公路路基路面早期病害檢測及處治技術

雷阿利

摘要：公路路基路面早期病害的檢測和處治是保障公路質量和安全的重要環節。基于此，本文介紹公路路基路面早期病害的類型及成因，分析早期病害對公路路基路面的危害，探討早期病害的檢測技術，并提出相應的處治技術，以供參考。

關鍵詞：公路；路基；病害；檢測；技術

DOI：10.12433/zgkjtz.20240744

公路作為交通的重要基礎設施，對于促進經濟發展和保障人們生活具有重要意義。然而，由于多種因素的影響，公路路基路面會出現早期病害，例如，裂縫、坑槽、松散等，因此，及時檢測和處治公路路基路面的早期病害，對于保障公路安全和延長使用壽命具有重要意義。

一、公路路基路面早期病害類型及成因

（一）裂縫及其成因

裂縫可分為縱向裂縫、橫向裂縫和龜裂等。縱向裂縫一般沿著公路的縱向方向延伸，主要由于路基土壓縮、沉降或溫度變化引起。橫向裂縫則指的是沿公路橫向方向的裂縫，常由于路面的收縮和不均勻沉降引起。龜裂是一種細小的裂縫，通常呈網狀分布，由溫度變化和路面老化引起。裂縫的主要成因和特點包括：

第一，施工質量不良。如果施工過程中的質量控制不到位，例如，混凝土澆筑不均勻、壓實不充分等，容易導致裂縫的產生。

第二，路基土質不穩定。如果路基土質不穩定，例如，土層壓縮性差、含水量過高等，會引起路基的沉降和變形，從而導致裂縫的形成。

第三，溫度變化引起的熱脹冷縮。路面受溫度變化的影響，會發生熱脹冷縮，當溫度升高時，路面會膨脹，當溫度下降時，路面會收縮，這種變化也會導致裂縫的形成。

（二）坑槽及其成因

坑槽是公路路面上形成的凹陷區域，會影響行車安全和舒適性。坑槽主要成因包括：

第一，材料沉陷。路面材料的沉陷是坑槽形成的常見原因。當材料的承載能力不足或受到水侵蝕時，會導致材料下沉形成坑槽。

第二，車輛超載。車輛超載會對路面施加過大的壓力，使材料破壞，從而形成坑槽。

第三，路基不堅實。如果路基土質不穩定或承載能力不足，會導致路面沉降，形成坑槽。

（三）松散及其成因

松散是指路基土質的松弛或疏松，導致路面下沉和不穩定。常見的松散病害包括路面下沉、路基軟化等，會影響路面的承載能力和穩定性。松散病害的主要成因包括：

第一，土質松弛。當路基土質不夠密實或受到水分侵蝕時，會導致土質松弛，引起路面下沉和不穩定。

第二，路基軟化：路基軟化也是松散病害的常見成因之一。當路基土質遇到水分時，會發生軟化現象，導致路面下沉。

（四）沉陷及其成因

沉陷是指路面下部分區域下沉或下陷，主要由于路基土質不穩定、地下水位變化等引起，會導致路面不平整，影響行車安全和舒適性。沉陷的主要成因包括：

第一，路基土質不穩定。當路基土質不夠堅實或受到水分侵蝕時，會導致路基下沉和沉陷。特別是在潮濕地區或地下水位較高的地方，容易發生這種情況。

第二，地下水位變化。當地下水位下降或上升時，會導致土壤的收縮或膨脹，進而引起路面沉陷。

（五）水損害及其成因

路路基路面的水損害是指由于水的作用而導致的路基和路面結構損壞。這種損害不僅會影響道路的平整性和舒適性，還會降低道路的使用壽命和安全性。水損害是影響路面性能的重要因素之一，其成因主要包括以下幾個方面：

第一，內部水分變化。公路路基路面內部水分變化主要包括凍融作用及毛細作用兩個方面。首先，凍融作用。在寒冷地區，路基水分結冰后體積膨脹，形成冰晶破壞路基材料，隨后融化造成結構松散，降低路基承載能力。其次，毛細作用。水分通過毛細作用進入路面結構，尤其是在干旱和濕潤交替的環境中，反復的毛細吸水和蒸發過程會破壞路面材料的結構。

第二，外部水流沖刷。強降水時，路面未能及時排除的水流會沿路面流動，對路面產生沖刷作用，導致路面材料流失或松散。同時，排水系統（如排水溝、井、渠等）設計不當或維護不及時，導致積水或水流對路基邊坡和路面產生侵蝕作用。

第三，水化學作用。水中的化學物質（如鹽分）可侵蝕或改變路基、路面材料的化學性質，降低強度和穩定性。特別是在特定條件下，水中的堿性物質與骨料發生化學反應，導致路面材料膨脹開裂。

