试析公路路基路面早期病害检测及处治技术

2023-11-27李青马风林宁夏锦隆工程试验检测有限公司宁夏银川750001

中国房地产业 2023年33期

文／李青、马风林宁夏锦隆工程试验检测有限公司宁夏银川 750001

1.公路路基路面早期病害的概述

公路路基路面早期病害是指在公路建设和使用初期，由于各种原因导致的路面出现的一些轻微的、局部的、可逆的缺陷或损伤，如龟裂、起砂、坑洼、裂缝等。这些病害通常不会对道路整体的结构安全产生影响，但会影响道路的平整度和使用寿命，甚至可能引发交通事故。因此，对于公路路基路面早期病害的及时发现和处理非常重要。

2.公路路基路面早期病害检测的重要意义

首先，通过检测公路路基路面早期病害能够有效延长道路使用寿命。早期发现和处理道路病害，可以延长道路的使用寿命，减少因病害引起的交通事故和经济损失。其次，通过检测公路路基路面早期病害能够更好的保障道路安全。道路病害可能会导致路面不平整、裂缝、坑洼等问题，影响车辆行驶的安全性，而早期发现和处理道路病害可以及时消除安全隐患，保障道路安全。第三，通过检测公路路基路面病害，能够提高道路使用效率，及时发现和处理道路病害，可以保证道路的平整度和稳定性，提高道路的使用效率，减少因道路病害导致的拥堵和延误。第四，通过检测公路路基路面病害，能够有效减少公路维修成本。早期发现和处理道路病害，可以避免病害进一步扩大，减少维修成本，同时也可以减少对环境的污染和破坏[1]。综上所述，公路路基路面早期病害检测对于保障道路安全、提高道路使用效率、延长道路使用寿命以及减少维修成本等方面都具有重要的意义。

3.公路路基路面早期病害的类型分析

公路路基路面早期病害是指在公路建设初期或使用初期出现的各种病害，包括裂缝、坑槽、松散、龟裂、沉陷等（如图1）。

图1 沥青路面沉陷裂缝

这些病害会严重影响公路的使用寿命和安全性，因此需要及时进行维修和处理。公路路基路面早期病害的类型主要包括了以下几个方面：首先是裂缝类病害。裂缝是公路路基路面早期病害中最常见的一种。裂缝的出现可能是由于路基土层不均匀、压实不充分、温度变化等原因引起的。裂缝的宽度和深度不一，有些只是浅表性的，有些则深入到路基内部。裂缝会导致路面变形、开裂、甚至断裂，严重影响公路的使用寿命和安全性。其次是坑槽类病害。坑槽是路面上出现的凹陷或坑洞。坑槽的形成通常是由于土方工程、路基施工等因素造成的。坑槽的大小和深度不同，有些只是浅表性的，有些则深入到路面下层。坑槽会导致路面不平整，影响行车安全[2]。第三是松散类病害。具体是指路面表层出现松散、起皮、龟裂等现象。松散的形成原因可能是由于路基土方不均匀、压实不充分、温度变化等原因引起的。松散的路面表面不平整，易产生噪音，影响行车安全。第四是龟裂类病害。龟裂是指路面表层出现龟裂、起皮等现象。龟裂的形成原因可能是由于路基土方不均匀、压实不充分、温度变化等原因引起的。龟裂的路面表面不平整，易产生噪音，影响行车安全。第五是沉陷类病害。沉陷是指路面下沉或凹陷。沉陷的形成原因可能是由于路基土方不均匀、压实不充分、温度变化等原因引起的。沉陷的路面表面不平整，易产生噪音，影响行车安全。最后是龟背类病害。龟背是指路面表层出现龟背状的凸起。龟背的形成原因可能是由于路基土方不均匀、压实不充分、温度变化等原因引起的。龟背的路面表面不平整，易产生噪音，影响行车安全。公路路基路面早期病害种类繁多，不同的病害会对公路的使用寿命和安全性产生不同程度的影响。因此，在公路建设初期或使用初期，需要及时进行病害的检测和维修，以保证公路的正常使用。

4.公路路基路面早期病害发生的机理

公路路基路面早期病害是指在路面使用初期，由于各种原因导致路面出现的各种缺陷和损伤。这些病害可能包括坑槽、裂缝、脱落、变形等，严重影响了路面的使用寿命和安全性能。路基路面早期病害的机理比较复杂，具体包括以下几个方面：

