基于圭目檢測評估的國道路面養護方案研究

摘""要：針對貴州省習水縣境內G352國道天堂壩至幸福村路段，采用車載式道路結構智能檢測系統，通過三維探地雷達等技術手段，詳細評估了路面損壞和結構病害。研究發現，主要存在疏松、層離、沉陷、脫空、裂縫等病害，總面積達15"106.84"m2，其中疏松為主要病害。根據檢測結果，制訂了包括面層功能恢復、面層改造、基層改造和路面結構重建等精細化養護方案，旨在提升路面使用性能和行車舒適性，確保路段技術狀況達到良等水平以上，并延長道路使用壽命。

關鍵詞：圭目檢測評估""路面養護方案""三維探地雷達""結構病害分析

中圖分類號：U416.217;U418.6

Research"on"Maintenance"Plan"for"National"Highway"Pavement

Based"on"Guimu"Detection"and"Evaluation

SUN"Chengxin

Zunyi"Highway"Administration"Bureau"of"Guizhou"Province，"Zunyi，"Guizhou"Province，"563000"China

Abstract："A"vehicle"mounted"intelligent"road"structure"detection"system"was"adopted"for"the"section"of"G352"National"Highway"from"Tiantangba"to"Xingfu"Village"in"Xishui"County，"Guizhou"Province，"Through"technologies"such"as"3D"ground"penetrating"radar，"pavement"damage"and"structural"diseases"were"evaluated"in"detail."The"research"found"that"there"were"mainly"diseases"such"as"looseness，"delamination，"subsidence，"voids"and"cracks"in"this"section，"with"a"total"area"of"15，106.84"square"meters，"among"which"looseness"is"the"main"disease."Based"on"the"test"results，"a"refined"maintenance"plan"was"formulated，"including"surface"function"restoration，"surface"reconstruction，"base"course"reconstruction"and"pavement"structure"reconstruction."It"aims"to"improve"road"performance"and"driving"comfort，"ensure"that"technical"conditions"of"road"sections"reach"good"level"or"above，"and"extend"service"life"of"roads.

Key"Words："Guimu"detection"and"evaluation;"Pavement"maintenance"plan;"3D"Ground"Penetrating"Radar"（GPR）;"Structural"disease"analysis

隨著公路交通的不斷發展，國道路面的養護管理成為保障行車安全、提高道路使用壽命的重要環節[1-2]。本文基于圭目檢測評估技術，對G352國道貴州省習水縣境內天堂壩至幸福村路段的路面養護方案進行了深入研究。近年來，隨著交通量的持續增長和重載車輛的增多，該路段的路面出現了不同程度的損壞和結構病害，亟須科學、合理的養護方案以提升道路使用性能[3-4]。

傳統的路面檢測方法多依賴于人工目視和簡單的測量工具，存在檢測效率低、主觀性強、易遺漏等問題。而現代檢測技術的發展，尤其是三維探地雷達、自動化檢測車等先進設備的應用，極大地提高了路面檢測的精度和效率[5-6]。圭目檢測評估技術作為其中的代表，通過高頻脈沖電磁波在路面結構中的反射和折射，能夠清晰成像路面內部結構，準確識別各類病害，為路面養護方案的制訂提供了科學的數據支持。

基于檢測結果，本文進一步分析了路面損壞狀況指數（Pavement"Condition"Index，PCI）及典型路面損壞類型，明確了養護工作的重點區域和病害類型。同時，結合交通量調查分析，對路段交通荷載等級進行了科學劃分，為制訂合理養護方案提供了數據支持，提出了面層功能恢復、面層改造、基層改造和路面結構重建等養護方案。

1"項目概況

G352國道始發于湖南省張家界市，途徑湖南、貴州、四川、云南4省，終點在云南省巧家縣。該路面養護項目勘察設計范圍為貴州省習水縣境內天堂壩至幸福村路段，樁號為K942+265—K952+665，路線全長10.4"km，該路段于2002年進行公路提等改建，2014年進行全路段大修，2020—2023年僅局部路段開展路面功能性、預防性養護。公路等級為二級，路基寬度8.5"m，設計速度為40"km/h，設計荷載為公路-Ⅰ級，雙向兩車道，瀝青混凝土路面。路面結構形式為15"cm級配碎石底基層+22～30"cm水泥穩定碎石基層+5～9cm瀝青面層。

2""圭目路況檢測評估

2.1""檢測設備及采集原理

本次檢測采用車載式道路結構智能檢測系統，該系統集路面數據采集、數據處理與信息管理、遠程監控與輔助于一體。數據采集子系統裝備智能檢測車、視覺檢測模塊、三維地質雷達模塊、高精度定位站及車載管理軟件，全面捕捉路面信息。數據處理子系統通過專用軟件分析檢測數據，管理路面健康信息。遠程監控子系統則依托多功能運輸車和遠程控制臺，實現遠程操控與輔助支持，確保檢測高效精準。

路面病害探測基于三維探地雷達，它發射高頻脈沖電磁波穿透路面。遇介電差異界面時，電磁波反射并穿透回地面，由接收天線捕捉。軟件分析信號波長、振幅等特征，確定地下物體三維位置、介電性及形態。通過雷達圖像，精確測量路面層厚，識別脫空、裂縫等病害。數據歸檔后，用GM-DAS軟件處理，輸出路面損壞及結構病害的詳細分析報告。

2.2""結構病害評價方法

路面損壞狀況指數PCI是評估路面狀況的百分制指標，綜合考量損壞類型、程度及破損率。本次檢測運用機器人視覺系統，結合DAS"AI自動識別損壞并校驗。地下病害識別基于探地雷達特征，通過波形、振幅等變化反推內部形態，結合水平切片分析，精準診斷結構病害。三維探地雷達數據直觀展現路面結構空間狀態，通過波組特征反演，明確判斷脫空、層離、空洞等病害。

