生态与智慧型路基建养一体化技术现状分析

张晏榕

摘要：路基建设和养护一体化是对公路进行日常管理的一种较为先进的理念，它可以将公路资源的效益成功的发挥到最大化。本文对生态与智慧型路基建养一体化技术现状进行了详细的分析，提出了现阶段路基建养一体化技术的优缺点，并对此提出了相应的意见，希望可以为我国公路建设领域提供一些有效的参考意见。

Abstract： The integration of roadbed construction and maintenance is a relatively advanced concept for daily management of highways， and it can maximize the effectiveness of highway resources. This paper analyzes the status of ecological and intelligent roadbed construction and maintenance integration technology， and puts forward the advantages and disadvantages of the roadbed construction and maintenance integration technology at the present stage， and proposes corresponding opinions. It is hoped that it can provide some valid references for the road construction field in China.

關键词：生态与智慧型；路基；建养一体化；技术

Key words： ecological and intelligent；roadbed；integration of construction and maintenance；technology

中图分类号：U418.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0244-02

0 引言

随着我国社会的进步和科学技术实力的不断提高，公路建设技术也随之有了较大程度的提升。同时为了顺应时代发展的潮流，生态和智慧型的交通理念开始被人们广为接受和推广。现阶段，我国的公路建设中的生态与智慧型路基建养一体化技术已经不断趋于完善，但是仍然缺少对此技术进行深入的分析和探讨。

1 路基的压实控制和智能检测

对路基进行压实可以将其稳定性得到较大程度的提高，同时路基的压实程度也是检测其质量是否达标的重要测验标准之一。现阶段，国内外关于对路基进行压实方面的研究已非常广泛。一般国外应用的比较多的有智能碾压技术IC，它是指将压路机对公路的路基所产生的相互作用力进行提取，然后通过压路机对路基的压实程度进行检测。最后根据路基的实际压实程度来设定压路机施工中的作业速度和碾压频率等，促使压路机对路基的压实工作可以达到最佳效果。国外的一些专家针对此方法研究出了很多不同种类的检测系统，其中较为常见的有Auto Pave系统。该系统主要是对路基的相关设计参数、碾压参数等有效信息进行相应的统计，然后为之进行一系列的计算，最后可以得出压路机的最佳碾压次数。并且还可以提供匹配此填料的碾压技术，在压路机进行碾压作业时对碾压的次数进行全程的监察，促使路基的压实工作可以顺利完成。除此之外，国外还有很多大型的公司企业也开始了对路基压实效果进行全面监察的研究，其中比较典型的有瑞典AMMANN的ACE系统、德国的BOMAG的BVC系统等等。这些系统可以通过对路基压实程度进行较为全面的监察，从而实现对路基碾压技术的整改，使得碾压作业可以高质高效的完成。但这些监察系统发展的却并不完善，比如有些监察设备的造价非常高、监察设备只能提供单人使用、监察数据无法进行存储等。

国内很多专家也对路基的压实技术有自己独到的见解和研究，学者曹文贵对压路机智能化控制方案进行探讨，分析了它一系列的可行性和不足。最后提出了对振动压实控制方案进行完善和修订的中心概论，使我国智能碾压全面监察系统得到了进一步的优化。学者胡光胜对路基进行碾压的实施过程中所产生的作用力来检测压实的效果，而且设计研发出了适合大颗粒土质压实工作的监察系统。但是该系统所检测出的路基压实程度的数据结果与进行压实作业的实际位置无法有效的匹配，所以在实际压实作业中没有办法根据检测的数据来确定压实的具体位置，在操作中一旦出现问题也无法第一时间进行改动。

2 影响路基长期性能的因素

在对公路进行施工和营运期间，因为会受到降雨、路基内部地下水、公路内部渗水和对车辆及行驶人群的承载力等诸多因素的影响，路基的湿度也会随着受到改变、填充材料的硬度也会有所降低。这些因素会导致公路本身受到破坏，如：路面产生凹陷、公路表层发生裂缝、断裂等。据过往大量的经验和一系列有效研究可以得出，影响路基稳定性的原因主要包括以下几个方面。

2.1 交通承载力

交通承载力会对路基会产生十分重要的影响，但交通承载力过大并超过一定限度时，可能会导致路基发生变形移位等现象发生，此时路基的硬度也会有所降低。当交通承载力持续过大时就会导致路基的稳定性发生变化，对路基造成更为严重的破坏。

2.2 路基的含水量

促使路基的稳定性发生变化，最主要的原因就是路基的含水量发生变化。因为路基内部的含水量会使土质发生一定程度的膨胀、改变它的密实度，使得路基的强度发生变化。因为黏土在水的影响下会发生膨胀的现象（具体膨胀效果并不一致），所以必须对路基进行有效的防水和排水工作。相关试验表明，在路基的含水量达到最佳状态时将路基进行最大限度的压实，此时毛细水几乎不发生移动。在这种情况下，毛细水无法渗透至黏土内，可以起到一定的隔离效果。当实际含水量与最佳含水量无线接近时，毛细水会逐渐将移动速度放缓，此时黏土内的含水量也会随之变小。在一定程度上加大填土量，使得路基升高，当路基的最低处高于地下水位时，地下水对路基的影响可以得到有效的抑制。

2.3 填充材料的选择

在对路基的填充材料进行选择时，需要结合当地的自然条件、天气状况和填充材料的特性进行全面的分析。在路基建立的初步阶段，它的强度需要依靠填充材料的本身性能来支撑。但是如果进行长期考虑，路基的稳定性依然受到它的填充材料本身特性的影响比较多。

