對(duì)檢測(cè)技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)工程中的探討
2016-03-23
一、檢測(cè)技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)工程中的內(nèi)容
在實(shí)際的路面養(yǎng)護(hù)工作中，對(duì)于一般路面養(yǎng)護(hù)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(xiàng)目建設(shè)期遇到的相關(guān)問題及解決方案，并對(duì)通車以來的歷年路面養(yǎng)護(hù)工程、病害治理工程以及檢測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告等資料進(jìn)行分析，客觀全面的了解該項(xiàng)目路面技術(shù)狀況的發(fā)生、發(fā)展過程，找出調(diào)查重點(diǎn)，指導(dǎo)技術(shù)人員進(jìn)行有重點(diǎn)的調(diào)查和檢測(cè)分析工作，對(duì)典型病害和代表路段進(jìn)行深層的研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)，分析病害機(jī)理，并在總結(jié)國(guó)內(nèi)其它高速公路病害治理的類似工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為治理路面養(yǎng)護(hù)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(duì)性的、科學(xué)、適用、經(jīng)濟(jì)的病害治理及養(yǎng)護(hù)工程檢測(cè)方案。主要包括：
1）、對(duì)項(xiàng)目路段路面破損進(jìn)行全面、系統(tǒng)的調(diào)查； 2）、對(duì)項(xiàng)目段進(jìn)行必要的技術(shù)指標(biāo)：平整度、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（彎沉）、車轍等進(jìn)行檢測(cè)。3）、進(jìn)行必要的探坑、取芯配合室內(nèi)材料試驗(yàn)，結(jié)合路面強(qiáng)度、車轍等檢測(cè)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(yàn)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)該段進(jìn)行路面病害治理施工圖設(shè)計(jì)、補(bǔ)強(qiáng)或罩面施工圖設(shè)計(jì)及必要的附屬設(shè)施恢復(fù)完善施工圖設(shè)計(jì)； 5）、編制招標(biāo)文件的圖紙、技術(shù)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(qiáng)度檢測(cè)；路面平整度檢測(cè)；路面車轍檢測(cè)；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)等方面內(nèi)容。
二、檢測(cè)技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)工程中的具體應(yīng)用
高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作中需要的檢測(cè)技術(shù)及具體應(yīng)用如下： 1）、路面病害破損調(diào)查，派有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，配備相關(guān)的測(cè)量工具，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并繪制路面病害圖。 2）、彎沉及平整度、車轍檢測(cè) 采用自動(dòng)彎沉儀和落垂（FWD）彎沉儀相結(jié)合對(duì)項(xiàng)目范圍內(nèi)的行車道和部分超車道進(jìn)行自動(dòng)彎沉普測(cè)和FWD重點(diǎn)部位的測(cè)量。采用激光平整度檢測(cè)儀對(duì)全路段行車道及超車道進(jìn)行平整度檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)出平整度較差路段。車轍檢測(cè)：采用自動(dòng)車轍儀對(duì)超車道、行車道進(jìn)行車轍測(cè)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(chǎng)試驗(yàn) 對(duì)路面行車道、超車道和不同的代表性病害處和段落進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)鉆芯和挖驗(yàn)，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(jìn)行室內(nèi)材料試驗(yàn)，分析病害產(chǎn)生的原因，并對(duì)照強(qiáng)度檢測(cè)數(shù)據(jù)逐一確定治理范圍和深度。對(duì)代表性的樣品進(jìn)行相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)。 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(gè)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(gè)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(guān)室內(nèi)試驗(yàn)，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(duì)嚴(yán)重的縱向裂縫病害，進(jìn)行鉆探檢測(cè)，取整孔芯樣，以判斷路基中有無滑動(dòng)面；通過室內(nèi)試驗(yàn)分析路基填土狀況；地基中有否較弱土層，厚度、埋深等，并對(duì)較弱土層的物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)研究；原則上每個(gè)較長(zhǎng)縱縫段選取3個(gè)斷面，每個(gè)斷面分別在上下行的硬路肩，行車道、超車道布孔 5）、雷達(dá)檢測(cè)：采用地質(zhì)雷達(dá)沿裂縫垂直于行車方向進(jìn)行掃描檢測(cè)，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(dòng)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(yàn)：采用路面滲水試驗(yàn)儀，對(duì)瀝青路面的滲水情況進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)。平均每5公里1組。 7）、室內(nèi)工程試驗(yàn)：對(duì)瀝青混合料的油石比、礦料極配、強(qiáng)度、密度、疲勞等參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，瀝青老化、粘度、軟化點(diǎn)、針入度及其他瀝青常規(guī)試驗(yàn)，土的物理力學(xué)試驗(yàn)，無機(jī)結(jié)合料組成試驗(yàn)。 8）、相應(yīng)路段瀝青路面溫度場(chǎng)檢測(cè)與分析：采用自動(dòng)無紙記錄儀及氣候調(diào)查等手段，對(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)和分析，以用于混合料動(dòng)穩(wěn)定度和低溫應(yīng)變等指標(biāo)確定，以及改性瀝青等材料各技術(shù)指標(biāo)的有針對(duì)性的制定。 根據(jù)以上對(duì)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(cè)報(bào)告綜合分析以及對(duì)全路段取芯試樣的瀝青混合料試驗(yàn)，土樣物理力學(xué)指標(biāo)，基層各種指標(biāo)，針對(duì)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(jìn)行綜合分析，編制分析報(bào)告，制定出經(jīng)濟(jì)、有效的病害治理方案及補(bǔ)強(qiáng)及罩面檢測(cè)方案。
