高速公路路基路面病害的科學檢測及預防養護

王敏娟

(山西路橋第一工程有限公司，山西 太原 030000)

1 高速公路路基病害檢測——探地雷達

采用探地雷達對高速公路路基進行病害檢測原理為：根據路基范圍內土質、巖層與不同地下介質在介電常數或電導率方面存在的差異，將不同物質存在的電性差異等特點作為測試開始的基礎條件，形成一個反射界面，以此探測地下物體。雷達能向外發射電磁波，然后采用短脈沖形式從地面不斷向下反射，當電磁波遇到電性有明顯差異的界面時，將反射至地面，此時對反射需要的時間進行測定，即可確定探測深度。因從探地雷達發出的電磁波屬于高頻電磁波，所以地下介質會大量吸收，具體的吸收作用由介電常數與電導率兩個指標決定。基于此，雷達穿透深度也會受到這兩個指標的影響，比如當電導率和介電常數均較大時，雷達穿透能力將明顯降低。

探地雷達是一種新型檢測技術，能準確且快速的對空間體狀態予以反映，能直接代替費用較高且操作復雜的鉆探，可在路基病害檢測過程中使用，檢測出包括脫空、裂縫、剝落、沉陷等在內的多種病害。除此之外，該技術還能用于結構層厚度檢測及維修效果評價。

2 高速公路路面病害檢測——路面破損狀況調查

路面破損一般是人們對路面施工與養護情況最直觀的感受，基于此，大部分公路部門都對此引起了高度重視。就目前來看，這項指標還以人工采集為主，不僅存在很大的主觀性，而且還存在一定安全隱患，工作效率也很低。對于這種現狀，我國相關單位及部門引入了專門的測試系統，該系統的原理為采用攝像系統進行圖像信息采集，然后利用處理軟件對采集到的各項信息進行處理，并和人工判讀充分結合，對實際的路面破損情況進行分類和統計。通過對該系統的應用，能有效提高工作效率，徹底解決以往采用人工進行調查時存在的危險性。伴隨我國高速公路工程建設進一步發展，該系統必定成為重要設備類型。路面的行駛質量可以分成以下五個等級，不同質量等級采用RQI指數判定：當RQI指數在8.5以上時，為優等；當RQI指數在7.0～8.4范圍內時，為良等；當RQI指數在4.5～6.9范圍內時，為中等；當RQI指數在2.0～4.4范圍內時，為次等；當RQI指數小于2.0時，為差等。

考慮到高速公路路面主要采用的是瀝青路面，故可采用綜合破損率這一指標，其計算公式為

(1)

式中:DR表示綜合破損率；D表示路面破損面積；A表示路面面積；Dij表示i、j兩類損壞的面積；kij表示i、j兩類損壞的損壞程度換算系數，如表1所示。

表1 損壞程度換算系數

3 高速公路路基路面預防養護

3.1 裂縫嵌填

裂縫嵌填是指在裂縫中填入填縫料，其中，填縫料主要由瀝青、添加劑構成。該方法對路面狀況基本沒有任何影響，但能有效降低惡化率，起到延長路面結構使用壽命的作用。在路面溫度相對較低的情況下，該預防養護方法可以達到最佳效果，這是因為隨著溫度的不斷降低，路面將開始收縮，使裂縫寬度變大，允許更多嵌縫料進入。因此，裂縫嵌填施工不僅以在溫度相對較高或潮濕的情況下進行。

3.2 霧狀封層

霧狀封層是指借助專門的設備在現有瀝青路面均勻灑布封層材料與鐵鋼砂，其中，霧封層材料能填補路面上細小的裂縫及空隙，具有防水與抑制松散等功效，避免路面材料發生老化；而鐵鋼砂能提高路面粗糙度，增大摩擦系數，保證行車安全。這項工藝的合理應用能大幅提高路面整體抗滑性能，防止水損害現象的發生，實現對路面結構的有效保護，大幅延長整個路面結構的壽命，是一種技術可行、經濟合理、效果顯著的預防性養護技術。

3.3 微表處

微表處是指采用乳化瀝青、石屑、填料、外摻劑與水根據一定比例通過攪拌而成的混合料，通過均勻灑布在路面上形成封層，起到消除、封閉所有路面病害的作用。它主要具有以下幾個方面的性能優勢：(1)在整個路表面進行攤鋪，形成新的防水面，減少或避免水分發生的下滲；(2)可提供一個全新的磨耗層；(3)增加路面摩擦度；(4)保證路面整體美觀性與平整度；(5)避免路面材料發生老化和松散，延長路面結構壽命；(6)能對已處于穩定狀態的車轍予以填補；(7)縮短交通封閉時間，具體的開放時間和工程實際情況有關。當封層厚度為12.7 mm，氣溫不低于24 ℃，且空氣濕度不超過50%時，一般只需要封閉1 h左右的交通，但要注意在開放交通的早期，不允許有轉彎、急剎；(8)作為一種路面的預防性養護技術，也可直接在新建道路上使用，以形成表面磨耗層，這樣能大幅減少石料用量，起到降低工程造價的作用，并能從根本上避免早期水損壞；(9)整個施工過程中都具有良好的環保性，比如可在常溫條件下施工，且不會產生噪音、煙霧與粉塵，同時也沒有廢水和廢料排出。

微表處施工中，應嚴格注意以下幾點：(1)所用石料應清潔、堅固且耐磨，其級配以中粒式或粗粒式為宜，在成型之后，厚度應達到5 mm或10 mm；(2)所用乳化瀝青應是采用聚合物經改性而成的，一般情況下為SBR膠乳，也可直接使用SBS改性瀝青，瀝青殘留物軟化點應相對較高；(3)在微表處所用混合料的設計過程中，可將稀漿封層混合料設計作為基礎，增加碾壓粘砂與磨耗兩項試驗，用于評估混合料的抗水毀能力，并確定瀝青的最大用量；(4)如果將微表處用于對車轍進行修補，應做好碾壓變形測試；(5)施工前若檢查發現路面上存在病害，應在施工開始前將其處理完成，否則將影響微表處施工效果；(6)微表處施工中，可根據路面的實際情況確定單層還是雙層攤鋪，當路段的重型車較多且交通量相對較大時，微表處厚度應達到10 mm以上，當路段的交通量為中等時，微表處厚度可采用7 mm，當路段交通量較小時，采用3～4 mm的厚度即可。

4 結 語

綜上所述，高速公路經長時間運營，其路基路面難免產生一些病害。對此，首先要采取合理可行的技術措施進行病害檢測，然后根據病害檢測結果開展預防性養護，采取技術可行、效果顯著的預防性養護措施。