文／魏鵬昇 山東泰東公路工程有限公司 山東濟(jì)南 271100

引言：

現(xiàn)代社會中公路是連接城市交通，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是保障人們出行安全的重要保障。當(dāng)前部分城市公路路面逐漸磨損、開裂和變形，不僅影響交通的順暢運(yùn)行，也加大了維護(hù)成本，主要是由于持續(xù)的車流壓力、氣候溫度的變化以及長時(shí)間的磨損等問題，從而導(dǎo)致公路出現(xiàn)安全問題。因此，為了確保公路的安全性、可靠性和可持續(xù)性發(fā)展，路面維護(hù)與修復(fù)技術(shù)顯得尤為重要。本文將深入探討路面維護(hù)與修復(fù)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用，包括路面養(yǎng)護(hù)、修補(bǔ)、再生和升級等方面，以期為公路管理者和工程師提供科學(xué)的決策支持。

1.路面損壞原因分析

1.1 車輛負(fù)荷壓力

高強(qiáng)度的車輛運(yùn)行使得交通流量頻繁，導(dǎo)致路面承受巨大的動態(tài)荷載，這個(gè)也說明在荷載的反復(fù)作用下，路面結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生疲勞變形，也就產(chǎn)生裂縫和沉陷。同時(shí)，交通流量中的車輛荷載不均勻分布也是路面損壞的重要原因。車輛通行時(shí)，車輪對路面的壓力會導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，特別是在頻繁剎車和加速的情況下更為顯著，不僅會導(dǎo)致路面表面的龜裂和破碎，還可能在長時(shí)間內(nèi)引發(fā)路基層的松動和變形。另外，在高溫季節(jié)，車輛行駛引起的摩擦熱和日曬雨淋等自然因素使得路面瀝青老化，使其變得更加脆弱和易損；相反，在寒冷季節(jié)，冰雪天氣導(dǎo)致的融凍循環(huán)會引起路面凍脹效應(yīng)，使得路面材料發(fā)生收縮和膨脹，進(jìn)而促使裂縫和坑洞的形成。

因此，交通流量作為影響路面損壞的關(guān)鍵要素，其引發(fā)的動態(tài)荷載、不均勻分布以及季節(jié)性變化等因素共同作用，使得公路路面長期以來承受著復(fù)雜而多樣的損壞壓力。在深入理解這些因素的基礎(chǔ)上，我們能夠更加有針對性地采取維護(hù)與修復(fù)措施，以保障公路的安全暢通和延長路面的使用壽命。

1.2 氣候條件的不斷變化

氣候的變化對路面材料和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致路面出現(xiàn)多樣化的損壞。例如，在高溫季節(jié)，酷熱的氣候會對路面材料造成路面瀝青老化，使其失去原有的柔韌性，還會加速路面表面的龜裂和剝落。這種老化和損壞不僅減弱了路面的承載能力，也增加了維護(hù)成本，而且高溫還會引發(fā)路基的沉陷和變形，不利于路面提供的穩(wěn)定。或者，寒冷的冬季，低溫會引起路面結(jié)構(gòu)的凍脹效應(yīng)，造成路面材料的收縮和膨脹，導(dǎo)致裂縫的形成，再加上冰雪天氣還會引發(fā)路面的結(jié)冰現(xiàn)象，增加車輛行駛的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)對路面表面造成額外的磨損[1]。另外，降雨量在夏季會在一定程度上增加，持續(xù)的雨水沖刷導(dǎo)致路面表面產(chǎn)生坑洞和裂縫，特別是在缺乏排水系統(tǒng)或排水不暢的區(qū)域，水分的滲透不及時(shí)引起路基土壤的軟化，進(jìn)而降低整體的承載能力。

1.3 地質(zhì)特征復(fù)雜

城市地質(zhì)特征復(fù)雜不一，需要了解其特征才能更好的進(jìn)行路面維護(hù)，這也是導(dǎo)致出現(xiàn)問題的重點(diǎn)。例如地下水位較高的區(qū)域，路面易受水文因素的影響，濕潤的地下環(huán)境會導(dǎo)致路基土壤的軟化和失穩(wěn)，從而影響路面的整體承載能力，而且長期的水分侵蝕也會促使路面下層結(jié)構(gòu)的疲勞破壞，引發(fā)路面沉陷和龜裂。

