黃開(kāi)正

（作者單位：云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

近年來(lái)，我國(guó)的高速公路建設(shè)十分迅速，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，但是，隨之產(chǎn)生的高速公路病害問(wèn)題也引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注，積極加強(qiáng)高速公路病害檢測(cè)，尤其是路基路面的早期病害檢測(cè)并做好相應(yīng)的預(yù)防十分重要。

一、高速公路路基路面早期病害檢測(cè)

高速公路路基、路面的整體狀態(tài)，對(duì)整個(gè)高速公路的安全性、穩(wěn)定性、舒適性、服務(wù)壽命具有基礎(chǔ)性影響，根據(jù)具體需要靈活地選擇檢測(cè)技術(shù)對(duì)提高高速公路早期病害的檢測(cè)效率和質(zhì)量具有重要意義，便于早期病害的預(yù)防和排除。

1.路基早期病害檢測(cè)技術(shù)

路基檢測(cè)技術(shù)有很多，不同工程中，會(huì)根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的檢測(cè)技術(shù)。

（1）探地雷達(dá)檢測(cè)

探地雷達(dá)檢測(cè)（Ground Penetrating radar）是公路無(wú)損檢測(cè)中最常用的一種，可用于路基檢測(cè)，也可用于路面檢測(cè)，有車(chē)載的也有手持的，是運(yùn)用高頻電磁波傳播原理進(jìn)行檢測(cè)。電磁波傳播穿越介質(zhì)時(shí)，不同的介質(zhì)層會(huì)產(chǎn)生不同的反射和折射，可通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)接收天線接收到的回波進(jìn)行計(jì)算分析，確定公路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確地反映路基存在的脫空、裂縫、瀝青層剝落、沉陷、含水量等，便于路基養(yǎng)護(hù)。探地雷達(dá)操作簡(jiǎn)單方便、分辨率高、效率高，深得市場(chǎng)青睞。

（2）聲波檢測(cè)

近年來(lái)，聲波檢測(cè)發(fā)展尤為迅速，利用彈性波在各種材料、結(jié)構(gòu)上的傳輸情況進(jìn)行記錄和分析，可以判斷路基的巖土介質(zhì)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，進(jìn)而分析結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷，經(jīng)過(guò)不斷的研究和改良，聲波儀已經(jīng)在公路路基檢測(cè)上獲得了大量運(yùn)用。

（3）EH-4連續(xù)電導(dǎo)率剖面電磁法檢測(cè)

EH-4系統(tǒng)是MT和CAMT的結(jié)合，結(jié)合了兩種系統(tǒng)的性能，是一種利用天然電磁場(chǎng)和人工電磁場(chǎng)測(cè)量大地電阻率的一種測(cè)量方法，它將時(shí)間域和頻率域有機(jī)結(jié)合，可通過(guò)豐富的接收頻點(diǎn)獲得電阻率的深度圖像，給出現(xiàn)場(chǎng)的擬二維剖面結(jié)果供數(shù)據(jù)分析，十分實(shí)用。

（4）密度電阻成像檢測(cè)

這是一種英國(guó)科學(xué)家提出的陣列勘探方法，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，只需預(yù)先測(cè)線，在測(cè)線上有一定間隔的測(cè)點(diǎn)，將全部電極設(shè)置在這些測(cè)點(diǎn)上，通過(guò)電極轉(zhuǎn)換裝置將這些電極組合成一定的電極距和電極裝置，觀測(cè)測(cè)點(diǎn)上的電阻率法，然后對(duì)計(jì)算機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、成像、成圖、解釋，得到地質(zhì)觀測(cè)結(jié)果。

（5）可控源高分辨率地震檢測(cè)

我國(guó)的高速公路建設(shè)地域廣，有時(shí)候需對(duì)公路地基的抗震性能進(jìn)行檢測(cè)，可控源高分辨率地震檢測(cè)技術(shù)是近年由油氣開(kāi)發(fā)勘探領(lǐng)域傳過(guò)來(lái)的，應(yīng)用還不夠成熟，主要是檢測(cè)時(shí)需要寬頻帶，而寬頻帶的低頻分量信噪比和高頻分量信噪比還很難得到較好的平衡，所以也是當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)研究的重點(diǎn)。

