公路工程常見病害及試驗檢測方法探討

王振華 中鐵九局集團工程檢測試驗有限公司

公路在投入使用后，受到車輛荷載、氣候條件等諸多因素的影響，路面會出現(xiàn)各種病害問題，如坑槽、松散、車轍、擁抱、裂縫等。一旦路面出現(xiàn)病害，會影響行車安全性和舒適性。為此，應采取有效的試驗檢測方法，對公路路面進行檢測，依據(jù)檢測結果，制定病害處置措施。借此下面就公路工程常見病害及試驗檢測方法展開研究探討。

一、公路工程試驗檢測方法

（一）彎沉檢測

該檢測方法采用杠桿原理，將彎沉測定梁安裝在測試車底盤下面，支撐地面保持不動，在測試車輛通過位移傳感器裝置之后，傳感器探頭會自動記錄下相關數(shù)據(jù)，輸出路段彎沉檢測結果。在采用彎沉檢測技術時，必須注意以下方面：

1.在對長距離路段進行彎沉檢測時，需要拆卸掉影響車輛通過的部件和組件，將其移動到檢測區(qū)域內再安裝。

2.彎沉檢測依賴于計算機系統(tǒng)，需根據(jù)系統(tǒng)操作提示輸入相關指令。

3.在測試之前標定自動彎沉儀，以提高位移傳感器的測量準確性。

4.計算機系統(tǒng)可自動存儲記錄彎沉值、分節(jié)點和彎沉盆數(shù)據(jù)，自動生成彎沉峰值柱狀圖和彎沉盆圖形，計算出彎沉平均值和曲率半徑，將其換算為回彈彎沉，可將該數(shù)值作為公路路面強度評定的依據(jù)。

（二）3m 直尺檢測

在檢測路面上放置3m 直尺，從直尺一端勻速移動畫圖儀，將其移動到另一端。在移動時，畫圖儀受到路面高低不平的影響會產(chǎn)生畫針運動，與此同時在輸力輪的作用下滾筒輪會處于旋轉狀態(tài)，促使紙帶移動，畫針會在移動的紙帶上自動畫出幾何量的變化，將其換算為平整度。直尺檢測法適用于已經(jīng)壓實成型的路面檢測，可以根據(jù)檢測結果對路面平整度和施工質量進行評定。但這種方法需耗費人力，且測量效率和精度相對偏低，在當前的公路試驗檢測中應用的越來越少。

（三）激光平整度儀測定法

該測定方法運用了先進的科學技術，包括激光傳感器、陀螺儀、加速度計、計算機系統(tǒng)等。在檢測過程中，將激光傳感器安裝到測試車輛底盤處，讓測試車輛勻速行駛在路面上，由激光傳感器發(fā)射并接受激光信號，自動生成路面平整度的相關信息。在信息生成過程中，信號處理系統(tǒng)要對激光模擬信號轉換為數(shù)字信號，借助數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)換算出平整度指標，該檢測方法能夠自動采集汽車行駛過程中收集的多個測點數(shù)據(jù)，提高平整度檢測的精度。

（四）抗滑性能試驗檢測

在抗滑性能檢測中，可通過測得路面摩擦系數(shù)、構造深度、摩擦擺值等關鍵指標，對路面抗滑性進行評定。

1.制動距離法。讓測試車輛在潮濕路面上行駛，始終保持勻速，要求車輛緊急制動，測試車輛減速滑移至停止的距離，計算出路面摩擦系數(shù)，用以判定路面抗滑性能。在試驗檢測過程中，必須中斷路面交通，減少車輛被制動產(chǎn)生的安全風險。

2.人工鋪砂法。選取一定量的砂子，已知砂子體積，將砂子均勻攤鋪到路面上，對砂子攤鋪面積進行測量，用砂子體積除以覆蓋面積得到構造深度指標。這種實驗檢測方法具備操作簡單、檢測速度快的優(yōu)勢，可以準確測量路面構造深度，測定路面抗滑性能、粗糙度和排水性。

3.擺式儀法。將橡皮滑塊安裝到擺式儀的錘面底部，讓擺錘做自由下落運動，當橡皮滑塊與地面接觸后會受到摩擦力的作用損失部分能量，使得擺錘只能回擺到一定高度，根據(jù)回擺高度計算出摩擦擺值。回擺高度會隨著摩擦阻力的增大而變小，該實驗測試法屬于定點測試，能夠測量出瀝青混凝土路面的抗滑性能。

