張晏榕

摘要：路基建設(shè)和養(yǎng)護(hù)一體化是對(duì)公路進(jìn)行日常管理的一種較為先進(jìn)的理念，它可以將公路資源的效益成功的發(fā)揮到最大化。本文對(duì)生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的分析，提出了現(xiàn)階段路基建養(yǎng)一體化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)此提出了相應(yīng)的意見，希望可以為我國(guó)公路建設(shè)領(lǐng)域提供一些有效的參考意見。

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(guān)鍵詞：生態(tài)與智慧型；路基；建養(yǎng)一體化；技術(shù)

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

中圖分類號(hào)：U418.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0244-02

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)實(shí)力的不斷提高，公路建設(shè)技術(shù)也隨之有了較大程度的提升。同時(shí)為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，生態(tài)和智慧型的交通理念開始被人們廣為接受和推廣。現(xiàn)階段，我國(guó)的公路建設(shè)中的生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)已經(jīng)不斷趨于完善，但是仍然缺少對(duì)此技術(shù)進(jìn)行深入的分析和探討。

1 路基的壓實(shí)控制和智能檢測(cè)

對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)可以將其穩(wěn)定性得到較大程度的提高，同時(shí)路基的壓實(shí)程度也是檢測(cè)其質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)之一?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外關(guān)于對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)方面的研究已非常廣泛。一般國(guó)外應(yīng)用的比較多的有智能碾壓技術(shù)IC，它是指將壓路機(jī)對(duì)公路的路基所產(chǎn)生的相互作用力進(jìn)行提取，然后通過壓路機(jī)對(duì)路基的壓實(shí)程度進(jìn)行檢測(cè)。最后根據(jù)路基的實(shí)際壓實(shí)程度來設(shè)定壓路機(jī)施工中的作業(yè)速度和碾壓頻率等，促使壓路機(jī)對(duì)路基的壓實(shí)工作可以達(dá)到最佳效果。國(guó)外的一些專家針對(duì)此方法研究出了很多不同種類的檢測(cè)系統(tǒng)，其中較為常見的有Auto Pave系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對(duì)路基的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)、碾壓參數(shù)等有效信息進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，然后為之進(jìn)行一系列的計(jì)算，最后可以得出壓路機(jī)的最佳碾壓次數(shù)。并且還可以提供匹配此填料的碾壓技術(shù)，在壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)對(duì)碾壓的次數(shù)進(jìn)行全程的監(jiān)察，促使路基的壓實(shí)工作可以順利完成。除此之外，國(guó)外還有很多大型的公司企業(yè)也開始了對(duì)路基壓實(shí)效果進(jìn)行全面監(jiān)察的研究，其中比較典型的有瑞典AMMANN的ACE系統(tǒng)、德國(guó)的BOMAG的BVC系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)可以通過對(duì)路基壓實(shí)程度進(jìn)行較為全面的監(jiān)察，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)路基碾壓技術(shù)的整改，使得碾壓作業(yè)可以高質(zhì)高效的完成。但這些監(jiān)察系統(tǒng)發(fā)展的卻并不完善，比如有些監(jiān)察設(shè)備的造價(jià)非常高、監(jiān)察設(shè)備只能提供單人使用、監(jiān)察數(shù)據(jù)無法進(jìn)行存儲(chǔ)等。

國(guó)內(nèi)很多專家也對(duì)路基的壓實(shí)技術(shù)有自己獨(dú)到的見解和研究，學(xué)者曹文貴對(duì)壓路機(jī)智能化控制方案進(jìn)行探討，分析了它一系列的可行性和不足。最后提出了對(duì)振動(dòng)壓實(shí)控制方案進(jìn)行完善和修訂的中心概論，使我國(guó)智能碾壓全面監(jiān)察系統(tǒng)得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。學(xué)者胡光勝對(duì)路基進(jìn)行碾壓的實(shí)施過程中所產(chǎn)生的作用力來檢測(cè)壓實(shí)的效果，而且設(shè)計(jì)研發(fā)出了適合大顆粒土質(zhì)壓實(shí)工作的監(jiān)察系統(tǒng)。但是該系統(tǒng)所檢測(cè)出的路基壓實(shí)程度的數(shù)據(jù)結(jié)果與進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)的實(shí)際位置無法有效的匹配，所以在實(shí)際壓實(shí)作業(yè)中沒有辦法根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)來確定壓實(shí)的具體位置，在操作中一旦出現(xiàn)問題也無法第一時(shí)間進(jìn)行改動(dòng)。

2 影響路基長(zhǎng)期性能的因素

在對(duì)公路進(jìn)行施工和營(yíng)運(yùn)期間，因?yàn)闀?huì)受到降雨、路基內(nèi)部地下水、公路內(nèi)部滲水和對(duì)車輛及行駛?cè)巳旱某休d力等諸多因素的影響，路基的濕度也會(huì)隨著受到改變、填充材料的硬度也會(huì)有所降低。這些因素會(huì)導(dǎo)致公路本身受到破壞，如：路面產(chǎn)生凹陷、公路表層發(fā)生裂縫、斷裂等。據(jù)過往大量的經(jīng)驗(yàn)和一系列有效研究可以得出，影響路基穩(wěn)定性的原因主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 交通承載力

