與構(gòu)件牢固貼合，嚴(yán)格控制碳纖維材料的搭接長度與位置，防止錯位或脫落。

3.1.2加固措施

考慮到部分橋梁預(yù)制板質(zhì)量較差，主梁鋼筋銹蝕，混凝土表面存在蜂窩、麻面及鉸縫失效，必須增加底板受力鋼筋數(shù)量并增大混凝土截面積。為降低底板混凝土澆筑施工難度，應(yīng)改用混凝土噴射技術(shù)，在噴射施工前拆除橋上附屬結(jié)構(gòu)和鋪裝層，保證橋跨結(jié)構(gòu)僅承載主梁自身恒載，并將梁底保護層鑿除，露出新鮮混凝土結(jié)構(gòu)。在梁底設(shè)置預(yù)留孔，將錨筋置于預(yù)留孔內(nèi)并采用環(huán)氧砂漿將其固定。將梁底混凝土潤濕后進行噴射，以增強新舊混凝土材料的結(jié)合性。盡量采取分層噴射混凝土的施工方式，并將層厚控制在2.0～3.0cm，層與層之間按設(shè)計要求設(shè)置構(gòu)造縫。對于較深的裂縫，應(yīng)在一定壓力作用下將加固材料灌注至裂縫內(nèi)部以達到加固的目的，這種壓力灌漿填充技術(shù)應(yīng)用廣泛，對于細長裂縫和較深、較大的結(jié)構(gòu)裂縫均適用，且加固效果較好。

3.2設(shè)置合理的沉降觀測點

路基拓寬作業(yè)階段，為提升工程的安全性，在指定位置設(shè)置沉降觀測點。觀測點設(shè)置位置通常在行車道、超車道以及路肩位置。結(jié)合設(shè)計方案要求，沉降觀測頻率設(shè)定為沖擊5遍/次～10遍/次。若兩次沉降量監(jiān)測值為5mm時，則認(rèn)定沉降值達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需求，碾壓施工可以停止進行。

3.3排水系統(tǒng)

①路基排水系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)，積水會對路基產(chǎn)生沖刷傷害，嚴(yán)重影響路基的強度，本工程路基排水系統(tǒng)主要由管道、溝渠組成，同時將各種排水設(shè)施相互連接，形成一個完整的排水系統(tǒng)，以避免路基積水造成病害。②路面排水防滲應(yīng)注意疏堵結(jié)合，確保瀝青結(jié)構(gòu)層的空隙應(yīng)小于7%，且每層之間應(yīng)設(shè)置一層防水層，并在瀝青路面下最邊緣處設(shè)置排水盲溝，以確保路面積水盡快排除，避免對路面造成病害。

4瀝青路面養(yǎng)護決策分析

瀝青路面養(yǎng)護決策是道路日常養(yǎng)護管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。養(yǎng)護決策所確定管養(yǎng)方案是否合理，將會對路面使用性能、通行能力等產(chǎn)生直接的影響。結(jié)合多年工程經(jīng)驗和相關(guān)學(xué)者的研究成果，擬分2個階段開展養(yǎng)護決策任務(wù)：第一階段是初步?jīng)Q策，根據(jù)路面損壞狀況指數(shù)PCI、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、路面車轍深度指數(shù)RDI等，初步判斷瀝青路面養(yǎng)護措施（大修、中修、預(yù)防性養(yǎng)護等）。第二階段是基于層次分析法，對各種路面養(yǎng)護技術(shù)建立模型從技術(shù)可行性、使用性能、經(jīng)濟性等方面展開分析，確定最佳管養(yǎng)方案。層次分析法用于瀝青路面養(yǎng)護決策的主要步驟是：（1）將瀝青路面養(yǎng)護劃分成目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層[其中，準(zhǔn)則層和指標(biāo)層是核心，包括技術(shù)可行性（交通量、破碎、裂縫、車轍等）、使用性能（平整度、抗滑性、承載力、美觀等）、經(jīng)濟性（費用和壽命）];（2）建立判斷矩陣，并確定各因素的相對權(quán)重;（3）判斷矩陣的一致性。

結(jié)語

綜上所述，路基路面病害嚴(yán)重影響著高速公路的質(zhì)量，影響著高速公路的使用壽命和交通安全，為解決高速公路路基路面病害問題，在路基路面施工過程中應(yīng)采取有效的預(yù)控措施，確保高速公路路基路面施工質(zhì)量和高速公路安全、可靠、經(jīng)濟的運行，提高公路工程效益。

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