首先是材料性质和结构因素。路面材料的物理和力学性质是决定路面强度和稳定性的重要因素。例如，沥青混合料的配合比、沥青含量、骨料的种类和质量等都会影响路面的强度和稳定性[3]。此外，路面的结构形式和厚度也会对路面的强度和稳定性产生影响。沥青混合料的配合比是路面材料的重要组成部分，它决定了路面材料的强度和稳定性。一般来说，沥青混合料的配合比应该根据路面使用情况和设计要求进行合理的选择。如果配合比不合理，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。与此同时，沥青含量也是路面材料强度的重要指标。一般来说，沥青含量越高，路面的强度就越大。但是，如果沥青含量过高，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。因此，在选择沥青含量时，需要根据路面使用情况和设计要求进行合理的选择。另外，骨料的种类和质量也会影响路面的强度和稳定性。一般来说，骨料的种类和质量应该根据路面使用情况和设计要求进行合理的选择。如果骨料的种类和质量不合适，就容易导致路面出现裂缝、变形等病害。除此之外，路面的结构形式和厚度也是影响路面强度和稳定性的重要因素。一般来说，路面结构形式越复杂，其承载能力就越强。但是，如果路面结构形式过于复杂，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。因此，在设计路面结构形式时，需要根据路面使用情况和设计要求进行合理的选择。

其次是环境因素和使用因素，环境因素是影响路面强度和稳定性的重要因素之一。例如，温度、湿度、降雨、风等环境因素都会对路面材料和结构产生影响，进而引发病害的发生。例如，在高温多雨的环境下，路面容易出现龟裂、变形等病害；在重载车辆频繁通行的路段，路面容易出现坑槽等病害。因此，在路面设计时，需要考虑到环境因素的影响，采取相应的措施进行预防和控制。使用因素是影响路面强度和稳定性的另一个重要因素。例如，车辆荷载、车速、路面使用年限等都会对路面材料和结构产生影响，进而引发病害的发生。例如，如果车辆荷载过重，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害；如果车速过快，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。因此，在路面设计和施工时，需要根据使用情况和设计要求进行合理的选择和控制[4]。

最后是设计和施工因素，设计因素是影响路面病害发生的一个重要因素。例如，路面设计的合理性、路面厚度、路面结构形式等都会对路面材料和结构产生影响，进而引发病害的发生。例如，如果路面设计不合理，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害；如果路面厚度不足，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害；如果路面结构形式过于复杂，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。因此，在路面设计时，需要充分考虑这些因素的影响，采取相应的措施进行预防和控制。施工因素是影响路面病害发生的另一个重要因素。例如，施工质量、施工工艺、施工时间等都会对路面材料和结构产生影响，进而引发病害的发生。例如，如果施工质量不好，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害；如果施工工艺不当，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害；如果施工时间过长，就容易导致路面出现龟裂、变形等病害。因此，在路面施工时，需要严格按照设计要求进行施工，采取相应的措施进行预防和控制。

5.公路路基路面早期病害检测分析

5.1 需要遵循的基本原则

公路早期病害应考虑到具体的病害程度和类型以及路面使用性能来选择最为合理的处治措施，如果路面使用性能发生了问题则应该对其进行及时的检测和处治，从而对其性能进行有效的改善。在对早期病害进行处治时，应该优先考虑到排水设备的处理，通过对路面情况的改善来提升公路性能和稳定性，从而保证路面的均匀。路面强度，也就是弯沉值如果不达标，则应该对其进行及时的补强，对路面均匀度进行恢复，采取局部的挖补和整治措施。在对检测方法进行选择时，应该遵循相应的原则。恰当的选择公路路基路面早期病害的检测技术，能够对病害进行更为迅速准确的检测，降低公路维护费用，延长公路使用寿命，其所需要遵循的原则主要包括了以下几个方面：首先是准确性原则，在对检测技术进行选择时，要结合病害的类型来选择多个或者一个检测技术，实现检测技术之间的互补。通过分析路面损害程度，来配合相应的检测方法和设备，确保操作的可靠便捷，准确的反映公路损伤的情况[5]。其次是效率性原则，因为是在公路全开放或者半开放的情况下进行检测，要保证公路的畅通，所以在选择检测技术时应该保证效率的提高，尽可能的快速准确完成检测过程。最后是经济性原则，在选择检测技术时，要考虑到成本的控制，尽可能用最少的花费来达到检测的目标。

5.2 常见的检测方法

首先是目测法。目测法是一种最基本的病害检测方法，也是最直观简便的方法。通过观察路面表面的裂缝、坑槽、松散、龟裂等现象，判断路面是否存在病害。目测法的优点是操作简单、成本低廉，缺点是精度较低，只能检测到表面病害。其次是探地雷达法。探地雷达法是一种利用雷达波探测地下物体的方法。在检测路面病害时，探地雷达可以检测到路面下的裂缝和坑洼等病害。探地雷达法的优点是可以检测到路面下的病害，并且可以对病害的深度进行测量，缺点是设备价格昂贵，需要专业人员操作。第三是激光扫描法。激光扫描法是一种利用激光扫描仪对路面进行三维扫描的方法。通过扫描仪获取的数据，可以对路面进行三维建模和分析，从而检测出路面的病害。激光扫描法的优点是可以快速、精确地获取路面的三维数据，缺点是设备价格昂贵，需要专业人员操作。第四是超声波检测法。超声波检测法是一种利用超声波探测路面下的病害的方法。超声波可以穿透路面，检测到路面下的裂缝和坑洼等病害。超声波检测法的优点是可以检测到路面下的病害，并且可以对病害的深度进行测量，缺点是设备价格昂贵，需要专业人员操作。第五是磁粉检测法。磁粉检测法是一种利用磁粉检测路面下的病害的方法。磁粉可以附着在路面下的裂缝和坑洼等病害上，从而检测出病害的位置和范围。磁粉检测法的优点是可以检测到路面下的病害，并且可以对病害的位置和范围进行测量，缺点是设备价格昂贵，需要专业人员操作。最后是X 射线检测法。X 射线检测法是一种利用X 射线检测路面下的病害的方法。X射线可以穿透路面，检测到路面下的裂缝和坑洼等病害。X 射线检测法的优点是可以检测到路面下的病害，并且可以对病害的深度进行测量，缺点是设备价格昂贵，需要专业人员操作。不同的病害检测方法各有优劣，选择合适的病害检测方法需要考虑病害的类型、检测的精度和效率等因素。在实际应用中，可以根据需要选择合适的病害检测方法，或者将多种方法进行组合使用，以提高病害检测的准确性和效率。

