淺談公路瀝青路面常見病害及檢測技術(shù)

范斌斌

摘要：要改善我國交通安全質(zhì)量，就要結(jié)合典型瀝青路面病害特性的實(shí)際特點(diǎn)，對各種具有病害性的類型問題進(jìn)行綜合分析，包括道路裂縫、車轍、塌陷等現(xiàn)象，因此需要對其進(jìn)行病害檢測。本文從如何加強(qiáng)日常瀝青路面基層養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面作為出發(fā)點(diǎn)，探討了高速公路瀝青路面的日常養(yǎng)護(hù)檢測措施，包括人工養(yǎng)護(hù)檢測與測量采集材料檢測，為改善我國道路養(yǎng)護(hù)工作提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：公路;瀝青路面;病害檢測;養(yǎng)護(hù)

Abstract：inordertoimprovethetrafficsafetyqualityinChina，itisnecessarytocomprehensivelyanalyzevarioustypesofdiseaseproblems，includingroadcracks，rutting，collapseandotherphenomena，combinedwiththeactualcharacteristicsoftypicalasphaltpavementdiseasecharacteristics，soitisnecessarytodetectthedisease.Fromtheaspectsofhowtostrengthenthedailymaintenanceofasphaltpavementbase，thispaperdiscussesthedailymaintenanceanddetectionmeasuresofexpresswayasphaltpavement，includingmanualmaintenancedetectionandmeasurementcollectionmaterialdetection，andputsforwardrelevantsuggestionsforimprovingtheroadmaintenanceworkinourcountry.

Keywords：highway;Asphaltpavement;Diseasedetection;curing

報(bào)錯(cuò)筆記

引言

近幾年來，在當(dāng)前國家大力引導(dǎo)大型基礎(chǔ)交通設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)的政策背景下，我國高速公路運(yùn)輸發(fā)展迅速。與此同時(shí)，隨著我國汽車擁有量的不斷增加，對瀝青路面的需求也越來越大。高速公路瀝青路面病害的識別與治理是一個(gè)長期的過程，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面狀況，對發(fā)現(xiàn)病害的路面及時(shí)科學(xué)養(yǎng)護(hù)，對于提高公路性能、降低養(yǎng)護(hù)成本具有重要意義。

一、公路瀝青路面簡介

高速公路瀝青路面是指以瀝青為基料，采用礦物材料鋪路的一種。在我國道路工程施工中經(jīng)常看到使用的一種新型柔性高速低質(zhì)量新型路面。它具有良好的路面平整度、變形能力強(qiáng)、無接縫、噪音低、維護(hù)方便、駕駛舒適等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是瀝青本身穩(wěn)定性差，高溫軟化、低溫脆裂、耐水性差。耐久度和性能差的劣質(zhì)瀝青路面，長期都會受到道路車輛通行載荷、溫度、水文、氣候、地質(zhì)等多種因素的雙重影響，其破壞程度隨時(shí)間而變化。所以，只有及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面病害，并進(jìn)行及時(shí)處理，才能保證路面的質(zhì)量和使用壽命。

二、公路瀝青路面病害

高速公路瀝青路面病害不僅影響瀝青路面的使用壽命，也影響其運(yùn)行安全。路面上最常見的瀝青病害有裂縫、車轍、結(jié)冰和塌陷。

（一）裂縫

路面病害主要表現(xiàn)為路面裂縫，主要有水平裂縫、縱裂、裂縫等，產(chǎn)生原因有多種，如路面下陷、過度降水、氣溫失衡、負(fù)載沉重等等

（二）車轍

道路建筑車轍性能是在公路車輛多重荷載共同作用下，路面建筑局部受壓變形而滑動形成的道路坑洼。一般造成道路車轍的性能原因主要有當(dāng)?shù)貫r青材料配合比例的設(shè)計(jì)不當(dāng)、瀝青材料等級不高或適宜、瀝青材料粘度低、砂石多、早晚天氣溫差大、施工時(shí)瀝青壓實(shí)不足等問題。所以，由于當(dāng)?shù)丨h(huán)境因素和軌道交通車輛荷載共同影響作用下，往往會導(dǎo)致瀝青路面建筑抗壓和變形沖擊能力明顯不足，公路路段瀝青路面建筑車轍的性能形成與當(dāng)?shù)貫r青路面建筑材料自身化學(xué)特性好壞有著直接的密切關(guān)系。

