高速路面破損測試探討

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我國高速公路早期路基及路面的損壞模式有多種，其中路面性能和壽命最容易受到結構性破壞和嚴重車轍槽的影響。快速而高效的查明病害出現的原因，并在分析基礎上采取合適的方案對公路病害進行養護是高速公路日常檢測的首要目的。目前公路病害的狀況往往由公路養護技術人員靠其實際工作經驗進行判定。路面檢測是路面養護和管理的前提，只有提高和做好這個步驟的工作效率才有可能減輕路面養護和管理的負擔。

1路面檢測技術的國內外發展現狀

1.1國外發展現狀

20世紀70年代開始，高速公路的建設日新月異，相伴隨而來的路面破壞特征自動化檢測體系也開始出現，例如加拿大的路波公司在1969年就開始了路面數據收集分析等方面的研究。如今，該公司的客戶已經覆蓋了全球多達到數十個國家。但是由于受到當時的計算機信息技術水平的限制，其技術尚且不夠成熟，而且工作原理也存在很大的差異，尚處于探索階段。日本的komatsu體系主要是將激光掃描器安裝在車輛的兩端，然后通過其發送的氬激光照明路面，然后通過光電倍增管，在一定角度接受反射光。如果路面有裂縫的狀況出現，所接受的射線數量會有相應量的減少，也就是通過反射光來判定路面的裂縫程度。

1.2國內發展現狀

隨著我國經濟的發展，客流量和貨物流量都大幅增加，高速公路的通車里程也迅速增加，我國在路基施工管理，以及路面設計上取得了巨大的進步，但是我國目前對高速公路的建設要求來看，高速公路的建設質量仍然不盡如人意。例如，高速公路瀝青路面的破損已經成為我國高速公路發展的一個瓶頸。我過高速公路建設的發展直到2000年以后才進入快速發展時期。與國外的數字圖像處理技術相比，我國的路面檢測系統在圖像傳感器硬件方面以及圖像采集技術方法上，都明顯的不成熟。

2破損特征分類及成因分析

瀝青高速公路路面的結構主要包括：半剛性基層為主的瀝青路面，該路面也簡稱半剛性路面。半剛性路面占到總比例的75%左右，一般由材料底基層、材料基層、和瀝青面層三個部分構成。水泥混凝土路面即所謂的剛性路面，一般占到四分之一左右，而剛性組合路面則只占有非常小的比例，因此主要針對瀝青高速公路進行分析破損。

瀝青高速公路的路面破損特征的類型和成因的分析，對于后續維修的有效性非常重要，為了有針對性的做出判斷，主要介紹瀝青高速公路的破損特征和形成原因。

2.1破損特征分類

路基和路面類型，地區氣候以及交通狀況等對瀝青高速公路路面的破損影響非常大，從宏觀方面而言瀝青高速公路路面分為結構性與功能性破損兩部分。結構性破損主要是因為路面的結構層承載力難以抵御現有車輛通行量，經過車輛方法輾壓后形成路面破損，表現為路面出現不同的裂縫，如龜裂和橫裂；功能性破損主要是路面所提供的道路自身承載能力下降，表現為路面平整度下降以及車轍加深。主要破損情況有平整性、波浪、修補、和局部裂縫等。路面結構性破損屬于早期的破壞比較嚴重的一個類，如果出現了結構性破損，其路面使用性能非常低，因此主要針對結構破損的檢測和識別進行探討。

2.2結構性破損的分類與成因

1）網裂。瀝青高速公路路面車道上常會出現網裂開，而且網裂的同時一般伴隨有沉陷現象和唧漿現象，如果對于這種裂開形式不予重視的話，容易在雨水沖刷的作用下轉變成坑槽，從而加速瀝青高速公路路面破壞晨讀，因此應該要在網裂時候予以治理防止進一步損害。

2）縱向裂縫。縱向裂縫形成的常見原因如下：由于立即的壓實程度分布不均勻，往往使得路基半填半挖處容易出現裂縫；如果在瀝青面分攤過程中，接樁時沒有施工好，一旦出現車輛負載就很容易發生縱向裂縫；如果高速公路在建設初期的地下水位比較高，一旦遇到氣候非常干燥的情況，而且降雨量小的時候，地下水位會迅速下降，此時水位的變化會使得軟弱土層和含水層固結，導致地基下降，最終引起道路產生大的縱向裂縫；如果路面處于長期超載狀態也會產生縱向裂縫。

3）橫向裂縫。橫向裂縫屬于瀝青面常見的一類破損，幾乎每條瀝青高速公路路面都會存在多多少少的橫向裂縫。

4）塊狀裂縫。瀝青高速公路路面產生不規則網狀裂縫，其間距大而導致路基軟化，只有分析了其裂縫類型及成因，才可能選擇正確的維修措施。裂塊的網格不論是形狀還是尺寸上都有別于網狀裂縫。

瀝青高速公路路面產生裂縫的情況下，雨水滲入到基層后路面承載力繼續惡化，從而使得路面破壞程度進一步增加。因此，必須在第一時間采取修補措施，防止裂縫擴大，裂縫的治理是養路護路的首要步驟，只有治理好裂縫后才能阻止路面其他病害的發展速度，從整體上降低維護費用。

3瀝青高速公路路面破損狀況評價指數（PCI）

1）路面破損換算系數（K）：依據瀝青高速公路路面的破損程度和范圍對車輛行駛和養護處理工作量的影響。

2）路面綜合破損率（DR）計算公式如下：

DR=D/A×100=∑Di/A×100

式中：DR—代表路面綜合破損率，以百分數計；

＆#8195；＆#8195；＆#8195；D—代表調查路段的折合破損面積（m2）；

＆#8195；＆#8195；＆#8195；A—代表調查路段的總面積；

＆#8195；＆#8195；＆#8195；Di—代表第i幅路面圖像的破損面積。

3）路面狀況指數（PCI）：路面狀況指數（PCI）的數值范圍為0～100。其數值越大，代表路況越好。PCI計算公式為：

PCI=100-15DR0.412

4結束語

我國高速公路總里程飛速增加的同時，高速公路的養護和維修的重要性也日益凸顯。路面破損狀況的評價指數是研制開發路面破損特征檢測與破損率識別系統的核心依據。只有提高和做好路面檢測這一路面養護和管理的前提工作，才有可能減輕高速公路的維護負擔。