萬(wàn)金鵬

摘 要：公路路面病害的精準(zhǔn)識(shí)別與分析，是道路運(yùn)營(yíng)管理的重要內(nèi)容，針對(duì)不同類型病害進(jìn)行針對(duì)性處治，才能夠有效提升病害治理水平，為道路運(yùn)行安全提供堅(jiān)實(shí)保障。近些年來(lái)，隨著公路交通流量的不斷加大，病害分析技術(shù)也朝向多元化方向發(fā)展。文章在說(shuō)明瀝青公路路面常見(jiàn)病害類型基礎(chǔ)上，說(shuō)明幾種較為常見(jiàn)的病害識(shí)別方法，并提出路面病害處治體系，以此為運(yùn)維養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展提供參考，為提升公路交通運(yùn)營(yíng)水平起到應(yīng)有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：瀝青公路 路面病害 分析 處治

瀝青路面主要分布在農(nóng)村低等級(jí)公路中，養(yǎng)護(hù)作業(yè)所能夠投入的資金和人力物力較為有限，養(yǎng)護(hù)技術(shù)發(fā)展也較為緩慢。近些年來(lái)，隨著道路交通承載力不斷增加，傳統(tǒng)季節(jié)性養(yǎng)護(hù)方式，已經(jīng)難以滿足養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求，導(dǎo)致路面破損嚴(yán)重。在公路運(yùn)維管理工作中，必須要實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)病害類型的精準(zhǔn)分類，并采用科學(xué)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)病害類型和發(fā)生程度的精準(zhǔn)分析，制定有效的病害處治體系，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，以此才能夠有效規(guī)避病害現(xiàn)象加劇，為道路行駛安全提供堅(jiān)實(shí)保障。

1 瀝青公路路面常見(jiàn)病害類型

1.1 裂縫病害

裂縫是瀝青公路路面最為常見(jiàn)的病害，受瀝青路面材質(zhì)性能、施工技術(shù)、路面載荷等多方面因素影響，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，必然會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫現(xiàn)象。裂縫病害主要有三種類型：（1）橫向裂縫，主要是由于基礎(chǔ)承載力不足、沉降不均勻、車輛載荷過(guò)大等原因造成，呈現(xiàn)與道路中心線垂直特征。（2）縱向裂縫，主要是由于載荷過(guò)大、溫差過(guò)大、水分浸潤(rùn)等因素造成，呈現(xiàn)與道路中心線平行特征。（3）網(wǎng)狀裂縫，又被稱為龜裂，主要是由于車輛重載和沖擊作用，瀝青材料受紫外線照射和氧化等作用造成，呈現(xiàn)不規(guī)則、塊狀分布特征。以裂縫寬度是否超出3mm、支縫數(shù)量多少為標(biāo)準(zhǔn)，可以將裂縫病害程度為重、輕兩個(gè)基本

1.2 松散類破壞

松散類破壞病害在瀝青路面邊緣部位較為常見(jiàn)，如有出現(xiàn)裂縫或坑槽又沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)處治情形下，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的松散類破壞。松散類破壞主要有兩種形式，一是松散破壞，主要原因是由于長(zhǎng)期的紫外線照射、水分及溫度作用，加上道路使用頻率過(guò)高、超載問(wèn)題嚴(yán)重等因素影響，使得路面瀝青老化變硬、彈性不足，失去軸向拉力的抵抗能力，進(jìn)而出現(xiàn)龜裂及變形等影響道路正常運(yùn)行問(wèn)題；二是坑槽類破壞，主要是由于車輛重載及摩擦力等因素導(dǎo)致，在冬季氣溫較低時(shí)，容易出現(xiàn)坑槽或龜裂現(xiàn)象，同時(shí)在夏季高溫作用下，路面軟化變形較為嚴(yán)重，也會(huì)導(dǎo)致坑槽病害發(fā)生。松散類破壞的嚴(yán)重程度，主要是依據(jù)發(fā)生面積大小，以及脫皮、麻面及露骨現(xiàn)象是否嚴(yán)重來(lái)判斷。