交通承載力會(huì)對(duì)路基會(huì)產(chǎn)生十分重要的影響，但交通承載力過大并超過一定限度時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致路基發(fā)生變形移位等現(xiàn)象發(fā)生，此時(shí)路基的硬度也會(huì)有所降低。當(dāng)交通承載力持續(xù)過大時(shí)就會(huì)導(dǎo)致路基的穩(wěn)定性發(fā)生變化，對(duì)路基造成更為嚴(yán)重的破壞。

2.2 路基的含水量

促使路基的穩(wěn)定性發(fā)生變化，最主要的原因就是路基的含水量發(fā)生變化。因?yàn)槁坊鶅?nèi)部的含水量會(huì)使土質(zhì)發(fā)生一定程度的膨脹、改變它的密實(shí)度，使得路基的強(qiáng)度發(fā)生變化。因?yàn)轲ね猎谒挠绊懴聲?huì)發(fā)生膨脹的現(xiàn)象（具體膨脹效果并不一致），所以必須對(duì)路基進(jìn)行有效的防水和排水工作。相關(guān)試驗(yàn)表明，在路基的含水量達(dá)到最佳狀態(tài)時(shí)將路基進(jìn)行最大限度的壓實(shí)，此時(shí)毛細(xì)水幾乎不發(fā)生移動(dòng)。在這種情況下，毛細(xì)水無法滲透至黏土內(nèi)，可以起到一定的隔離效果。當(dāng)實(shí)際含水量與最佳含水量無線接近時(shí)，毛細(xì)水會(huì)逐漸將移動(dòng)速度放緩，此時(shí)黏土內(nèi)的含水量也會(huì)隨之變小。在一定程度上加大填土量，使得路基升高，當(dāng)路基的最低處高于地下水位時(shí)，地下水對(duì)路基的影響可以得到有效的抑制。

2.3 填充材料的選擇

在對(duì)路基的填充材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、天氣狀況和填充材料的特性進(jìn)行全面的分析。在路基建立的初步階段，它的強(qiáng)度需要依靠填充材料的本身性能來支撐。但是如果進(jìn)行長(zhǎng)期考慮，路基的穩(wěn)定性依然受到它的填充材料本身特性的影響比較多。

2.4 路面結(jié)構(gòu)

行駛車輛會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的作用，它所承受的承載力也會(huì)進(jìn)一步的轉(zhuǎn)移至公路的路基。因?yàn)槁坊某休d力會(huì)對(duì)路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，所以路面結(jié)構(gòu)也會(huì)在一定程度上影響路基的穩(wěn)定性。

面對(duì)以上會(huì)影響路基穩(wěn)定性的各項(xiàng)因素，我國(guó)專家分析出了相應(yīng)的措施來對(duì)路基的穩(wěn)定性進(jìn)行維護(hù)。在對(duì)路基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意兩方面的內(nèi)容。首先，在設(shè)計(jì)中需要考慮到防水和排水的功能。根據(jù)所在地區(qū)的現(xiàn)實(shí)情況建設(shè)防水層，使積水無法滲入到地基內(nèi)部。然后設(shè)置排水溝，將地下水通過排水溝有效的排出。第二點(diǎn)就是關(guān)于路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮車輛的承載力和成本的范圍，然后確定路面的具體結(jié)構(gòu)安排。從而提高路基的承載力，保持它的穩(wěn)定性。對(duì)于施工工作一般要考慮三個(gè)方面：一、確保路基的填充材料質(zhì)量符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；二、在進(jìn)行路基的壓實(shí)作業(yè)時(shí)必須要掌控好填充材料的含水量，確保含水量在達(dá)到最佳范圍時(shí)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)；三、確保施工質(zhì)量的最優(yōu)化，如果在施工過程中出現(xiàn)問題必須第一時(shí)間采取有效的措施進(jìn)行解決，防止問題嚴(yán)重化。

在現(xiàn)階段，相關(guān)人員一般通過對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)、保障公路工程施工過程順利的開展，避免有所疏漏、對(duì)路基定期進(jìn)行維修和養(yǎng)護(hù)等幾方面的工作來保障路基的穩(wěn)定性。但是我國(guó)關(guān)于對(duì)路基的穩(wěn)定性進(jìn)行智能檢測(cè)的研究非常少，主要都是應(yīng)用一些比較常規(guī)的措施。

3 運(yùn)營(yíng)過程中路基的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和維護(hù)