2.3""檢測結果與成因分析

利用車載智能檢測系統結合三維探地雷達，清晰成像路面內部結構，提取異常體特征進行病害分析。依《城市地下病害體探測與評估標準》（JGJ/T437—2018）評定，檢測路段主要病害為疏松、層離等，總面積約15"106.84"m2，其中疏松占主導，約14"520.23"m2，主要集中在基層與底基層。根據路面損壞檢測結果，起始樁號K944+000—K945+000路段PCI評定結果為79.60，評價等級為中；K942+265—K944+000和K945+000—K952+700路段PCI評定結果均為80以上。K942+265—K952+700路段PCI平均值為87.46，等級整體評價為“良”。

經檢測：路面損壞總面積約2"852.18"m2。本路段以縱向裂縫、橫向裂縫、修補和龜裂為典型路面損壞。

圖3為K942+443～K942+470路段三維探地雷達圖像，顯示在基層下部區域存在明顯強于背景場的強振幅，該異常位于輪跡帶區域，疑似基層裂縫，由此推測，道路基層在持續的重交通荷載作用下，可能會導致輪跡帶基層破損，形成裂縫，縱向結構裂縫上部路面未產生路面損壞。

圖4為位于檢測區域K942+546附近基層疏松三維探地雷達圖像。探地雷達縱剖面在基層內部振幅整體較強，反射波同相軸較雜亂，推斷該異常為基層疏松。由此推測，施工時含水率偏低或施工時溫度過高水分蒸發過快，出現溫縮或干縮現象，若地表水下滲至基層，滯留在基層內部的水在行車荷載作用下，產生一定水壓對基層造成侵蝕沖刷，降低基層的穩定性，隨著時間的推移逐漸形成松散。由此路面容易出現龜裂、車轍等病害，加速結構的老化，縮短其使用壽命。

3""路面養護方案

3.1""交通量調查分析

根據區間交通觀測站提供的該路段2021—2023年交通量分別為：6"287輛、5"090輛和5"267輛，交通量組成情況見表2。

根據本路段交通量統計數據，按照《公路瀝青路面設計規范》（JTG"D50—2017）規定，分析本項目交通荷載等級如下。

初始年大型客車和貨車雙向年平均日交通量為778輛/日，路面設計使用年限為10年，交通量平均增長率為6%，方向系數為0.55，車道系數為1。初始年設計車道大型客車和貨車年平均日交通量為427輛/日，計算得到設計使用年限內設計車道累計大型客車和貨車交通量為2"054"292輛。本項目設計年限內交通量組成情況和交通等級情況如表3所示。

3.2""路面養護設計

根據道路交通量情況和路面檢測結果進行分析，并進行精細化設計（最小設計單元為200m），分別采用面層功能恢復、面層改造、基層改造和路面結構重建等方式提高路面的使用性能和行車舒適性。擬通過本次養護整治，使該路段技術狀況整體達到良等水平以上，優良路率達到100以上，無次差等路，徹底改善行駛安全性及舒適性、延長道路使用壽命，同時增強路面抗滑、抗反射裂縫等。

3.2.1""路面局部病害處治方案

（1）面層改造、基層改造路段病害處治方案。①沉陷：輕微下沉無破損可忽略；土基或基層破壞所致需清理軟基，用水泥穩定碎石/級配碎石填補后重鋪路面。接縫用高分子雙面貼密封，水穩層加自黏玻纖格柵防裂。開挖后若發現積水，需排水處理。②坑槽：基層結構遭到破壞而引起較大坑槽按照“圓洞方補，斜洞正補”的原則，采用水泥穩定碎石進行挖換，并做積排水處理。

（2）面層功能恢復路段病害處治方案。①坑槽：表面層改造、面層功能恢復，坑槽采用水泥穩定碎石進行挖換修補，并做積排水處理。②沉陷：采用水泥穩定碎石、級配碎石、石渣挖換原路面結構及路床，并做積排水處理。③龜裂、松散和擁包：對于局部小面積，可參照坑槽的處治方案進行，對于龜裂嚴重路段采用水泥穩定碎石進行挖換修補，新舊瀝青路面接縫處采用高分子雙面貼進行貼縫。④橫向裂縫和縱向裂縫：對于縫寬小于3"mm的裂縫，對輕度縱橫向裂縫采取熱瀝青灌縫處理，并加鋪單面貼壓縫；對于縫寬大于3"mm的嚴重裂縫，對重度縱橫向裂縫進行面層挖出后回鋪瀝青混凝土，新舊瀝青路面接縫處采用高分子雙面貼進行貼縫；若下承層存在裂縫，需對裂縫進行封縫處理，并鋪設自黏式玻纖格柵防治基層反射裂縫。

3.2.2""路面養護方案

瀝青混凝土面層主要起抗磨耗和保持路面平整及抗滑等的作用。在貴州普通國省道養護項目中，常見的面層瀝青混合料類型有高性能瀝青（Superior"Performing"Asphalt"Pavement，SUP）型、瀝青瑪蹄脂（Stone"Mastic"Asphalt，SMA）型。具體路面養護方案如下。

4""結語

（1）通過對路面表觀內部結構信息采集，形成檢測區域全面數字模型，并對表觀和內部結構病害的分布區域進行統計和病害成因進行分析，可以為道路養護設計提供更科學、更精準的養護對策。

（2）結合道路交通量情況和路面檢測結果，通過精細化養護設計和病害處理，結合項目實際情況，可采用面層功能恢復、面層改造、基層改造和路面結構重建等方式提高路面的使用性能和行車舒適性。

參考文獻

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