1.3 變形類破壞

變形類破壞同樣是瀝青路面較為常見(jiàn)的病害，在公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，變形現(xiàn)象通?？梢苑譃槿N類型：一是車轍病害，由于車輛行駛路線長(zhǎng)期固定，對(duì)特定部位產(chǎn)生持續(xù)性壓力和磨損作用，導(dǎo)致車轍現(xiàn)象較為嚴(yán)重。同時(shí)受天氣和氣候因素影響、路面維護(hù)不及時(shí)等因素影響，也會(huì)導(dǎo)致車轍病害發(fā)生。二是沉降病害，這類病害產(chǎn)生，主要是由于路基結(jié)構(gòu)較差，在長(zhǎng)期受力作用下，出現(xiàn)塑性變形或沉降現(xiàn)象。同時(shí)在部分降雨量較大、排水不暢和重載車輛較多的路段，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的沉降現(xiàn)象。三是波浪擁包病害，這類病害產(chǎn)生原因，主要在于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料選擇和配比不當(dāng)、車輛荷載頻繁等因素。變形類破壞的嚴(yán)重程度，主要是依據(jù)沉降深度判定，如車轍槽深大于15mm、波浪擁包的波峰波谷高差大于10cm，即可認(rèn)為變形較為嚴(yán)重。

1.4 其他類破壞

除上述主要病害類型外，在瀝青公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，泛油和磨光也是較為常見(jiàn)的病害現(xiàn)象。泛油主要是由于前期施工或養(yǎng)護(hù)時(shí)瀝青中的含油量過(guò)高，在高溫作用下導(dǎo)致泛油；或是路面長(zhǎng)期積水導(dǎo)致水分滲入面層過(guò)多，也會(huì)導(dǎo)致泛油病害發(fā)生。磨光則是指路面表層粗糙度不足，，摩擦力下降，對(duì)道路行駛安全產(chǎn)生影響，病害發(fā)生主要是由于車輪長(zhǎng)期摩擦、瀝青高溫軟化、雨水或冰雪沖刷等原因?qū)е?。泛油病害?huì)導(dǎo)致道路表面形成瀝青膜，磨光則會(huì)導(dǎo)致路面過(guò)于光滑，都會(huì)導(dǎo)致不同形式的道路交通安全問(wèn)題。

2 瀝青公路路面病害的識(shí)別方法

2.1 傳統(tǒng)病害檢測(cè)技術(shù)

瀝青公路路面病害發(fā)生，對(duì)行車安全和公路運(yùn)行壽命具有直接影響，在公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，形成多種形式的病害檢測(cè)技術(shù)，利用合適的檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)病害類型和發(fā)生程度的精準(zhǔn)識(shí)別，為制定具體處治措施提供參考依據(jù)[1]。傳統(tǒng)病害檢測(cè)技術(shù)主要包括如下幾種：一是聲波檢測(cè)法，利用特定頻率聲波在檢測(cè)對(duì)象中的傳播特征差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況的精準(zhǔn)評(píng)估。二是彎沉檢測(cè)法，利用穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀或脈沖式動(dòng)力彎沉儀對(duì)路面彎沉情況進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)。三是摩擦系數(shù)檢測(cè)法，通過(guò)縱向和橫向的抗滑摩擦系數(shù)檢測(cè)，評(píng)估道路抗滑性能。四是數(shù)字鉆孔成像檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)多種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)路基路面病害現(xiàn)象的精準(zhǔn)檢測(cè)。傳統(tǒng)病害檢測(cè)基技術(shù)在常規(guī)性病害檢測(cè)中，具有良好應(yīng)用效果，但是難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、全面性的病害檢測(cè)，且工作效率較為低下，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求。