三、彎沉檢測(cè)在高速公路瀝青路面病害治理工程中的應(yīng)用實(shí)例
對(duì)于半剛性基層瀝青路面而言，路面彎沉值是體現(xiàn)路面強(qiáng)度的重要指標(biāo)，它與行車作用下路面的實(shí)際工作狀態(tài)有著很好的相關(guān)性，為判定路面病害成因及破壞程度提供了依據(jù)。實(shí)測(cè)彎沉的大小取決于路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度的大小，通過這些測(cè)值能夠表明路面強(qiáng)度的狀況及相對(duì)差異，反映出結(jié)構(gòu)層位病害弱點(diǎn)的所在。
彎沉檢測(cè)以及相應(yīng)的路面病害調(diào)查檢測(cè)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(shí)期進(jìn)行，對(duì)于廣東省每年的3月上、中旬的春季凍融期間。并與相關(guān)病害調(diào)查工作結(jié)合起來。目前我檢測(cè)中心已對(duì)全省各條高速公路都做有系統(tǒng)的自動(dòng)彎沉檢測(cè)，建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)積累。下面以彎沉檢測(cè)在廣深高速公路深圳段瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中的分析應(yīng)用為例，詳細(xì)說明檢測(cè)技術(shù)對(duì)于養(yǎng)護(hù)工程的重要性和實(shí)用性。廣深高速公路全長(zhǎng)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(yùn)營(yíng)了十年多的時(shí)間，經(jīng)歷了幾次的路面維修養(yǎng)護(hù)。 通過對(duì)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(gè)施工標(biāo)段內(nèi)，分別表現(xiàn)出不同的病害特點(diǎn)。這與施工單位的隊(duì)伍素質(zhì)、管理水平有著很大關(guān)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(yán)重、縱縫較為嚴(yán)重以及廣州方向無明顯病害等幾段彎沉檢測(cè)散點(diǎn)圖做對(duì)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(shí)測(cè)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(duì)原瀝青混凝土上面層進(jìn)行過挖補(bǔ)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(qiáng)度衰降。二灰碎石頂面縱橫向裂縫也很明顯，強(qiáng)度較低。通過對(duì)照分析，說明此前病害挖補(bǔ)路段的處理不徹底，致使檢測(cè)彎沉值依然較大。所以，在病害挖補(bǔ)治理過程中，一定要做到徹底挖補(bǔ)，不留后患。 2、深圳方向K35～K36縱橫縫交叉嚴(yán)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(bǔ)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(bǔ)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(qiáng)度衰降。
由以上對(duì)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(shè)計(jì)允許彎沉值，說明該段路面的整體強(qiáng)度已經(jīng)明顯不足，路面或基層甚至土基等都會(huì)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(qiáng)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(cè)及設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過分析路面強(qiáng)度檢測(cè)的結(jié)果，并對(duì)照路面病害現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況，識(shí)別出路面結(jié)構(gòu)層發(fā)生強(qiáng)度衰減的路段，再進(jìn)一步結(jié)合FWD、鉆孔取芯、探坑挖驗(yàn)等檢測(cè)手段，對(duì)路面病害進(jìn)行定性和定量的評(píng)價(jià)，為病害治理方案的確定提供更加科學(xué)的依據(jù)。 通過彎沉檢測(cè)在廣深高速公路路面病害治理工程中的應(yīng)用，結(jié)合對(duì)典型、代表性病害部位的鉆孔取芯、探坑挖驗(yàn)等綜合分析，以及病害在治理過程中、治理之后的跟蹤觀測(cè)，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(shí)能幫助技術(shù)人員有針對(duì)性的切中要害，做到徹底挖除，不留后患。因此，彎沉檢測(cè)是一種較為理想的無損檢測(cè)手段，值得在今后的道路設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)中去分析和應(yīng)用。以上是對(duì)彎沉檢測(cè)與應(yīng)用所做的分析，在實(shí)際養(yǎng)護(hù)過程中，對(duì)于檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是全方面、綜合性的。如路面破損調(diào)查、鉆芯、雷達(dá)檢測(cè)、室內(nèi)試驗(yàn)，以及平整度、抗滑、車轍等檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理，都使得我們的瀝青路面養(yǎng)護(hù)檢測(cè)技術(shù)越來越更量化、更準(zhǔn)確、更科學(xué)。因此路面養(yǎng)護(hù)檢測(cè)技術(shù)是綜合了最新檢測(cè)技術(shù)、路面設(shè)計(jì)理論新理念、新工藝、新材料等多方面的一個(gè)領(lǐng)域，有著更為嚴(yán)格的綜合性技術(shù)要求。
四、結(jié)語
目前，養(yǎng)護(hù)工程對(duì)檢測(cè)技術(shù)要求上越來越更全面、更準(zhǔn)確、更快捷、更實(shí)用，檢測(cè)技術(shù)在養(yǎng)護(hù)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(hù)工作任重而道遠(yuǎn)。作為技術(shù)人員，應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)于養(yǎng)護(hù)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(hù)檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)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(yīng)加強(qiáng)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(cè)評(píng)價(jià)等綜合技術(shù)研究，通過維修養(yǎng)護(hù)中的經(jīng)驗(yàn)積累和反復(fù)驗(yàn)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我們要加大對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)力度，進(jìn)一步引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，降低養(yǎng)護(hù)成本，提高養(yǎng)護(hù)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(shè)是發(fā)展，公路養(yǎng)護(hù)也是發(fā)展，而且是更為重要的發(fā)展”的觀點(diǎn)。