在公路竣工正式進(jìn)入運(yùn)營(yíng)狀態(tài)時(shí)，它會(huì)受到自然天氣和車輛承載力等因素的影響，路基也會(huì)隨之受到不同程度的影響。當(dāng)對(duì)路基的影響不斷加大超過一定范圍后，路基會(huì)出現(xiàn)裂縫、移位、變形等現(xiàn)象。所以在路基正式進(jìn)入運(yùn)營(yíng)狀態(tài)后，必須要對(duì)其進(jìn)行全面的監(jiān)察工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路基的具體情況。一旦出現(xiàn)問題，及時(shí)的采取措施進(jìn)行解決。

為了能夠隨時(shí)掌控路基的具體情況，方便對(duì)整個(gè)工程的控制和管理，需要建立一個(gè)較為完善的可以對(duì)路基進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。通過這個(gè)系統(tǒng)，可以對(duì)路基的實(shí)際情況進(jìn)行有效地掌控，對(duì)公路的施工過程進(jìn)行管理和控制、促使工程高效保質(zhì)的完成。精確的了解在公路實(shí)際運(yùn)行時(shí)路基發(fā)生的變化，方便對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效的控制，保障路基的穩(wěn)定性。

現(xiàn)階段，我國(guó)的路基動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般包括以下內(nèi)容：

3.1 對(duì)路基沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)

對(duì)路基沉降進(jìn)行一系列的監(jiān)測(cè)工作一般包括：檢查路基的底部是否出現(xiàn)沉降現(xiàn)象、對(duì)路基不同層次之間的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、對(duì)路基表層的沉降情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過對(duì)路基這幾部分的有效監(jiān)測(cè)，可以反映出在公路工程施工前路基在不同建筑的高度下產(chǎn)生的沉降程度，還有在公路工程竣工開始正式運(yùn)營(yíng)后路基在不同建筑的高度下產(chǎn)生的沉降程度。

3.2 深部位移監(jiān)測(cè)

進(jìn)行深部位移監(jiān)測(cè)一般情況下就是對(duì)公路工程路基內(nèi)邊坡里面產(chǎn)生蠕變的一種狀態(tài)，尤其是在路基的可滑動(dòng)面通過位移的方式來對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。它可以隨時(shí)測(cè)量路基邊坡土體內(nèi)部每一個(gè)不同深度的位移而產(chǎn)生的改變，然后通過尋找下一個(gè)完全不一樣的斷面類型和下路堤邊坡所進(jìn)行移動(dòng)面的具體方位，對(duì)該移動(dòng)面所發(fā)生位移的程度和進(jìn)行位移時(shí)的速度進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。

3.3 含水量的濕度監(jiān)測(cè)

一般對(duì)路基含水量的濕度監(jiān)測(cè)包括了對(duì)地下水位、自然降水量、路基內(nèi)部的土質(zhì)含水量的監(jiān)測(cè)。主要是為了查詢出路基內(nèi)部濕度的由來，針對(duì)不同的濕度下路基發(fā)生沉降現(xiàn)象所來的一系列影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，以及因?yàn)闈穸鹊淖兓瘜?duì)路基的穩(wěn)定性造成的影響進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

3.4 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)

孔隙水壓力監(jiān)測(cè)又可以被稱為是基質(zhì)吸力監(jiān)測(cè)，一般情況下是通過在土坡現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部埋入各種不同類型的測(cè)壓管，然后測(cè)定測(cè)壓管平穩(wěn)之后的水頭高度來完成操作。通過進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)可以用來對(duì)有關(guān)孔隙水壓力的初始設(shè)計(jì)預(yù)估的準(zhǔn)確程度進(jìn)行檢測(cè)。而在地基中對(duì)于邊坡工程來說，孔隙水壓力是可以對(duì)非飽和土質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)工作的一個(gè)重要組成部分。

從世界范圍來看，GPRS的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較完善，但是無論是在我國(guó)還是其它國(guó)家針對(duì)較大范圍內(nèi)的路基沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作的現(xiàn)實(shí)案例非常之少。成功的將傳感器應(yīng)用于對(duì)路基沉降的監(jiān)測(cè)工作中，該研究領(lǐng)域目前還處于一個(gè)比較落后的狀態(tài)。傳感器在對(duì)路基沉降的監(jiān)測(cè)工作中需要對(duì)其進(jìn)行安裝，但安裝的具體位置和方法等還存在著很多的不足之處，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域?qū)ζ洳]有做較為明確的規(guī)定。所以我們可以認(rèn)為，路基遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)仍然存在著許多的不足之處，未來還需要不斷的發(fā)展和完善。

4 結(jié)束語

本文從三個(gè)不同的方面對(duì)生態(tài)與智慧型路基建養(yǎng)一體化技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，在現(xiàn)階段該技術(shù)還存在很多的不足之處。如：監(jiān)測(cè)設(shè)備的引進(jìn)成本極大、監(jiān)測(cè)信息沒有辦法進(jìn)行儲(chǔ)存等。雖然這一技術(shù)的發(fā)展過程十分困難，但隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，相信所有難題都將被攻克。

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