地質(zhì)構(gòu)造也會對路面穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，在斷層帶和地震活躍區(qū)域，地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動容易導(dǎo)致路面產(chǎn)生變形和裂縫，從而引發(fā)地表變動，使得路面處于不斷適應(yīng)和調(diào)整的狀態(tài)，進(jìn)而增加路面的疲勞損傷。另外，地質(zhì)特征還與土壤類型緊密相關(guān)，而不同的土壤類型對路面的影響各異。例如，黏土質(zhì)地的土壤在潮濕條件下容易膨脹，導(dǎo)致路面表面的隆起和裂縫；相反，砂礫性質(zhì)的土壤在水分流失時(shí)可能引起沉陷，對路面的承載能力造成負(fù)面影響。

2.路面維護(hù)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

2.1 路面養(yǎng)護(hù)

2.1.1 定期檢查與維護(hù)

對路面進(jìn)行定期檢查與維護(hù)，可以在早期發(fā)現(xiàn)路面問題，并進(jìn)行及時(shí)處理與維護(hù)，從而最大限度地延長路面的使用壽命，減少后續(xù)維護(hù)成本，提高道路的整體性能。

在實(shí)際應(yīng)用中，定期檢查成為了路面維護(hù)的前沿，通過定期巡視、監(jiān)測和評估，檢查表面裂縫、坑洞、路基沉陷等問題，可迅速發(fā)現(xiàn)路面的各種缺陷和損傷。同時(shí)，維護(hù)人員還需關(guān)注交通標(biāo)志、交叉口標(biāo)線等交通設(shè)施，確保其完好無損，提高道路交通的流暢性和安全性。

定期檢查的成果為后續(xù)維護(hù)提供了有力支持，一旦問題被識別，相應(yīng)的維護(hù)措施就能夠被迅速制定和實(shí)施。例如，對于路面的表面裂縫，可以采取填充和封閉的方式，防止水分滲入，減緩龜裂的擴(kuò)展；而對于坑洞和凹陷，及時(shí)的修補(bǔ)和加鋪新的路面材料則能夠防止問題的進(jìn)一步加劇。另外，可以充分利用先進(jìn)的技術(shù)手段，如使用高精度的激光測量、遙感技術(shù)和圖像識別等，以提高檢測的準(zhǔn)確性和效率。這樣一來，路面可以建立更加科學(xué)的維護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)維護(hù)，減輕了維護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)。

2.1.2 清理與排水措施

采用清理與排水方法，可以幫助路面提高抗水性，減緩龜裂和坑洞的形成，同時(shí)也有助于改善路面表面的抓附力，提升駕駛者行車的安全性和舒適性。

清理工作的首要任務(wù)是及時(shí)清除路面上的雜物、積水和泥沙，包括路面上的落葉、垃圾以及由于降雨引起的積水[2]。通過定期的清理工作，可以有效減少積水對路面的侵蝕，降低路面沉陷的風(fēng)險(xiǎn)，確保道路在降雨后迅速排水，減少水分在路面結(jié)構(gòu)中的逗留時(shí)間。

在排水措施方面，科學(xué)設(shè)計(jì)和合理設(shè)置排水系統(tǒng)顯得尤為重要。路面的坡度和橫向排水設(shè)施的設(shè)置能夠有效引導(dǎo)雨水迅速流向排水口，減少水分在路面上的停留時(shí)間。此外，采用透水鋪裝材料和排水溝等工程手段也有助于提高路面的透水性，減輕降雨對路面的沖刷和侵蝕。

清理與排水措施的有效應(yīng)用不僅僅是對路面的直接保護(hù)，同時(shí)還有助于降低路面結(jié)構(gòu)的濕度，減緩路面材料的老化速度，為后續(xù)的修復(fù)和維護(hù)工作提供了更為穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

2.2 路面修補(bǔ)技術(shù)

2.2.1 裂縫填充

裂縫是公路路面常見的病害之一，如果不及時(shí)處理，會進(jìn)一步擴(kuò)大，導(dǎo)致路面的結(jié)構(gòu)破壞和水分滲透，加速路面的老化和損壞。裂縫填充技術(shù)通過選擇合適的填縫材料，對路面裂縫進(jìn)行填充，以阻止水分的滲透、減緩裂縫的擴(kuò)展，并提高路面的整體強(qiáng)度，不僅可以修復(fù)裂縫，還能夠防止裂縫對路基層的影響，有效延長路面的使用壽命。

