公路工程常見病害及試驗檢測方法

鄒昊天

（貴州宏信創達工程檢測咨詢有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

結合公路運行現狀可以得知，路面病害問題無法避免，如果出現嚴重病害，不但會給車輛的安全行駛帶來嚴重影響，而且會降低路面結構的穩定性，故采取科學的試驗檢測方法，針對公路開展專業的試驗檢測，根據最終的監測數據，制定出完善的處置方法，減少路面病害帶來的負面影響。為確保道路車輛的安全行駛，本文主要分析現階段公路工程常見病害產生原因和試驗檢測方法。

1 研究背景

當前，在某些公路項目驗收環節，沒有形成良好的工作機制，導致相關人員無法根據具體情況開展驗收工作，也就無法快速發現公路運行過程中存在的質量和安全問題。通過加強試驗檢測，能夠幫助工作人員獲取精確的數據信息與安全數據信息，然后將具體的檢測數據和設計要求進行對比，更好了解公路工程的具體情況，為后續的驗收工作提供良好依據。

2 公路工程常見病害

2.1 坑槽病害

公路工程坑槽病害特別常見，所謂坑槽病害，主要指的是公路路面使用較長時間之后，受外界環境因素帶來的影響，公路路面發生一定程度的龜裂與松散現象，如果沒有進行有效的養護，繼續受外界環境因素影響，會逐漸演變為坑槽病害，給周圍居民的日常出行帶來嚴重影響。

如果公路路面出現嚴重的坑槽病害，不但會影響居民的日常出行水平，而且會縮短公路工程運行壽命。路面出現坑槽病害的原因比較復雜，其中最為常見的主要是因為路面出現松散與龜裂現象，沒有及時進行養護，使得降雨滲入瀝青路面內部，導致公路路面和基層處于脫離狀態，不能有效黏結，逐漸擴大瀝青路面松散與龜裂范圍，進而形成大面積坑槽現象。

2.2 水損害

水損害主要指的是公路工程在實際運行期間，路面積水逐漸滲入公路結構層的內部，無法有效排出，使得公路路面出現嚴重問題，引起此問題的原因分為內因與外因。外因主要指的是降雨滲入路面后，一旦公路處于超載狀態，使降雨的侵蝕速度加快，引發嚴重的水損害現象。內因主要指的是在公路路面結構層設計期間，設計人員沒有全面考慮排水問題，公路路面內部的排水系統不完善，降雨無法快速排出，最終形成大面積的水損害現象[1]。

此外，在公路工程施工期間，施工單位所采用的瀝青混合料水穩定性比較差，外界積水滲入結構層內部，會快速進入瀝青混合料空隙中，使得材料出現離析現象，進而引發嚴重的水損害現象。

2.3 路面裂縫

與以上幾種病害相比較來講，路面裂縫病害最為常見，特別是在瀝青路面，裂縫現象經常出現，如果瀝青路面出現裂縫之后，沒有進行有效修補，會給道路車輛的正常行駛帶來較大影響，導致路面的各項使用性能下降。結合瀝青路面裂縫病害的形成特點可以得知，在路面病害形成初期，路面的實際受力比較小，對路面影響較小，若路面病害形成時間較長，沒有進行有效修復，路面裂縫病害會影響周圍結構，縮短公路的運行壽命。

引起路面裂縫病害的主要原因是公路路基填筑施工寬度不符合規定要求，使得公路中心發生較大偏移。公路項目施工完畢后，如果施工人員單純采用局部鑲邊方法，在連接部位，容易出現裂縫。與此同時，在公路工程施工期間，因為壓實質量不達標，受外界行車荷載的影響，瀝青路面會出現大面積下沉，使得瀝青路面出現較多的裂縫[2]。

2.4 路面擁包

擁包主要指的是瀝青路面出現凸起現象，降低道路的行車體驗，通常來講，瀝青路面出現擁包現象的概率比較小。若瀝青路面出現嚴重的擁包現象，則表明路面結構內部出現嚴重問題，需立即進行養護和修復處理。

瀝青路面出現擁包現象的主要原因是由于瀝青材料黏結成塊，使得瀝青路面出現較多凸起。此外，如果瀝青路面施工期間，混合料的配合比不合理，瀝青材料使用量過多，也容易出現擁包現象。還可能是因為公路路面面層和基層之間沒有科學設置黏層油，使得瀝青面層出現嚴重位移，進而發生擁包現象[3]。