4.摩擦系數(shù)測定法。在潮濕路面上測試，測試車輛上重新安裝專用試驗輪胎，將試驗輪胎方向與車輛行駛方向偏移適當角度，檢測路面對輪胎產(chǎn)生的橫向摩擦阻力。通過橫向摩擦阻力和試驗車輛載重求得橫向摩擦系數(shù)，根據(jù)橫向摩擦系數(shù)評定路面的抗滑性。

5.激光構造深度測試法。先要確定檢測路面，再利用中子源發(fā)射多束光線，光線照射到不同深度的路表層之后返回，傳輸?shù)蕉O管內，最后根據(jù)二極管點亮的時間計算出構造深度。該方法具備操作簡便、測試速度快的優(yōu)勢，但僅適用于干燥狀態(tài)下的路面抗滑性能測試，若將這種方法應用到不平整、裂縫多的路面測試，則會降低測量精度。

（五）壓實度試驗檢測

路面壓實度檢測需要測量公路施工現(xiàn)場實際密度，將該密度值除以室內標準密度，即得出壓實度，用以評價路面壓實質量。

1.室內標準密度需要根據(jù)瀝青混凝土路面所用的材料結構，確定相應檢測方法，求得標準擊實曲線上的最大值，在計算過程中還要計算出最佳含水量指標。

2.公路等級越高，路基強度越強，對公路施工中的壓實度要求也會相應提高。一級公路的壓實度要求為：路床0～80cm 的壓實度不小于96%；路堤80～150cm 的壓實度不小于94%，150cm 以下的路堤不小于93%。

二、公路工程常見病害

（一）坑槽

公路投入使用一段時間后，瀝青路面面層的集料會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，致使路面產(chǎn)生坑槽，影響行車安全。造成坑槽的原因為：

1.路面面層的孔隙率較大，雨水滲入瀝青混合料基層與面層中，受到車輛荷載作用產(chǎn)生反復沖刷力，造成集料松散脫落。

2.路面施工時壓實度未能達到設計要求，降低瀝青混合料的黏結力，加之路面受交通荷載的長期作用，導致面層集料脫落。

（二）松散

路面混凝土松散變形，產(chǎn)生圓形坑洞、網(wǎng)裂、瀝青剝落等病害。造成路面松散的原因為：

1.路面施工中在底面鋪設質量較好的黏結防水層，當水滲入到地面層時無法繼續(xù)下滲，滯留在表面和中面層，導致路面混凝土強度減弱，出現(xiàn)表面網(wǎng)裂變形。

2.路面施工中沒有在基層頂面鋪設黏結防水層，且下封層質量不合格。在受到雨水滲入、行車荷載的作用下，基層表面的水泥細料會隨著外力作用脫落，對表面層、中面層造成嚴重的水破壞。

（三）車轍

流動性車轍常見于縱坡上坡路段，若該路段經(jīng)常通行重載車輛，會加重車轍對路面結構穩(wěn)定性的破壞程度。造成嚴重車轍的原因為：

1.瀝青混凝土礦料級配難以滿足路面行車要求，公路施工采用連續(xù)式密集配，這種礦料級配混凝土會在持續(xù)高溫狀態(tài)下形變，若受到重載交通車輛輪胎的來回碾壓，則會出現(xiàn)轍槽。

2.瀝青混凝土中使用過多細集料，在降水期間，雨水只滯留到中面層，會減弱混凝土強度，易產(chǎn)生車轍，且車轍兩端會鼓起變形。

（四）裂縫

1.受路基不均勻沉降、施工接縫處理不當?shù)挠绊懀诼访嫘熊嚪较驎霈F(xiàn)縱向裂縫。

2.混凝土路面養(yǎng)護不到位，使得基層發(fā)生溫縮或干縮的情況，會產(chǎn)生瀝青路面橫向裂縫。

3.路面受車輛荷載作用處于應力應變交替變化的狀態(tài)，一旦交通荷載施加的外力超過混凝土路面的結構強度，則會導致路面龜裂，形成大面積破壞。

三、結語

公路在使用過程中，路面的病害問題很難避免，一旦發(fā)生病害，不僅會對行車安全性造成影響，還會導致路面結構破壞。因此，應當采取有效的方法，對路面進行試驗檢測，按照檢測所得的結果，制定路面病害處置方案，以此來解決路面病害問題。未來應加大對公路試驗檢測技術的研究力度，除對現(xiàn)有的技術方法進行改進和完善之外，還應開發(fā)一些新的技術，從而更好地為公路路面病害整治服務。