2.2 路面裂縫目標(biāo)檢測(cè)方法

基于YOLOv5網(wǎng)絡(luò)的路面裂縫檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)瀝青路面裂縫病害的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，在當(dāng)前路面病害分析中，也具有良好的應(yīng)用效果?；诟倪M(jìn)YOLOv5網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)⒛繕?biāo)檢測(cè)任務(wù)轉(zhuǎn)化為回歸問(wèn)題，利用圖像網(wǎng)格劃分特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精準(zhǔn)檢測(cè)。在搭建檢測(cè)系統(tǒng)后，對(duì)裂縫二值圖像進(jìn)行細(xì)化處理，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)裂縫形狀和連通性的精準(zhǔn)處理，并得出裂縫長(zhǎng)度、寬度等具體參數(shù)的計(jì)算結(jié)果。利用所得到的信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)道路安全性的精準(zhǔn)評(píng)估，預(yù)判道路運(yùn)行壽命，制定合適的維護(hù)計(jì)劃和時(shí)間表，有效降低整體養(yǎng)護(hù)成本。

2.3 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)分析

機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)在瀝青路面坑槽病害檢測(cè)中具有良好的應(yīng)用效果，利用無(wú)人機(jī)結(jié)合機(jī)器視覺(jué)分析技術(shù)，通過(guò)搭建病害三維模型，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍路面中坑槽病害的精準(zhǔn)識(shí)別，以此有效提升公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)分析包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，第一步是利用無(wú)人機(jī)采集坑槽病害圖片數(shù)據(jù)，并采用合適算法搭建病害三維模型。在模型搭建完成后，利用預(yù)處理將坑槽部位分隔并提取出來(lái)[2]。第二步是對(duì)路面坑槽損害因素進(jìn)行計(jì)算，利用計(jì)算所得出的病害損害面積、體積及最大深度等，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有部位坑槽病害情況的整體評(píng)價(jià)，為制定處治措施提供參考。利用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整條道路或一次外業(yè)采集中所有坑槽病害情況的全面檢測(cè)，有效提升檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)性，改變傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)作業(yè)中病害分析不全面、不精準(zhǔn)問(wèn)題，推動(dòng)養(yǎng)護(hù)作業(yè)效率不斷提升。

2.4 三維探地雷達(dá)識(shí)別

三維探地雷達(dá)識(shí)別技術(shù)是基于電磁波在低下結(jié)構(gòu)物傳播過(guò)程中，不同材料反射和折射的波相、振幅差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況的精準(zhǔn)判斷。在瀝青公路路面隱性病害識(shí)別中，具有良好的應(yīng)用效果。三維探地雷達(dá)識(shí)別系統(tǒng)主要由探地雷達(dá)主機(jī)、探地雷達(dá)天線、雷達(dá)數(shù)據(jù)采集軟件、雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件等部分組成。以某瀝青公路路段為例，初步判定路面存在基層松散和層間結(jié)合不良等問(wèn)題，無(wú)法滿足道路安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。采用三維探地雷達(dá)識(shí)別技術(shù)對(duì)病害發(fā)生情況進(jìn)行評(píng)估，先是要搭建正常路面結(jié)構(gòu)雷達(dá)特征圖譜，再根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)所測(cè)定的數(shù)據(jù)，分析深度、含水率、尺寸等層間結(jié)合和基層松散類病害雷達(dá)特征圖譜的影響。在進(jìn)行對(duì)比分析后發(fā)現(xiàn)，層間結(jié)合不良病害發(fā)生部位，圖譜成明暗交錯(cuò)扭曲狀，且有兩黑一白或兩白一黑相夾特征[3]。基層松散類病害圖譜則呈現(xiàn)明暗交錯(cuò)的彎曲層狀破碎特征。兩種病害發(fā)生越深，圖譜就約模糊；含水量越高，病害發(fā)生部位的反射強(qiáng)度就越高；病害尺寸越大，在圖譜上顯示的面積就越大。根據(jù)這些特征，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)病害發(fā)生部位及程度的精準(zhǔn)判斷。