3 公路工程試驗檢測方法——以某項目為例

3.1 項目概況

以某公路工程項目為例，該公路項目于2005年11月份建成投入使用，此公路項目按高等級公路標準建設，采取瀝青混凝土路面，經過一段時間的運營之后，公路路面出現較多病害，如坑槽、松散、車轍與裂縫等，針對道路車輛的安全行駛帶來諸多不利影響，為確保道路行車的安全性，采取科學的試驗檢測方法特別重要。

3.2 路面彎沉檢測方法

路面彎沉檢測方法采取杠桿原理，檢測人員需要將彎沉測定梁有序安裝在測試車底盤下部，測試車輛有序通過位移傳感器裝置后，傳感器的探頭會自動、詳細記錄下有關數據，進而快速輸出公路路段的彎沉檢測數據。在路面彎沉檢測工作中，檢測人員需要特別注意以下幾個問題。

第一，在長距離路段實施彎沉檢測時，檢測人員需將影響車輛正常行駛的部件與組件全部拆除，然后將車輛有序移動到檢測區域進行合理安裝。

第二，公路路面的彎沉檢測主要依賴計算機系統，檢測人員需要結合系統操作提示，有序輸入有關指令。

第三，在開展測試前，檢測人員需要對自動彎沉儀進行標定處理，進而全面提升位移傳感器測量的精確性與合理性[4]。

第四，計算機系統能夠自動存儲、記錄彎沉數值、分節點與彎沉盆數據，同時，還會自動化生成彎沉峰值柱狀圖與彎沉盆圖形，精確計算出彎沉平均值與曲率半徑，將其快速換算成回彈彎沉，利用此數據作為公路路面強度的主要評定依據。

3.3 公路平整度檢測方法

在此公路瀝青路面平整度檢測工作中，檢測人員可以采取以下檢測方法。

3.3.1 3m 直尺檢測方法

檢測人員需要在待檢測路面上部放置3m 直尺，畫圖儀從直尺的一端勻速移動到另一端，在移動期間，畫圖儀受公路路面高低不平影響，容易產生畫針運動，同時，滾筒輪因為長期處于旋轉狀態，對紙帶的移動起到推動作用，畫針在移動紙帶上部會繪制出幾何量實際變化值，然后換算為平整度數值。

該檢測方法比較適合應用在已經壓實成型的公路路面檢測當中，檢測人員可結合具體檢測結果，針對公路路面的平整度與施工質量進行合理評定，雖然該檢測方法的檢測原理比較簡單，但是，需要耗費較多人力，檢測效率與精度均比較低，在現階段的公路試驗檢測當中應用較少。

3.3.2 激光平整度儀測定方法

該測定方法主要包含激光傳感器、陀螺儀、加速度儀與計算機系統等。在具體檢測工作當中，檢測人員需要將激光傳感器提前安裝到測試車輛的底盤位置，確保測試車輛能夠在公路路面勻速行駛，激光傳感器負責發射、接收激光信號，會自動生成公路路面平整度有關信息，在信息生成期間，信號處理系統會將激光模擬信號快速轉換成數字化信號，利用數據分析系統，換算出平整度相關指標。該檢測方法可以自動化采集道路汽車行駛期間多個測點數據，進而有效提升道路平整度檢測精度。

3.4 公路抗滑性能檢測方法

在此公路工程抗滑性檢測環節，檢測人員可以通過測量路面摩擦系數、構造深度和摩擦擺值等一系列指標，對公路路面的抗滑性能進行有效評定。公路抗滑性能檢測方法主要包含以下幾種。

第一，制動距離方法。檢測人員需要保持測試車輛在潮濕的路面緩慢勻速行駛，車輛在行駛期間，緊急制動，準確計算出公路路面的具體摩擦系數，進而合理判定出公路路面的抗滑性能是否符合規定要求。在具體試驗檢測工作當中，要求路面交通處于中斷狀態，減少各類安全風險的發生。

第二，人工鋪砂檢測方法。選取適量砂子，已知砂子實際體積，將砂子均勻的攤鋪在路面表層，準確測量出砂子的具體攤鋪面積，用砂子體積除實際覆蓋面積，進而獲得構造深度指標。該試驗檢測方法的操作原理比較簡單，檢測速度也比較快，能夠精確測量出公路路面的實際構造深度，包括公路路面的具體抗滑性能和排水性等[5]。

3.5 公路壓實度檢測方法

3.5.1 灌砂法

灌砂法是當前公路壓實度檢測當中應用最多的方法，具體檢測流程如下。

首先，合理確定出具體的檢測點，檢測人員挖出圓形試洞，試洞深度和路基壓實層厚度一致，在實際開挖期間，盡可能保證洞壁垂直，為后續的試驗檢測提供良好條件。

其次，將試洞內部的土樣有效收集，采取密封保存措施，防止空氣當中的水蒸氣帶來的污染，防止土層內部水分被吹干，對挖出土樣進行有效稱量，選取具備一定代表性的樣品，進行含水率測試。