在實(shí)際應(yīng)用中，要選擇合適的填縫材料，常見的填縫材料包括瀝青膠、聚合物改性瀝青等，其選擇應(yīng)根據(jù)裂縫的類型、寬度和深度來進(jìn)行合理搭配。填縫過程中需要確保填料能夠牢固粘附在裂縫表面，形成均勻的充填體，以達(dá)到有效的封閉和修復(fù)效果。裂縫填充技術(shù)不僅僅是對現(xiàn)有裂縫進(jìn)行修復(fù)，更是一種預(yù)防性的維護(hù)手段。通過定期巡檢和及時(shí)的裂縫填充工作，可以在裂縫擴(kuò)展到影響整個(gè)路面結(jié)構(gòu)之前進(jìn)行干預(yù)，避免了更大范圍的修補(bǔ)工作，這種前瞻性的維護(hù)方式不僅能夠降低維護(hù)成本，還有助于提高路面的整體質(zhì)量和可靠性。

2.2.2 表層修補(bǔ)

表層是公路路面結(jié)構(gòu)的最上層，直接受到車輛行駛和自然環(huán)境的影響，容易受到磨損和損壞，因此表層修補(bǔ)技術(shù)成為保持路面平整和減緩龜裂的重要工具。

表層修補(bǔ)要選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)材料和工藝，常見的表層修補(bǔ)材料包括瀝青混凝土、瀝青砂漿、聚合物修補(bǔ)材料等，它們具有良好的粘附性和耐久性，能夠有效填充路面表層的細(xì)微裂縫和損傷，提高路面的抗壓能力和抗滑性。

表層修補(bǔ)技術(shù)可以通過定期巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些表層問題，并采取針對性的修補(bǔ)措施，可以防止問題擴(kuò)大，避免更大范圍的路面破壞，這種局部修補(bǔ)的方式不僅提高了修補(bǔ)的精準(zhǔn)性，也有效降低了修補(bǔ)成本，符合經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性的要求[3]。這也說明，表層修補(bǔ)技術(shù)不僅僅是對路面破損的應(yīng)急處理，更是一種提升路面整體品質(zhì)的戰(zhàn)略性選擇，通過合理的表層修補(bǔ)工作，可以提升道路的平整度，改善駕駛舒適性，延長路面使用壽命。

3.路面修復(fù)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

3.1 深度修復(fù)

3.1.1 路面拓寬

路面拓寬不僅僅是對現(xiàn)有路面的簡單修復(fù)，更是一種基礎(chǔ)設(shè)施提升和交通容量增加的戰(zhàn)略性決策，其主要是對道路橫向截面的調(diào)整和改善，旨在適應(yīng)交通流量的增長和提高路段通行能力。

路面拓寬的核心目標(biāo)之一是提供更寬敞的行車道和車輛通行空間。隨著交通流量的不斷增加，原有的狹窄車道可能會引發(fā)擁堵和交通事故，然而，通過路面拓寬，不僅能夠緩解交通壓力，還能夠提高道路通行的效率，使車輛更為順暢地流動。此外，路面拓寬也為道路的功能性提升提供了契機(jī)。拓寬后的道路可以更好地適應(yīng)現(xiàn)代交通需求，包括車道劃分的優(yōu)化、非機(jī)動車道和人行道的設(shè)置等，有助于提高道路的通行安全性和交通組織效果，為不同交通參與者提供更為友好和便捷的通行環(huán)境。

在深度修復(fù)中，路面拓寬還涉及到對路基結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)和施工，包括對原有路面結(jié)構(gòu)的拆除、新的路基和路面層的鋪設(shè)，以確保拓寬后的道路結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠，既是對現(xiàn)有路面的修補(bǔ)，更是對整個(gè)道路系統(tǒng)的升級和優(yōu)化。

3.1.2 基層處理

基層是公路路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響著整個(gè)路面的使用壽命和性能。因此，基層處理成為深度修復(fù)的關(guān)鍵步驟，旨在提升路面的承載能力、耐久性和抗裂性。

（1）加強(qiáng)路基土壤的穩(wěn)定性。通過合理選擇和調(diào)配路基材料，進(jìn)行加固和改良，可以有效提高路基的抗壓能力和抗沉陷性，不僅有助于減緩路面沉陷的速度，還為上層路面提供了更為堅(jiān)實(shí)的支撐。

（2）在基層處理中，可以采用土石混合法、水泥穩(wěn)定法等工法，通過混合和固化路基材料，形成均勻致密的基層結(jié)構(gòu)，提高整個(gè)路面的整體質(zhì)量。同時(shí)，合理的施工控制和質(zhì)量監(jiān)測能夠確保基層處理的效果符合設(shè)計(jì)要求。

