對檢測技術在路面養(yǎng)護工程中的探討
2016-03-23
一、檢測技術在路面養(yǎng)護工程中的內(nèi)容
在實際的路面養(yǎng)護工作中，對于一般路面養(yǎng)護工作，其整體方案總結(jié)為：首先通過竣工文件系統(tǒng)的了解該項目建設期遇到的相關問題及解決方案，并對通車以來的歷年路面養(yǎng)護工程、病害治理工程以及檢測評價報告等資料進行分析，客觀全面的了解該項目路面技術狀況的發(fā)生、發(fā)展過程，找出調(diào)查重點，指導技術人員進行有重點的調(diào)查和檢測分析工作，對典型病害和代表路段進行深層的研究，結(jié)合現(xiàn)場檢測和室內(nèi)試驗，分析病害機理，并在總結(jié)國內(nèi)其它高速公路病害治理的類似工程經(jīng)驗的基礎上，為治理路面養(yǎng)護工程提供有力的數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)，并制定更為針對性的、科學、適用、經(jīng)濟的病害治理及養(yǎng)護工程檢測方案。主要包括：
1）、對項目路段路面破損進行全面、系統(tǒng)的調(diào)查； 2）、對項目段進行必要的技術指標：平整度、路面結(jié)構(gòu)強度（彎沉）、車轍等進行檢測。3）、進行必要的探坑、取芯配合室內(nèi)材料試驗，結(jié)合路面強度、車轍等檢測結(jié)果，分析病害產(chǎn)生原因； 4）、在外業(yè)調(diào)研資料及試驗分析結(jié)果的基礎上對該段進行路面病害治理施工圖設計、補強或罩面施工圖設計及必要的附屬設施恢復完善施工圖設計； 5）、編制招標文件的圖紙、技術規(guī)范等； 路面狀況調(diào)查包括：瀝青路面破損位置、范圍和程度調(diào)查；路面結(jié)構(gòu)強度檢測；路面平整度檢測；路面車轍檢測；現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗等方面內(nèi)容。
二、檢測技術在路面養(yǎng)護工程中的具體應用
高速公路瀝青路面養(yǎng)護工作中需要的檢測技術及具體應用如下： 1）、路面病害破損調(diào)查，派有豐富經(jīng)驗的技術人員，配備相關的測量工具，進行現(xiàn)場調(diào)查，并繪制路面病害圖。 2）、彎沉及平整度、車轍檢測 采用自動彎沉儀和落垂（FWD）彎沉儀相結(jié)合對項目范圍內(nèi)的行車道和部分超車道進行自動彎沉普測和FWD重點部位的測量。采用激光平整度檢測儀對全路段行車道及超車道進行平整度檢測，統(tǒng)計出平整度較差路段。車轍檢測：采用自動車轍儀對超車道、行車道進行車轍測量。并整理得出小于15mm、15mm～30mm、大于30mm不同病害程度的車轍路段。 3）、鉆芯、挖探、切割橫斷面等現(xiàn)場試驗 對路面行車道、超車道和不同的代表性病害處和段落進行現(xiàn)場鉆芯和挖驗，確定病害發(fā)展深度、程度掌握路面病害發(fā)展程度，路面結(jié)構(gòu)層位，并選取芯樣進行室內(nèi)材料試驗，分析病害產(chǎn)生的原因，并對照強度檢測數(shù)據(jù)逐一確定治理范圍和深度。對代表性的樣品進行相關室內(nèi)試驗。 車轍橫斷面切割：在車轍發(fā)生的主要部位（行車道），選取車轍典型深度和較大深度處，垂直于行車方向在整個行車道范圍內(nèi)橫向切割條狀瀝青混凝土樣本，深度為整個瀝青面層，寬度為20cm。通過切割車轍樣本，直觀判斷瀝青面層和結(jié)構(gòu)層的變形情況，分析判斷發(fā)生變形的主要層位，并取樣品做相關室內(nèi)試驗，通過從材料方面出發(fā)，分析車轍產(chǎn)生的原因，為治理工作提供依據(jù)。 