2.路面早期病害檢測(cè)技術(shù)

根據(jù)我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，高速公路的路面檢測(cè)應(yīng)包含彎沉、平整度、破損狀況、摩擦、裂縫等，還可以根據(jù)工程檢測(cè)的實(shí)際需要進(jìn)行基層完整度、車(chē)轍、厚度等相關(guān)指標(biāo)的檢測(cè)。常用的檢測(cè)方法主要有以下幾種：

（1）路面彎沉檢測(cè)技術(shù)

彎沉檢測(cè)是路面檢測(cè)的重要指標(biāo)，首先由1953年Benke Iman（中文譯名貝克曼）發(fā)明的梁氏彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)，后來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步，逐漸發(fā)展成靜力彎沉儀、穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀，后引入電子技術(shù)后發(fā)展為脈沖式彎沉儀，也由單點(diǎn)最大彎沉檢測(cè)發(fā)展到路面彎沉盆的檢測(cè)，路面上由柔性發(fā)展到剛性，并且由路面性能的強(qiáng)度評(píng)價(jià)發(fā)展到對(duì)路面的各個(gè)層面的綜合性評(píng)價(jià)，為路面的整體性能判斷和評(píng)價(jià)提供參考和依據(jù)。

（2）路面平整度檢測(cè)

路面平整度檢測(cè)分為兩大類：斷面類和反應(yīng)類，斷面主要測(cè)路面的凹凸情況，反映的主要是實(shí)際、乘客直觀感受到的平整度。路面平整度一開(kāi)始用水平儀檢測(cè)、3m直尺等，效率很低，20世紀(jì)90年代后，出現(xiàn)了平整度儀、顛簸累積儀、激光斷面儀等，極大地豐富了檢測(cè)技術(shù)，也提高了檢測(cè)質(zhì)量和效率。目前，國(guó)內(nèi)外檢測(cè)技術(shù)、儀器研究主要是針對(duì)斷面類的，應(yīng)用最為廣泛的是激光斷面儀。激光斷面儀可達(dá)到80km/h的測(cè)速，精度也很高，基本原理是利用激光傳感器測(cè)量路面和車(chē)體之間的距離，同時(shí)用加速計(jì)測(cè)量車(chē)體的豎向位移，得到斷面剖面圖，根據(jù)斷面圖可計(jì)算國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的平整度。

（3）路面摩擦系數(shù)檢測(cè)

路面抗滑性影響行車(chē)安全，所以摩擦檢測(cè)十分重要。路面抗滑性包括橫向和縱向，縱向影響車(chē)輛滑行距離，橫向影響行駛方向。我國(guó)最常用的檢測(cè)方式是摩擦系數(shù)儀，但測(cè)速低、效率不高，人工檢測(cè)存在較大的安全隱患，所以，國(guó)內(nèi)從英國(guó)、瑞典等引進(jìn)了較為先進(jìn)的橫向力系數(shù)測(cè)試儀，有剎車(chē)、不完全剎車(chē)式摩擦系數(shù)測(cè)試儀等，橫向力系數(shù)測(cè)試儀應(yīng)用最廣，但隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)化摩擦系數(shù)儀必定是未來(lái)路面摩擦系數(shù)檢測(cè)的發(fā)展方向。

（4）路面破損檢測(cè)

傳統(tǒng)的路面破損檢測(cè)主要是人工進(jìn)行，效率低，檢測(cè)結(jié)果受主觀影響大，安全性也不高，所以近年來(lái)路標(biāo)破損測(cè)試系統(tǒng)引進(jìn)應(yīng)用較廣，通過(guò)攝像系統(tǒng)連續(xù)采集路面的圖像，然后系統(tǒng)處理和人工判讀結(jié)合，可較快地對(duì)路表的破損狀況進(jìn)行分類和評(píng)估。