3 瀝青公路路面病害的處治體系構(gòu)建

3.1 精準(zhǔn)評(píng)估路面結(jié)構(gòu)破損情況

當(dāng)前我國(guó)公路建設(shè)中，瀝青路面主要有瀝青貫入式路面、瀝青碎石路面、瀝青表面路面三種形式，不同結(jié)構(gòu)類型的施工工藝、運(yùn)行特征、承受載荷能力也有較大差異。同時(shí)受周邊地質(zhì)環(huán)境、氣候、車流量等多種因素影響，路面結(jié)構(gòu)破損情況也存在較大偏差。傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)作業(yè)方式中，主要是采用季節(jié)性養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行病害處治，病害治理效果較差，成本浪費(fèi)嚴(yán)重，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前公路交通運(yùn)行要求[4]。因此在養(yǎng)護(hù)管理工作中，必須要以新型理念為指引，采用合理方法實(shí)現(xiàn)對(duì)路面結(jié)構(gòu)破損情況的精準(zhǔn)評(píng)估。利用合理的檢測(cè)方式，結(jié)合數(shù)據(jù)分析手段，對(duì)病害發(fā)生情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，在病害發(fā)生較輕的前期階段，提前采取針對(duì)性的處治措施，以此才能夠有效規(guī)避病害加劇，為道路交通安全穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。

3.2 針對(duì)具體病害采取處治措施

3.2.1 裂縫病害的處治

當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，通常是采用灌縫工藝進(jìn)行裂縫病害治理，利用合適規(guī)格的密封膠對(duì)裂縫部位進(jìn)行灌縫處理，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、低成本的病害處治。在灌縫工藝應(yīng)用中，首先要根據(jù)裂縫病害發(fā)生程度，選擇具有良好流動(dòng)性、回復(fù)彈性、良好高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的道路密封膠。施工環(huán)境溫度應(yīng)當(dāng)保持10～25℃之間為宜，避免溫度過(guò)低或過(guò)高對(duì)材料性能產(chǎn)生影響，施工后路面耐久性不足。在施工作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)做好機(jī)械、人員、材料物資等方面準(zhǔn)備。灌縫施工工藝主要包括如下流程：（1）擴(kuò)縫處理，使用專用瀝青路面擴(kuò)縫機(jī)，沿裂縫走向進(jìn)行擴(kuò)充，處理后的裂縫寬度保持在1～1.5cm之間，深度保持在1.5～2.0cm之間。（2）吹縫，擴(kuò)縫完成后及時(shí)使用小型吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃，或使用工具將大塊雜物清除，確?？p隙兩側(cè)30cm范圍內(nèi)清潔，避免對(duì)灌縫質(zhì)量產(chǎn)生影響。（3）預(yù)熱烘干，使用乙炔噴槍進(jìn)行處理，確?？p隙內(nèi)達(dá)到干燥狀態(tài)為止，確保膠體與裂縫內(nèi)壁充分黏合。（4）灌縫，將膠體均勻灌入裂縫，并由專門(mén)人員處理管道，確保膠體能夠完全灌滿裂縫又不能流淌至裂縫外部位置。（5）養(yǎng)護(hù)，在填充飽滿后，靜待溫度降低，在膠體上撒上適量細(xì)砂，避免輪胎粘附新膠而對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3.2.2 坑槽病害的處治

根據(jù)不同地區(qū)瀝青路面運(yùn)行環(huán)境特征和病害發(fā)生情況，坑槽病害可以采用三種方式進(jìn)行處治：一是填料式修補(bǔ)，是針對(duì)病害發(fā)生不嚴(yán)重、降雨量較大季節(jié)的路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)，采用的臨時(shí)性修補(bǔ)措施，將坑槽清理到位后，填入密級(jí)配熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料等合適的填充材料，并使用帶有振動(dòng)裝置的壓路機(jī)或平板機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，通過(guò)處理消除坑槽現(xiàn)象，確保道路交通穩(wěn)定運(yùn)行。二是挖填式修補(bǔ)，在小修保養(yǎng)中，針對(duì)不規(guī)則坑槽現(xiàn)象，使用切縫機(jī)對(duì)病害路面部位進(jìn)行預(yù)處理，依照“圓洞方補(bǔ)”原則，將切割后的坑槽清理到位，在撒布粘油層后，填充合適的修補(bǔ)材料。填充順序?yàn)閺乃闹芟蛑虚g進(jìn)行，以有效避免坑槽周邊出現(xiàn)空洞現(xiàn)象，使用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓后，再均勻涂抹瀝青再生劑，能夠使新舊材料達(dá)到良好的黏合效果，避免出現(xiàn)滲水隱患[5]。三是熱烘式修補(bǔ)，利用養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)車所帶有的紅外線加熱板對(duì)坑槽部位進(jìn)行處理，再根據(jù)實(shí)際情況添加修補(bǔ)材料或再生劑，以達(dá)到良好的修補(bǔ)效果。加熱時(shí)需將加熱板放置于距表面3～4cm部位，加熱時(shí)間持續(xù)5～10min，以路面溫度加熱至140℃以上為宜。使用設(shè)備將加熱完成后的路面耙松，添加合適的材料后，從邊緣位置進(jìn)行碾壓，以達(dá)到快速修補(bǔ)效果。