4）、地質(zhì)鉆探：針對嚴重的縱向裂縫病害，進行鉆探檢測，取整孔芯樣，以判斷路基中有無滑動面；通過室內(nèi)試驗分析路基填土狀況；地基中有否較弱土層，厚度、埋深等，并對較弱土層的物理力學性質(zhì)進行試驗研究；原則上每個較長縱縫段選取3個斷面，每個斷面分別在上下行的硬路肩，行車道、超車道布孔 5）、雷達檢測：采用地質(zhì)雷達沿裂縫垂直于行車方向進行掃描檢測，目的是探明裂縫深度，裂縫沿深度的變化情況，是否存在滑動面，配合地質(zhì)鉆探結(jié)果，為裂縫的治理工作提供依據(jù)。6）、滲水試驗：采用路面滲水試驗儀，對瀝青路面的滲水情況進行詳細檢測。平均每5公里1組。 7）、室內(nèi)工程試驗：對瀝青混合料的油石比、礦料極配、強度、密度、疲勞等參數(shù)進行試驗，瀝青老化、粘度、軟化點、針入度及其他瀝青常規(guī)試驗，土的物理力學試驗，無機結(jié)合料組成試驗。 8）、相應路段瀝青路面溫度場檢測與分析：采用自動無紙記錄儀及氣候調(diào)查等手段，對瀝青路面溫度場進行檢測和分析，以用于混合料動穩(wěn)定度和低溫應變等指標確定，以及改性瀝青等材料各技術指標的有針對性的制定。 根據(jù)以上對路面破損調(diào)查的原始記錄匯總整理，劃分典型病害路段，結(jié)合路面檢測報告綜合分析以及對全路段取芯試樣的瀝青混合料試驗，土樣物理力學指標，基層各種指標，針對車轍病害、縱縫病害、橫縫病害、水損壞病害以及網(wǎng)裂病害等進行綜合分析，編制分析報告，制定出經(jīng)濟、有效的病害治理方案及補強及罩面檢測方案。
三、彎沉檢測在高速公路瀝青路面病害治理工程中的應用實例
對于半剛性基層瀝青路面而言，路面彎沉值是體現(xiàn)路面強度的重要指標，它與行車作用下路面的實際工作狀態(tài)有著很好的相關性，為判定路面病害成因及破壞程度提供了依據(jù)。實測彎沉的大小取決于路面結(jié)構(gòu)層強度的大小，通過這些測值能夠表明路面強度的狀況及相對差異，反映出結(jié)構(gòu)層位病害弱點的所在。
彎沉檢測以及相應的路面病害調(diào)查檢測工作，宜盡可能地安排在一年中的最不利季節(jié)，路面處于最弱時期進行，對于廣東省每年的3月上、中旬的春季凍融期間。并與相關病害調(diào)查工作結(jié)合起來。目前我檢測中心已對全省各條高速公路都做有系統(tǒng)的自動彎沉檢測，建立了相應的數(shù)據(jù)積累。下面以彎沉檢測在廣深高速公路深圳段瀝青路面養(yǎng)護工程中的分析應用為例，詳細說明檢測技術對于養(yǎng)護工程的重要性和實用性。廣深高速公路全長122.8公里，寬33.1米，雙向6車道、全封閉、全立交，限速為120km/h。瀝青路面上面層為4cmAC-16 I (調(diào)整)的中粒式瀝青混凝土，中面層為5cmAC-20 I型中粒式瀝青混凝土，底面層為6cmAC-25 I型粗粒式瀝青混凝土。上基層為19cm水泥穩(wěn)定碎石，下基層為19cm二灰穩(wěn)定碎石，底基層為20cm二灰土。自1997年7月竣工通車以來，至今已運營了十年多的時間，經(jīng)歷了幾次的路面維修養(yǎng)護。 通過對全線彎沉分布匯總的分析，路況較差、彎沉值偏大，之間都具有一定的規(guī)律性。全線彎沉值較大段落基本上集中在某幾個施工標段內(nèi)，分別表現(xiàn)出不同的病害特點。這與施工單位的隊伍素質(zhì)、管理水平有著很大關系。如同樣是高填方路基，有的路段幾乎沒有病害發(fā)生，而有的路段則出現(xiàn)多條縱向裂縫、網(wǎng)裂等。以下摘取其中橫縫密集、縱橫縫交叉嚴重、縱縫較為嚴重以及廣州方向無明顯病害等幾段彎沉檢測散點圖做對比分析。 1、廣州方向K47～K48橫縫密集路段。廣州方向K47～K48路段內(nèi)，根據(jù)病害調(diào)查，共有67條橫縫，且在行車道、超車道都有縱向裂縫，實測彎沉值離散較大，彎沉值也大。雖然在K47+100～K48+600路段內(nèi)已經(jīng)對原瀝青混凝土上面層進行過挖補處理，但從處理效果上看，彎沉值仍較大，開挖發(fā)現(xiàn)，原水泥穩(wěn)定碎石基層頂面存有大量橫、縱向裂縫，且縫寬較大，縱向裂縫與橫向裂縫交叉形成網(wǎng)裂，基層強度衰降。