（5）裂縫的OTDR檢測(cè)

裂縫對(duì)路面的穩(wěn)定性、安全性，以及長(zhǎng)期的結(jié)構(gòu)破壞影響很大，所以針對(duì)路面裂縫的檢測(cè)十分重要。OTDR反射技術(shù)用于路面裂縫的檢測(cè)，是利用了傳感器輸出的信號(hào)反射測(cè)量參數(shù)在空間上的變化觀察路面的損傷情況，也就是說(shuō)，輸出的信號(hào)是沿著光線方向傳播的，會(huì)有部分散射，當(dāng)路面有裂縫遇到阻礙、損傷時(shí)，散射光被反射回來(lái)的光就強(qiáng)，反之則弱，由此，可根據(jù)散射光的入射、返回時(shí)間、方向，確定路面損耗的點(diǎn)、損耗區(qū)域、程度等，并繪制時(shí)域包絡(luò)曲線，更直觀地觀察路面裂縫的損害情況。

二、高速公路路基路面早期病害處治

高速公路早期病害檢測(cè)的目的是為了加強(qiáng)病害和排除，所有的檢測(cè)結(jié)果都應(yīng)為這一目標(biāo)服務(wù)，根據(jù)病害的“輕級(jí)”“重一級(jí)”“重二級(jí)”進(jìn)行病害處治。

1.針對(duì)“輕級(jí)”早期病害的處治

“輕級(jí)”病害主要是指高速公路的破損不嚴(yán)重，不影響公路的使用性能，裂縫寬度不足5mm，長(zhǎng)度小于30m，當(dāng)裂縫在2mm～5mm之間，應(yīng)局部開(kāi)窗處理，當(dāng)裂縫小于2mm，應(yīng)灌漿；更新橋梁的伸縮區(qū)域；路面損害較小，應(yīng)局部開(kāi)窗分別處理等。

2. “重一級(jí)”早期病害的處治

“重一級(jí)”病害是指公路路面損害非常嚴(yán)重，但沒(méi)有影響公路的使用性能，路面的基層、干濕狀態(tài)達(dá)不到要求，但又不影響公路的強(qiáng)度，路面裂縫寬度大于5mm?！爸匾患?jí)”病害路面，如果沉陷嚴(yán)重或分段水量超標(biāo)，應(yīng)進(jìn)行局部開(kāi)挖并補(bǔ)救，可采用粉噴樁、碎石樁進(jìn)行處置；如果出現(xiàn)脫空、敲頭搭板斷裂，應(yīng)對(duì)橋頭基進(jìn)行填筑和壓實(shí)，重新澆筑橋頭板；如果橋梁和路堤結(jié)合處出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)設(shè)置板墻或擋土墻等。

3. “重二級(jí)”早期病害的處治

“重二級(jí)病害”是指路面的破損十分嚴(yán)重，使用性能不佳，強(qiáng)度達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，路基的裂縫寬度大于5mm，或者雖然裂縫寬度小于5mm但彎沉值超標(biāo)，路面的干濕狀態(tài)也沒(méi)有達(dá)到要求。如果路面強(qiáng)度不合格，壓縮模量不符材料的基本要求，路面彎沉值回彈力較小，可以對(duì)整個(gè)路基進(jìn)行翻修；如果翻修時(shí)發(fā)現(xiàn)基層已經(jīng)損害十分嚴(yán)重，路基的含水量過(guò)大，應(yīng)對(duì)路床進(jìn)行注漿，路床和基底都應(yīng)翻修。

三、結(jié)語(yǔ)

路基路面是高速公路的核心部分，其綜合質(zhì)量對(duì)公路的整體服務(wù)質(zhì)量具有直接影響，加強(qiáng)路基路面的早期病害檢測(cè)和預(yù)防十分必要，文章簡(jiǎn)要介紹了幾種常見(jiàn)的路基路面檢測(cè)技術(shù)，并分析了“輕級(jí)”“重一級(jí)”“重二級(jí)”病害的處置方法，文章的研究值得行業(yè)工作者參考和借鑒。