（3）基層處理還涉及到路面下層結(jié)構(gòu)的細(xì)致設(shè)計(jì)，通過合理的厚度和層次設(shè)置，能夠更好地分擔(dān)和傳遞車輛荷載，減輕路面的受力，從而降低了路面的疲勞損傷。這種細(xì)致的基層設(shè)計(jì)有助于提高路面的整體抗裂性，延長使用壽命。

3.2 超聲波檢測與修復(fù)

超聲波檢測與修復(fù)技術(shù)作為路面修復(fù)領(lǐng)域的創(chuàng)新手段，在公路工程中展現(xiàn)了卓越的應(yīng)用潛力，核心思想是通過超聲波檢測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部狀態(tài)，從而精準(zhǔn)識別隱蔽的缺陷和損傷。一旦在檢測到問題后，超聲波技術(shù)還能夠?yàn)樾迯?fù)工作提供有針對性的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高效而精準(zhǔn)的維護(hù)。

超聲波檢測的優(yōu)勢在于其非侵入性和高精度的特性。通過超聲波傳感器對路面進(jìn)行掃描，可以穿透表面層，深入探測路面下層結(jié)構(gòu)的情況，準(zhǔn)確判斷裂縫、空洞、結(jié)構(gòu)損傷等問題，為及早發(fā)現(xiàn)并及時(shí)修復(fù)潛在的路面問題提供了有力保障，避免了問題逐漸擴(kuò)大導(dǎo)致更嚴(yán)重的修復(fù)工作。

超聲波檢測技術(shù)在修復(fù)過程中的應(yīng)用也具有顯著的意義，一旦問題被定位，修復(fù)工作可以根據(jù)具體的損傷情況進(jìn)行精準(zhǔn)施工。例如，對于裂縫問題，超聲波技術(shù)可為填充材料的注入提供定點(diǎn)引導(dǎo)，確保填充效果更為均勻和牢固，不僅提高了修復(fù)工作的效率，還最大程度地保留了原有路面的完整性[4]。

3.3 新型路面材料的應(yīng)用

3.3.1 橡膠路面

橡膠路面主要采用廢舊輪胎橡膠顆粒與瀝青混合而成，不僅能有效回收利用廢舊輪胎資源，還具有卓越的彈性和耐磨性。

（1）橡膠路面的獨(dú)特之處在于其出色的吸震性和彈性模量，使得橡膠路面能夠更好地承受交通荷載，減緩車輛行駛時(shí)對路面的沖擊，有效降低噪音和振動，對于提高駕駛舒適性、降低交通噪聲，以及改善周邊環(huán)境質(zhì)量都具有顯著的積極影響。

（2）橡膠路面相對于傳統(tǒng)的路面材料，路面更為耐久，能夠抵抗日常交通磨損和極端氣候條件的影響，既能減少了維護(hù)頻率，降低了養(yǎng)護(hù)成本，也延長道路使用壽命，為公路工程帶來了可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）橡膠路面的環(huán)保特性也引人注目，通過有效地回收利用廢舊輪胎，橡膠路面有助于減少廢棄物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，從而推動綠色交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，也為未來道路建設(shè)提供了可行的生態(tài)友好型選擇。

3.3.2 瀝青混凝土

瀝青混凝土作為一種常見而具有廣泛應(yīng)用前景的新型路面材料，其主要成分為瀝青膠和礦料，通過科學(xué)配比和精細(xì)施工而成，旨在提高路面的耐久性、抗壓能力和抗裂性，在公路工程中的應(yīng)用呈現(xiàn)出顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

（1）瀝青混凝土具有出色的彈性模量和變形能力，使路面在承受車輛荷載的同時(shí)能夠迅速恢復(fù)原狀，有效降低了路面疲勞損傷的風(fēng)險(xiǎn)，這樣一來既有助于減緩路面的老化速度，延長了路面使用壽命，降低了維護(hù)頻率，還提高了整個(gè)公路系統(tǒng)的可靠性。

（2）瀝青混凝土的施工工藝相對簡便，適應(yīng)性強(qiáng)。通過現(xiàn)代化的攤鋪設(shè)備和施工工藝，可以實(shí)現(xiàn)對路面的高效鋪設(shè)和迅速硬化，縮短了施工周期，降低了施工成本，使得瀝青混凝土在各類道路工程中都能夠靈活應(yīng)用，滿足不同路段和交通流量的需求。此外，瀝青混凝土具有抗紫外線、抗氧化、抗化學(xué)腐蝕等性能，使得路面在面對惡劣氣候和污染環(huán)境時(shí)依然能夠保持出色的性能，從而減緩了路面老化的進(jìn)程，非常適合于長期承受高強(qiáng)度交通負(fù)荷的主干道和高速公路。