（三）翻漿

翻漿的道路瀝青一般發(fā)生在我國東北等溫度波動大的地區(qū)。造成路面

結(jié)構(gòu)損壞的原因是公路結(jié)構(gòu)由于氣溫的變化發(fā)生內(nèi)部反應(yīng)，導(dǎo)致泥漿從路面的損壞處流出，在行駛的負(fù)荷下形成了一個(gè)凸起。

（四）塌陷

另一種在高速公路上常見的瀝青路面病害是塌陷。輕度塌陷可引起行車?yán)щy，嚴(yán)重的塌陷還可引起交通事故。引起路面塌陷的原因主要有兩種：一是路基結(jié)構(gòu)下沉或路基坡度過大，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)坍塌，二是路面積水無法及時(shí)排除，瀝青路面積水排干，裂縫滲入結(jié)構(gòu)層，道路在交通荷載的長期沖擊下會發(fā)生坍塌。道路瀝青病害嚴(yán)重制約著我國高速公路的發(fā)展，只有科學(xué)有效的進(jìn)行瀝青路面養(yǎng)護(hù)，才能提高其使用壽命。

三、公路瀝青路面病害檢測方法

（一）傳統(tǒng)的人工檢測法

最廣泛使用的檢測路面病害的方法之一，就是傳統(tǒng)的人工檢測法，主要適用于檢測車流量比較小的路面病害。基礎(chǔ)高速公路路線檢測操作步驟：由基礎(chǔ)公路目測檢查工人使用自動公路目測和簡易公路檢驗(yàn)檢測工具實(shí)時(shí)分析，然后記錄高速公道路面上車輛受損和破壞者的損傷情況，對具體損傷嚴(yán)重程度、損壞者的具體類型、損壞的具體數(shù)量等等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)綜合分析，對數(shù)據(jù)進(jìn)行人工整理，并對此數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，為了防止公路破壞不通高速公路，為做好高速公路日常交通養(yǎng)護(hù)安全檢測工作提供重要依據(jù)。這種公路檢測操作方法主要認(rèn)為存在著檢測數(shù)據(jù)采集檢測快和結(jié)果分析速度慢、對高速道路交通安全狀況破壞影響大、檢測期間發(fā)生人為因素多、檢測數(shù)據(jù)結(jié)果分析精度相對較低等幾大主要缺點(diǎn)，不適合廣泛用于交通高等級公路和繁忙交通城市中的高速公路檢測。

（二）自動化采集檢測法

這種方法相對于目前傳統(tǒng)病害檢測設(shè)備方法，檢測結(jié)果速度更快，可提高檢測速度到每小時(shí)100公里左右，且對道路交通安全影響不大。但是由于病害檢測儀器設(shè)備昂貴，維護(hù)時(shí)的技術(shù)和維修費(fèi)用高，而且只能用于檢測瀝青路面的積水坑洼，對瀝青溝槽、凹陷等人工病害處的檢測結(jié)果準(zhǔn)確率低。新型道路人工病害采集和自動檢測設(shè)備方法具有一定的特殊性，是一種新型的道路人工病害采集和自動病害采集檢測設(shè)備結(jié)合的檢測方法，對國內(nèi)瀝青路面的人工病害情況進(jìn)行自動檢測。這種儀器設(shè)備價(jià)格低廉，操作方便，維護(hù)工藝簡單，檢測結(jié)果精度高，克服了目前傳統(tǒng)的病害檢測設(shè)備方法操作速度慢、精度低、成本高的諸多缺點(diǎn)。jglyh-001型瀝青

路面人工病害自動采集檢測裝置系是目前最主要的一種檢測儀器設(shè)備，它基于一個(gè)gps自動定位系統(tǒng)來自動檢測瀝青路面上的病害，主要用于采集道路疾病相關(guān)信息，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行病害數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理和分析，極大地提高了診斷道路病害的效率和準(zhǔn)確性。

（三）路面車轍檢測技術(shù)

道路瀝青車轍病害是一種車輛由于荷載對瀝青路面反復(fù)進(jìn)行撞擊而使所產(chǎn)生的塑性形變的一種累積，而在瀝青路面上則會留下永久的塑性凹痕。由于實(shí)際情況有所不同，根據(jù)車輛形成的病害原因不同。道路車轍這種類型主要包括具有結(jié)構(gòu)性的車轍、液車轍、磨料車轍等，瀝青表面及路面基層的變形或塑性流動是產(chǎn)生車轍的主要原因。在行駛過程中，由于路面積水，很容易造成車輛打滑，再加上缺乏足夠的防滑能力，嚴(yán)重影響了行車安全，車轍是檢測的主要內(nèi)容之一，可以準(zhǔn)確地測量路面的衰減程度，保障行車質(zhì)量萬無一失。