3.2.3 車轍病害的處治

車轍病害現(xiàn)象發(fā)生原因較為復(fù)雜，通常情形下，對(duì)于輕度車轍，可以采用路面烘烤、耙松，并適當(dāng)添加新料方式進(jìn)行處理。但是對(duì)基層強(qiáng)度不足所導(dǎo)致的車轍現(xiàn)象，則需要采用將損壞的基層挖除后，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或重新鋪筑方式進(jìn)行處理，以有效避免車轍現(xiàn)象再次發(fā)生。在具體處理前，需先依照相關(guān)規(guī)范要求做好測(cè)量放樣，確定銑刨深度和范圍。嚴(yán)格控制銑刨質(zhì)量，避免周邊部位出現(xiàn)松散病害。銑刨區(qū)域應(yīng)當(dāng)做好全面清理，使用改性乳化瀝青作為粘油層進(jìn)行均勻撒布，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度等因素影響，在瀝青破乳后進(jìn)行混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，在虛鋪厚度檢測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，依照初壓、復(fù)壓和終壓順序進(jìn)行碾壓處理，直至性能檢測(cè)達(dá)標(biāo)為止。

3.3 完善日常養(yǎng)護(hù)方案

瀝青公路常見(jiàn)病害的發(fā)生，是在長(zhǎng)期運(yùn)行中逐漸形成的，因此對(duì)病害的處治，應(yīng)當(dāng)以預(yù)防性理念為導(dǎo)向，完善日常養(yǎng)護(hù)措施，在病害發(fā)生前期，就應(yīng)當(dāng)采取合適措施進(jìn)行處理，以有效規(guī)避病害不斷加劇對(duì)道路行駛安全產(chǎn)生負(fù)面影響。在病害檢測(cè)中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)新型檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，根據(jù)基層狀況、地質(zhì)特征等，實(shí)現(xiàn)對(duì)路面病害的全面分析，必要情形下，還應(yīng)當(dāng)采用試驗(yàn)方式進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，調(diào)整優(yōu)化養(yǎng)護(hù)方案[6]。在日常養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，要依照方案要求定期開(kāi)展各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作，有效實(shí)施預(yù)防性檢測(cè)，并根據(jù)承載變化、運(yùn)營(yíng)年限等，優(yōu)化具體養(yǎng)護(hù)措施，有效提升整體養(yǎng)護(hù)效果。在養(yǎng)護(hù)方案中，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)排水系統(tǒng)建設(shè)，避免路面積水對(duì)路面產(chǎn)生水損破壞，以有效提升道路運(yùn)行性能，提升安全運(yùn)行水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

瀝青公路路面病害分析和處治，是一項(xiàng)系統(tǒng)性、科學(xué)性的工作，對(duì)養(yǎng)護(hù)部門(mén)而言，必須要切實(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，強(qiáng)化新型檢測(cè)技術(shù)和處治技術(shù)應(yīng)用，全面加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以此才能夠有效提升養(yǎng)護(hù)管理水平，提升道路運(yùn)行安全水平，推動(dòng)公路交通事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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