3.4 高新技術(shù)在路面修復(fù)中的應(yīng)用

3.4.1 人工智能與大數(shù)據(jù)分析

人工智能和大數(shù)據(jù)分析在路面維護(hù)中的角色不僅在于提高效率，更在于精準(zhǔn)和智能化的決策支持。人工智能的應(yīng)用通過深度學(xué)習(xí)算法，使得路面檢測和評估變得更為智能化?；谙冗M(jìn)的圖像識別技術(shù)，人工智能系統(tǒng)能夠自動檢測路面的裂縫、坑洞和其他缺陷，實(shí)現(xiàn)對路面病害的精準(zhǔn)識別，大大提高了檢測的準(zhǔn)確性，也加速了問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程[5]。

大數(shù)據(jù)分析在路面修復(fù)中的作用主要體現(xiàn)在對路況信息的全面分析和利用。通過收集大量的實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)、氣象信息以及路面狀態(tài)數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠生成詳實(shí)的路面維護(hù)報(bào)告，有助于提前預(yù)警路面問題，還能夠?yàn)橹贫ǜ涌茖W(xué)合理的維護(hù)計(jì)劃提供參考。

人工智能與大數(shù)據(jù)分析的集成應(yīng)用為路面修復(fù)提供了智能化的決策支持平臺。通過分析歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)信息，系統(tǒng)可以預(yù)測路面損壞的趨勢，指導(dǎo)工程師進(jìn)行有針對性的修復(fù)工作，提高了維護(hù)的效果和可持續(xù)性?？梢?，高新技術(shù)在路面修復(fù)中的應(yīng)用，特別是人工智能與大數(shù)據(jù)分析的結(jié)合，使得路面維護(hù)不再僅僅是事后的被動修復(fù)，更是能夠通過智能化的手段實(shí)現(xiàn)對路面健康狀態(tài)的主動監(jiān)控和精細(xì)管理。

3.4.2 3D 打印技術(shù)

3D 打印技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)，通過將建筑材料層層堆積，實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)打印，為路面修復(fù)帶來了全新的可能性。

（1）3D 打印技術(shù)通過數(shù)字設(shè)計(jì)，可以根據(jù)實(shí)際路面損傷的形狀和大小，定制化打印修復(fù)材料，實(shí)現(xiàn)對路面缺陷的精準(zhǔn)修復(fù)，個(gè)性化的修復(fù)方案不僅提高了修復(fù)的精準(zhǔn)度，也有效降低了修復(fù)工程的浪費(fèi)。

（2）3D 打印技術(shù)還能夠在路面修復(fù)中實(shí)現(xiàn)快速施工，相比傳統(tǒng)的路面修復(fù)工藝，3D 打印可以在較短時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的打印，縮短了施工周期，減輕了對交通流暢性的影響，這對于快速響應(yīng)路面緊急修復(fù)需求，降低維護(hù)時(shí)間和成本都具有顯著的優(yōu)勢。

（3）在材料選擇方面，3D 打印技術(shù)可以使用各種高性能材料，如強(qiáng)化塑料或混凝土，以增加路面修復(fù)的耐久性和抗壓能力，使得修復(fù)后的路面更為堅(jiān)固耐用，適應(yīng)了不同交通流量和氣候條件的挑戰(zhàn)。通過上述我們可以看出，3D 打印技術(shù)的引入為公路工程中的路面修復(fù)帶來了前所未有的靈活性和高效性。通過個(gè)性化定制、快速施工和高性能材料的應(yīng)用，3D 打印技術(shù)為路面修復(fù)提供了一種創(chuàng)新而可行的解決方案，推動著公路工程維護(hù)領(lǐng)域的技術(shù)革新。

結(jié)語：

路面維護(hù)與修復(fù)技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用為道路可持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵支持。創(chuàng)新技術(shù)如橡膠路面、3D 打印和大數(shù)據(jù)分析，提升了效率和質(zhì)量，延長了路面壽命。這不僅提高了交通安全和通行效率，也符合綠色、智能交通的未來發(fā)展趨勢，為公路工程貢獻(xiàn)了可持續(xù)、高效的解決方案。