（1）激光斷面儀法

當(dāng)前，室內(nèi)道路檢測行業(yè)中常用的軌距測量儀器是激光輪廓儀，能利用水平和橫向的激光測距傳感器來測量道路的橫截面。傳感裝置的數(shù)量直接影響測量精度。隨設(shè)定n數(shù)的增加，最大測量誤差會隨著n的增加而不斷減小。在n<21時(shí)，切線曲線的斜率較大，表明誤差減小的程度較明顯，n>33。隨后曲線趨于平緩，表明誤差減小的程度不明顯。所以，為了提高道路車轍檢測的準(zhǔn)確度，n的值必須至少為21，以保證最大道路車轍誤差不超過5%，但這種方法的缺點(diǎn)是使用成本較高。同時(shí)，采用13種激光傳感器布局。在應(yīng)用激光輪廓儀法計(jì)算高速公路斷面模擬時(shí)，由于激光距離傳感器數(shù)量的限制，在實(shí)際檢測過程中，會對車輛和設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行修正，且所采集的信息與真實(shí)區(qū)域一致。狀況較差，軌道深度測量容易產(chǎn)生偏差。試驗(yàn)研究表明，軌跡輪廓儀的激光設(shè)置改變時(shí)，與水平測量相比，兩者的相關(guān)性小于0.4。而高頻激光測距儀雖然可以提供線路縱向的采樣率，卻能獲取接近實(shí)際斷面信息的信息。但是，惠兵認(rèn)為，根據(jù)不同的復(fù)

雜斷面，不同車轍對路面結(jié)構(gòu)的影響能力不能僅僅通過車轍深度的測量以及路面的實(shí)際相互作用來反映出來。所以，激光輪廓儀在道路長期養(yǎng)護(hù)工作中的推廣和應(yīng)用，還取決于設(shè)備本身的測量誤差、模擬范圍與真值的偏差，以及檢測寬度不能滿足實(shí)際需要。

（2）激光三角法

激光三角測厚法是目前廣泛使用的測厚儀測厚儀。本方法采用了由激光、待測面和CCD相機(jī)接收器構(gòu)成的幾何三角形。入射光從表面反射，由CCD攝像機(jī)捕捉。CCD攝像機(jī)在路面高度突然改變時(shí)接收到的光電位置。這種變化提供了測量路距和改變飛機(jī)高度的便利，這也是發(fā)射變化。攝像機(jī)和激光可以與被測面成一定的角度。尤其有些設(shè)備可與地面垂直安裝?？刹捎媒Y(jié)構(gòu)光、線結(jié)構(gòu)光、多線型結(jié)構(gòu)激光等方式進(jìn)行選擇。

（3）三維斷面法

用三維輪廓法測量路面軌距的原理類似于激光三角法，屬于硬件升級。在常規(guī)CCD相機(jī)中，要增加對反射光的提取，計(jì)算被測面橫截面信息的過程，而3D相機(jī)將這一過程集成在硬件上，直接輸出截面信息。因?yàn)槎鄶?shù)3D相機(jī)沒有開放的編程，所以將上述算法過程封裝在傳感器中。實(shí)踐中，由于光照等因素的干擾，這一段的輸出會產(chǎn)生誤差。同時(shí)，盡管3D相機(jī)在中國存在局限性，該技術(shù)在中國還處于起步階段，而國外檢測行業(yè)已經(jīng)應(yīng)用于許多工程領(lǐng)域的檢測。當(dāng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破時(shí)，利用該方法開發(fā)軌道測量將成為道路檢測行業(yè)未來的發(fā)展方向。

結(jié)語

由于當(dāng)前我國城市公路交通建設(shè)工程長度的不斷擴(kuò)大增加，瀝青路面的各種病害也日益突出，對車輛行車安全駕駛造成了一定的不良影響。人工改進(jìn)檢測瀝青路面各種病害人工檢測和研究改善瀝青路面改良養(yǎng)護(hù)也已經(jīng)成為當(dāng)前工作的一個(gè)重點(diǎn)。因此，在分析瀝青路面的各種病害時(shí)，不僅為改進(jìn)瀝青路面的改善養(yǎng)護(hù)及選擇不同類型的使用策略提供重要依據(jù)，依據(jù)病害程度選擇合理的維修措施。