2.4 路面结构

行驶车辆会对路面结构产生直接的作用，它所承受的承载力也会进一步的转移至公路的路基。因为路基的承载力会对路面结构产生较大的影响，所以路面结构也会在一定程度上影响路基的稳定性。

面对以上会影响路基稳定性的各项因素，我国专家分析出了相应的措施来对路基的稳定性进行维护。在对路基进行设计时，需要注意两方面的内容。首先，在设计中需要考虑到防水和排水的功能。根据所在地区的现实情况建设防水层，使积水无法渗入到地基内部。然后设置排水沟，将地下水通过排水沟有效的排出。第二点就是关于路面的结构设计，在进行设计时需要考虑车辆的承载力和成本的范围，然后确定路面的具体结构安排。从而提高路基的承载力，保持它的稳定性。对于施工工作一般要考虑三个方面：一、确保路基的填充材料质量符合规定标准；二、在进行路基的压实作业时必须要掌控好填充材料的含水量，确保含水量在达到最佳范围时进行压实作业；三、确保施工质量的最优化，如果在施工过程中出现问题必须第一时间采取有效的措施进行解决，防止问题严重化。

在现阶段，相关人员一般通过对路面结构进行合理的设计、保障公路工程施工过程顺利的开展，避免有所疏漏、对路基定期进行维修和养护等几方面的工作来保障路基的稳定性。但是我国关于对路基的稳定性进行智能检测的研究非常少，主要都是应用一些比较常规的措施。

3 运营过程中路基的动态监测和维护

在公路竣工正式进入运营状态时，它会受到自然天气和车辆承载力等因素的影响，路基也会随之受到不同程度的影响。当对路基的影响不断加大超过一定范围后，路基会出现裂缝、移位、变形等现象。所以在路基正式进入运营状态后，必须要对其进行全面的监察工作，实时监测路基的具体情况。一旦出现问题，及时的采取措施进行解决。

为了能够随时掌控路基的具体情况，方便对整个工程的控制和管理，需要建立一个较为完善的可以对路基进行实时监测的系统。通过这个系统，可以对路基的实际情况进行有效地掌控，对公路的施工过程进行管理和控制、促使工程高效保质的完成。精确的了解在公路实际运行时路基发生的变化，方便对可能出现的问题进行有效的控制，保障路基的稳定性。

现阶段，我国的路基动态监测系统一般包括以下内容：

3.1 对路基沉降进行监测

对路基沉降进行一系列的监测工作一般包括：检查路基的底部是否出现沉降现象、对路基不同层次之间的沉降情况进行监测、对路基表层的沉降情况进行监测。通过对路基这几部分的有效监测，可以反映出在公路工程施工前路基在不同建筑的高度下产生的沉降程度，还有在公路工程竣工开始正式运营后路基在不同建筑的高度下产生的沉降程度。

3.2 深部位移监测

进行深部位移监测一般情况下就是对公路工程路基内边坡里面产生蠕变的一种状态，尤其是在路基的可滑动面通过位移的方式来对其进行实时的监测。它可以随时测量路基边坡土体内部每一个不同深度的位移而产生的改变，然后通过寻找下一个完全不一样的断面类型和下路堤边坡所进行移动面的具体方位，对该移动面所发生位移的程度和进行位移时的速度进行全面的监测。

3.3 含水量的湿度监测

一般对路基含水量的湿度监测包括了对地下水位、自然降水量、路基内部的土质含水量的监测。主要是为了查询出路基内部湿度的由来，针对不同的湿度下路基发生沉降现象所来的一系列影响进行评价，以及因为湿度的变化对路基的稳定性造成的影响进行相应的评价。

3.4 孔隙水压力监测

孔隙水压力监测又可以被称为是基质吸力监测，一般情况下是通过在土坡现场内部埋入各种不同类型的测压管，然后测定测压管平稳之后的水头高度来完成操作。通过进行现场原位测试所得到的数据可以用来对有关孔隙水压力的初始设计预估的准确程度进行检测。而在地基中对于边坡工程来说，孔隙水压力是可以对非饱和土质进行相应的评价工作的一个重要组成部分。

从世界范围来看，GPRS的数据传输技术已经发展的比较完善，但是无论是在我国还是其它国家针对较大范围内的路基沉降进行监测工作的现实案例非常之少。成功的将传感器应用于对路基沉降的监测工作中，该研究领域目前还处于一个比较落后的状态。传感器在对路基沉降的监测工作中需要对其进行安装，但安装的具体位置和方法等还存在着很多的不足之处，我国相关领域对其并没有做较为明确的规定。所以我们可以认为，路基远程监控技术仍然存在着许多的不足之处，未来还需要不断的发展和完善。

4 结束语

本文从三个不同的方面对生态与智慧型路基建养一体化技术进行了深入的探讨，在现阶段该技术还存在很多的不足之处。如：监测设备的引进成本极大、监测信息没有办法进行储存等。虽然这一技术的发展过程十分困难，但随着我国社会的不断发展、科学技术的进步，相信所有难题都将被攻克。

参考文献：

[1]叶艳艳.浅析公路路基施工及养护方略[J].现代交际，2013（4）：23-27.

[2]吳金峰.公路路基的养护与维修[J].科技创新导报，2017（8）：35.

[3]盛亚军.公路建设养护施工技术分析与改良的几点思考[J].价值工程，2014（4）：45-47.

[4]刘伟胜，李思童，郭建国，段文志.生态与智慧型路基建养一体化技术现状分析[J].市政技术，2018（1）：31-36.