最后，使用粒徑較為均勻的量砂，從一定高度下落到規定體積的洞內，按單位體積不變物理學原理，有效測試出試洞的實際體積，進而有效計算出試洞內部取出土樣的實密度，經過一系列計算之后，可以確定出公路路基的實際壓實度。

3.5.2 水袋法

針對需要檢測壓實度的部位，挖出一個圓形的試洞，此洞的深度和路基壓實層厚度相同，在計算試洞容積的過程當中，檢測人員可以將薄橡皮袋合理放入試洞的內部，在設計壓力之下，將水注入橡皮袋的內部，讓橡皮袋表層與試洞底部側壁充分接觸，根據實際用水量，計算出試洞的具體體積。

3.5.3 環刀法

采取環刀法對公路壓實度進行檢測，可以取得較為準確的檢測數據，檢測人員需要地面土層進行清理，將壓實土鏟平處理，因為土質的干濕程度與緊密度存在一定差異，故檢測人員可運用夯擊方法或壓入方法，將環刀打入或壓入土層當中，取出環刀之后，將兩端多余土修平處理。在此過程中，土樣會附著在環刀的上部，以此作為試驗樣品開展壓實度與含水量檢測。由于環刀的容積比較小，在不同部位，所測得的密度也存在較大差異，和以上兩種試驗檢測方法相比較來講，該檢測方法的操作流程更加簡單，但是會對公路路基帶來一定破壞性。

3.5.4 非破壞性試驗檢測方法

非破壞性檢測方法屬于間接檢測方法，其操作流程較為簡單，無需進行開挖，故受到檢測人員的青睞，常見的非破壞性試驗檢測方法如下：

第一，核子密度儀檢測方法。該檢測方法的檢測原理比較簡單，通過利用放射性元素形成放射線，有效測量出公路路基的實際壓實度，進而測量出公路路基的實際含水量。放射性元素穿過不同物質期間，會出現不同程度衰減，具體的衰減量與穿過物體密度成正比關系，熱中子數與被檢測材料的含水量成正比關系，通過有效計算出具體的衰減量，能夠更好計算出公路路基的實際密度。結合大量的試驗數據可以得知，該檢測方法具有速度快、精度高等特點，故應用較多。但是，如果應用時間過長，會給人體帶來一定輻射傷害，同時檢測成本較高，對檢測環境要求較高，故需要謹慎采用。

第二，瑞雷波檢測方法。該檢測方法主要利用瑞雷波在不同介質內部頻散現象與穿透深度的不同，對公路路基壓實度進行有效檢測，具體檢測流程如下：檢測人員需要在公路待測路基上部，施加恒定瞬態激振力，確保公路基層內部形成不同頻率瑞雷波，并結合瑞雷波反射回來的實際頻率，有效檢測路基實際壓實度。近年來，瑞雷波檢測技術應用范圍逐漸擴大，同時取得比較好的效果，能夠精確、快速地檢測出路基實際壓實度。但是，該檢測技術無法對路基土體的實際含水量進行檢測[6]。

第三，探地雷達檢測技術。該檢測技術原理較為簡單，主要是通過向地下發射高頻脈沖電磁波，然后對地基密實度進行有效檢測，電磁脈沖在實際傳播期間，若遇到電性差異比較大的物體，會馬上發生反射，利用專用天線，對反射回來的電磁波進行有效接收。同時，對接收到的電磁波回波振幅、波形、雙程時間等進行詳細分析，可以有效推斷出地基基礎土層具體空間位置，包括具體的幾何形態等，進而取得準確的檢測數據。

3.5.5 注意要點

結合大量的公路壓實度檢測實例可以得知，在最佳含水率狀態之下，公路路基的土質結構主要為絮凝狀結構，其強度比較大、壓縮性比較小。所以，在具體試驗檢測過程當中，檢測人員需要采取科學方法，嚴格控制公路路基填料實際含水量，確保路基壓實度符合規定要求。

4 結語

綜上所述，重點對公路工程常見病害及試驗檢測方法要點進行分析，例如路面彎沉檢測方法、公路平整度檢測方法、公路抗滑性能檢測方法、公路壓實度檢測方法等，不但可以顯著提升公路試驗檢測質量與效率，而且能夠有效減少能源的浪費，故可以為相關工作人員提供一定的借鑒和參考。