第四，地下水位變化。地下水位的波動，尤其是上升到路基附近時，會增加路基的飽和度，降低穩定性和承載力。同時，地下水通過路基材料時產生的滲透壓力，會導致路基材料顆粒重新排列，降低穩定性。

二、早期病害對公路路基路面的危害

（一）影響公路的使用壽命

裂縫、坑槽等早期病害會導致路面結構破損和強度降低，縮短公路的使用壽命，如果不及時修復，可能進一步蔓延和擴大，加大損害。例如，裂縫會擴大為更大的龜裂，坑槽變得更深更寬，導致更大范圍的路面破壞和結構強度降低，不僅會增加車輛的損耗和維修成本，還會增加交通事故的發生概率，影響行車安全。

（二）影響交通安全

早期病害對交通安全產生了顯著影響。首先，坑槽和裂縫會對車輛的穩定性產生不良影響。當車輛行駛在存在坑槽和裂縫的路面上時，車輪會受到沖擊力，導致車輛顛簸和搖晃，降低車輛對路面的穩定控制能力，增加了車輛失控或操控困難的風險，引發安全事故。其次，積水和冰凍。當路面存在積水時，車輛的抓地力會降低，增加了車輛打滑和失控的風險，同時，還可能隱藏其他路面病害，例如，坑槽和裂縫，增加了行車的風險。冰凍會導致車輛失去對路面的穩定控制，增加了交通事故發生的可能性。

（三）影響交通流量

早期病害對交通流量產生了不利影響，降低了道路的通行效率。首先，坑槽和裂縫會使車輛不得不避讓，往往試圖繞過或減速通過，導致車輛之間的距離縮小，增加了交通擁堵的可能性。其次，降低道路的通行速度。當車輛行駛在存在坑槽和裂縫的路面上時，駕駛員不得不減速以避免顛簸和損壞車輛，延長通行時間。

三、公路路基路面早期病害檢測技術

（一）外觀檢測

外觀檢測是一種常用的方法，用于定期檢查公路表面的狀況，以發現早期病害，如裂縫、坑槽等問題。這種檢測方法主要依靠人工觀察和目視檢查，檢查人員會仔細觀察公路表面的情況，通常會使用專門設計的工具，例如，放大鏡、刻度尺等，以幫助更好地檢查和測量病害的尺寸和形狀。

（二）雷達檢測

雷達檢測是一種常用的非破壞性檢測方法，用于對公路內部結構進行檢測。通過利用雷達技術，可以發現公路內部潛在的病害，例如，空隙、蜂窩狀結構、沉降等問題。雷達檢測利用雷達波束向公路內部發射電磁波，并接收反射回來的信號。通過分析接收到的信號，獲取公路內部結構的信息。

（三）超聲檢測

超聲檢測是一種利用超聲波技術對公路進行檢測，以發現公路中存在的裂縫、脫空等病害，具有穿透力強、傳播速度快的特點。將超聲波傳入公路結構中，然后接收反射回來的信號，通過分析超聲波的傳播特性和接收信號，確定病害的位置、形狀和大小等，對于制定維修計劃和預測公路壽命具有重要價值。

（四）芯樣檢測

芯樣檢測是通過對公路進行鉆芯取樣，檢測路面的結構和材料情況。專業的技術人員使用鉆機將鉆頭鉆入公路結構中，取出一小段路面的芯樣，包括路面表層、基層和底基層等不同部分的材料，然后送往實驗室進行進一步的分析和測試。通過對芯樣進行物理和化學測試，可以了解路面的厚度、密度、強度、含水率等參數，對于評估路面結構的健康狀況和性能具有重要價值。

四、公路路基路面早期病害處治技術

（一）裂縫處治

在裂縫處治中，首先需要評估裂縫的類型和程度。根據裂縫的寬度、長度和深度等參數，確定采取的處治方法。

第一，灌縫。指將特定的填縫材料注入裂縫中，以填充和封閉裂縫。填縫材料可以是瀝青、聚合物、膠體等，具有良好的粘結性和耐久性，有效防止裂縫的擴展和水分滲透，延長路面的使用壽命。

第二，封縫。是指在裂縫上覆蓋一層特殊的封縫劑或膠體，形成保護層，防止水分和雜物進入裂縫內部。封縫材料可以是瀝青膠、聚合物封縫劑等，具有良好的粘結性和耐久性，可以修復裂縫，提高路面的抗水性和耐久性。