6.公路路基路面早期病害的处治技术研究

公路路基路面早期病害检测是为了能够对其中存在的病害问题进行及时的发现和处理，并结合病害的类型来合理选择处治技术。

6.1 初级病害处治

初级病害是指公路路基路面的破损程度相对较低，一般初级病害的裂缝宽度为5 毫米以下，长度为30 米以下，对路面造成的损坏程度较低，不会公路性能和功能带来影响。如果裂缝宽度为2 毫米到5 毫米之间，在路基并未出现严重受损的情况，那么可选择局部开窗的处理方式。如果裂缝宽度为2 毫米以下，则可选择灌缝的策略来进行处理。除此之外，也可以对桥梁伸缩缝区域进行整体更新。如果路面受损程度不高，且弯沉值处于要求范围内，可选择开窗的处理方法来处治病害，如果路面裂缝为2 毫米以下，且没有出现路基损害的情况，弯沉值能够满足运行要求，可选择灌缝的策略来处理。而在对桥梁伸缩缝进行处治时，应该重新安装其中的不规则裂缝位置。在对轻级病害进行处理后，能够明显的改善公路性能和路况，从而保障车辆行驶的安全。

6.2 重度一级病害处治

重度一级病害是指路基路面出现较为严重的破损情况，但不会对公路性能带来明显的影响，通常来看，对路基路面早期病害进行处理的流程具体包括以下内容：如果存在较为严重的路基沉降情况，那么通常会采用高压灌浆的方式来进行处理，如果发生沉降进而导致路面破损，则应该挖出存在问题的路面，并结合具体情况来铺设沥青混凝土路面，在开挖时应该结合具体情况来选择宽度，一般宽度会控制在0.4 米至一个车道距离之间。如果公路路基发生了水量超标的问题，会使得路基发生过湿的情况，可在规定范围利用粉喷桩或者碎石桩来进行处治，在实际处治的过程中，可选择水泥粉制作的喷桩或者石灰粉制作的喷桩，如果路基含水量处于潮湿范围之内，哪种方法都可行。另外，在实际操作中会对路面使用高度有着一定的要求，如果是高填路基，那么应选择水泥粉喷桩，如果是低填路基则应该选择石灰粉喷桩。如果桥台背后存在脱空或者断裂的问题，则应该换掉桥头搭板，对桥头路基进行重新的填筑和压实，然后再对桥头搭板进行浇筑，如果存在不规则的裂缝则应该对其进行重新装置。在桥梁路基结合处设置桩板墙或者挡土墙时，应该对压实工作给予足够的重视，确保填料压实。处理早期病害后，能够有效改善路面情况，增加车辆行驶的安全性和舒适度，并为后续的改造工作积累更多的经验。

6.3 重度二级病害处治

重度二级病害是指路基路面出现十分严重的破损问题，且会严重影响公路的性能，不但硬度和强度等级无法达到标准，路基裂缝宽度也会比最大限度要求更大，甚至出现弯沉值超标的情况。在完成修复后如果不能够达到路面强度要求，弯沉值回弹力小，需要整修路基路面，结合病害类型来选择修复策略，如果在修复时发现路基路面严重损坏，则说明了路基含水量较大，需要对其进行注浆处理，重新修筑路基路面，做好后期的养护工作，满足安全行车需求。在处治病害的过程中，如果路面破损严重，且裂缝宽度大于5 毫米，则可利用钻孔的方式来对其病害进行检测。如果路面裂缝宽度低于5 毫米，但弯沉值大于标准，说明强度无法满足需求。如果发现弯沉值回弹模量强度较小，则需要翻修整个路基。在翻修路基时，如果发现基层损害严重，且含水量超出规定，则应该对路基进行注浆，并全面翻修路床和地基。总的来说，处治重度二级病害时，应该挖除沥青混凝土，并对其进行重新的修建，从而对病害进行彻底解决。如果土基强度不符合要求或者含水量过高，则可对路床石灰进行改良，使用碎石喷桩或者粉喷桩来进行处治。