二灰碎石頂面縱橫向裂縫也很明顯，強度較低。通過對照分析，說明此前病害挖補路段的處理不徹底，致使檢測彎沉值依然較大。所以，在病害挖補治理過程中，一定要做到徹底挖補，不留后患。 2、深圳方向K35～K36縱橫縫交叉嚴重路段。深圳方向K45～K46路段內(nèi)，根據(jù)病害調(diào)查，共有94條橫縫，行車道兩條輪跡帶處存有縱向裂縫。在K35+100～K35+200段內(nèi)，有40米已挖補至二灰碎石頂面，所以此段的代表彎沉值為0.22mm。其它已經(jīng)做過的挖補路段，彎沉值依然較大的原因仍然是由于病害處理的不徹底。開挖發(fā)現(xiàn)，基層頂面也存在大量縱向裂縫，且縫寬較大，縱向裂縫與橫向裂縫交叉形成網(wǎng)裂，基層強度衰降。
由以上對比分析可以看出，病害表現(xiàn)明顯的路段，代表彎沉值均大大超出了設計允許彎沉值，說明該段路面的整體強度已經(jīng)明顯不足，路面或基層甚至土基等都會存在不同程度的病害。主要原因是來自透水性水損害，造成了瀝青面層、基層整體強度的衰變。代表彎沉值小而均勻路段，路況良好，瀝青混凝土面層和基層基本無病害。因此，在檢測及設計時，可以通過分析路面強度檢測的結(jié)果，并對照路面病害現(xiàn)場調(diào)查情況，識別出路面結(jié)構(gòu)層發(fā)生強度衰減的路段，再進一步結(jié)合FWD、鉆孔取芯、探坑挖驗等檢測手段，對路面病害進行定性和定量的評價，為病害治理方案的確定提供更加科學的依據(jù)。 通過彎沉檢測在廣深高速公路路面病害治理工程中的應用，結(jié)合對典型、代表性病害部位的鉆孔取芯、探坑挖驗等綜合分析，以及病害在治理過程中、治理之后的跟蹤觀測，可以分析判定路面病害發(fā)生的誘因、程度、層位及深度，從而能夠明確提出路面病害的治理方案。在治理時能幫助技術人員有針對性的切中要害，做到徹底挖除，不留后患。因此，彎沉檢測是一種較為理想的無損檢測手段，值得在今后的道路設計、施工、養(yǎng)護中去分析和應用。以上是對彎沉檢測與應用所做的分析，在實際養(yǎng)護過程中，對于檢測技術的應用是全方面、綜合性的。如路面破損調(diào)查、鉆芯、雷達檢測、室內(nèi)試驗，以及平整度、抗滑、車轍等檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)處理，都使得我們的瀝青路面養(yǎng)護檢測技術越來越更量化、更準確、更科學。因此路面養(yǎng)護檢測技術是綜合了最新檢測技術、路面設計理論新理念、新工藝、新材料等多方面的一個領域，有著更為嚴格的綜合性技術要求。
四、結(jié)語
目前，養(yǎng)護工程對檢測技術要求上越來越更全面、更準確、更快捷、更實用，檢測技術在養(yǎng)護工作中越來越重要，地位也越來越突出。隨著高速公路大量修建，養(yǎng)護工作任重而道遠。作為技術人員，應與時俱進，對于養(yǎng)護工作中出現(xiàn)的如早期路面病害問題、耐久性問題，以及養(yǎng)護檢測與評價技術需求等多方面問題，都有待于我們繼續(xù)去研究和總結(jié)。今后應加強如瀝青材料，路用新材料、結(jié)構(gòu)方面、區(qū)域氣候、土質(zhì)、建材、檢測評價等綜合技術研究，通過維修養(yǎng)護中的經(jīng)驗積累和反復驗證，不斷總結(jié)、不斷提高，勇于探索和創(chuàng)新，以為今后公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展打下堅實的基礎。我們要加大對高速公路養(yǎng)護力度，進一步引進競爭機制，降低養(yǎng)護成本，提高養(yǎng)護效率，確保高速公路安全暢通，最大限度地發(fā)揮其通行能力。正確樹立“公路建設是發(fā)展，公路養(yǎng)護也是發(fā)展，而且是更為重要的發(fā)展”的觀點。