第三，采用其他裂縫處治方法，例如，熱補、冷補等。熱補是指使用熱瀝青材料填補裂縫，通過高溫熱熔，使補縫材料與路面形成牢固結合。冷補是指使用冷補料對裂縫進行填補，優點是施工簡便、快速且經濟。

（二）坑槽處治

第一，現場修補。這是一種簡單有效的方法，適用于較小的坑槽。首先清理坑槽，將雜物清除干凈，然后選擇合適的修補材料，例如，瀝青補丁料或水泥砂漿，填充坑槽，最后進行適當壓實，確保修補部分與周圍路面平整。

第二，熱補。這是一種常用的修補方法，適用于較大且深度較深的坑槽。該方法使用熱瀝青混合料進行修補，首先將坑槽清理干凈，然后將熱瀝青混合料倒入坑槽中，使用專用工具進行均勻壓實，最后進行表面平整處理。熱補修補的優點是填補坑槽堅固耐用，能提高路面的平整度和承載能力。

第三，路面整體鋪設。這是一種較徹底的修復方法，適用于多個坑槽集中出現的路段。該方法要拆除受損的路面部分，重新鋪設新的路面材料，例如，瀝青或混凝土，可以恢復路面的平整度和承載能力，但需要較大的施工力量和時間。

（三）松散處治

第一，重新鋪筑。這是一種徹底的松散處治方法。該方法適用于路面松散嚴重、無法通過修補和維護來解決的情況。重新鋪筑包括以下步驟：首先，清理和拆除松散路面的損壞部分；其次，重新鋪設基層和面層材料，確保路面的平整和牢固；最后，進行養護和密封，提高新鋪設路面的質量，延長使用壽命。

第二，壓實。這是一種常用的松散處治方法。該方法適用于路面松散程度較輕、可以通過壓實來加固的情況。壓實可以使用壓路機、振動壓路機等設備，通過對路面反復壓實，提高密實性和穩定性，根據路面材料的特性和厚度，選擇合適的壓力和頻率，確保壓實效果。

（四）沉陷處治

第一，注漿。這是一種常用的沉陷處治方法，適用于路面沉陷程度較輕、通過加固地基來解決的情況。注漿使用注漿設備和材料，將高壓注漿劑注入路面地基中，在地基中膨脹和固化，填充空隙并增強地基的穩定性和承載力，有效解決沉陷問題，并提高路面的安全性。

第二，加固路基。這是沉陷處治的重要措施之一。通過加固路基，可以增加路基的穩定性和承載能力，減少或預防沉陷問題的發生。常見的加固方法包括土壤加固和加厚路基。首先，土壤加固是一種常用的路基加固方法，在路基土壤中加入固化材料，例如，水泥、石灰等，將其與土壤混合并固化，增加土壤的強度和穩定性，有效提高路基的承載能力，減少沉陷問題的發生。其次，加厚路基，通過土方開挖和填筑的方式進行，當路基承載能力不足時，在原有路基上加厚一定的土層增加承載能力，以提高路基的穩定性和均勻性。

第三，排水處理。這是沉陷處治的重要環節。合理設計和維護排水系統，可以有效減少地下水對路基的影響，保持路基土壤的干燥和穩定。常見的排水處理方法包括設置排水溝、排水管道和雨水收集設施等。

（五）公路路基路面水損害處治措施

第一，路基加固。路基是公路的支撐結構，其穩定性直接關系到公路的安全。為了確保路基內部和表面的水能夠及時排出，施工人員需要設置足夠的縱向和橫向排水設施，如排水溝、橫向排水管等，以此有效引導水分流向預定區域，避免水分在路基內部積聚。同時，使用地質布、塑料排水板等材料增強路基的穩定性，防止水分侵入路基。

第二，路面防水處理。在路面施工過程中，施工人員可使用瀝青混凝土在路面及路基之間做防水層，防止雨水滲入路基。同時，定期檢查路面裂縫，使用瀝青或其他填縫材料及時修補裂縫，確保裂縫填補完整、密實。

第三，改善排水系統。排水系統是公路的重要組成部分，其暢通與否直接關系到公路的安全。因此，施工人員需要定期清理排水溝和排水管道中的雜物，確保排水暢通無阻。同時，在水損害嚴重的區域，增設排水溝、集水井和橫向排水管，增加排水量，提高排水效率，減少水分在公路上的積聚，從而降低水損害的風險。

五、結語

綜上所述，通過對公路路基路面早期病害的深入研究和分析發現，早期病害會對公路的使用壽命和交通安全會造成嚴重影響，必須采取有效的檢測技術和處治措施進行防治，同時進一步加強施工質量控制、自然環境防護和車輛管理等方面的工作，更好地保障公路的安全并延長使用壽命。

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