文／魏鵬昇 山東泰東公路工程有限公司 山東濟南 271100

引言：

現(xiàn)代社會中公路是連接城市交通，促進經(jīng)濟發(fā)展的基礎，也是保障人們出行安全的重要保障。當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行，也加大了維護成本，主要是由于持續(xù)的車流壓力、氣候溫度的變化以及長時間的磨損等問題，從而導致公路出現(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，路面維護與修復技術(shù)顯得尤為重要。本文將深入探討路面維護與修復技術(shù)在公路工程中的應用，包括路面養(yǎng)護、修補、再生和升級等方面，以期為公路管理者和工程師提供科學的決策支持。

1.路面損壞原因分析

1.1 車輛負荷壓力

高強度的車輛運行使得交通流量頻繁，導致路面承受巨大的動態(tài)荷載，這個也說明在荷載的反復作用下，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，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，車輪對路面的壓力會導致局部應力集中，特別是在頻繁剎車和加速的情況下更為顯著，不僅會導致路面表面的龜裂和破碎，還可能在長時間內(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)，冰雪天氣導致的融凍循環(huán)會引起路面凍脹效應，使得路面材料發(fā)生收縮和膨脹，進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雜而多樣的損壞壓力。在深入理解這些因素的基礎上，我們能夠更加有針對性地采取維護與修復措施，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，造成路面材料的收縮和膨脹，導致裂縫的形成，再加上冰雪天氣還會引發(fā)路面的結(jié)冰現(xiàn)象，增加車輛行駛的風險，同時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，水分的滲透不及時引起路基土壤的軟化，進而降低整體的承載能力。

1.3 地質(zhì)特征復雜

城市地質(zhì)特征復雜不一，需要了解其特征才能更好的進行路面維護，這也是導致出現(xiàn)問題的重點。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)造的運動容易導致路面產(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和調(diào)整的狀態(tài)，進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可能引起沉陷，對路面的承載能力造成負面影響。

2.路面維護技術(shù)在公路工程中的應用

2.1 路面養(yǎng)護

2.1.1 定期檢查與維護

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

在實際應用中，定期檢查成為了路面維護的前沿，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，維護人員還需關(guān)注交通標志、交叉口標線等交通設施，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)維護提供了有力支持，一旦問題被識別，相應的維護措施就能夠被迅速制定和實施。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，減緩龜裂的擴展；而對于坑洞和凹陷，及時的修補和加鋪新的路面材料則能夠防止問題的進一步加劇。另外，可以充分利用先進的技術(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，以提高檢測的準確性和效率。這樣一來，路面可以建立更加科學的維護計劃，實現(xiàn)精準維護，減輕了維護人員的工作負擔。

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是及時清除路面上的雜物、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，降低路面沉陷的風險，確保道路在降雨后迅速排水，減少水分在路面結(jié)構(gòu)中的逗留時間。

在排水措施方面，科學設計和合理設置排水系統(tǒng)顯得尤為重要。路面的坡度和橫向排水設施的設置能夠有效引導雨水迅速流向排水口，減少水分在路面上的停留時間。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用不僅僅是對路面的直接保護，同時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)的修復和維護工作提供了更為穩(wěn)固的基礎。

2.2 路面修補技術(shù)

2.2.1 裂縫填充

裂縫是公路路面常見的病害之一，如果不及時處理，會進一步擴大，導致路面的結(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，對路面裂縫進行填充，以阻止水分的滲透、減緩裂縫的擴展，并提高路面的整體強度，不僅可以修復裂縫，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。

在實際應用中，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，其選擇應根據(jù)裂縫的類型、寬度和深度來進行合理搭配。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，以達到有效的封閉和修復效果。裂縫填充技術(shù)不僅僅是對現(xiàn)有裂縫進行修復，更是一種預防性的維護手段。通過定期巡檢和及時的裂縫填充工作，可以在裂縫擴展到影響整個路面結(jié)構(gòu)之前進行干預，避免了更大范圍的修補工作，這種前瞻性的維護方式不僅能夠降低維護成本，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

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。

表層修補要選擇適當?shù)男扪a材料和工藝，常見的表層修補材料包括瀝青混凝土、瀝青砂漿、聚合物修補材料等，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微裂縫和損傷，提高路面的抗壓能力和抗滑性。

表層修補技術(shù)可以通過定期巡檢，及時發(fā)現(xiàn)這些表層問題，并采取針對性的修補措施，可以防止問題擴大，避免更大范圍的路面破壞，這種局部修補的方式不僅提高了修補的精準性，也有效降低了修補成本，符合經(jīng)濟性和可持續(xù)性的要求[3]。這也說明，表層修補技術(shù)不僅僅是對路面破損的應急處理，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.路面修復技術(shù)在公路工程中的應用

3.1 深度修復

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，更是一種基礎設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。拓寬后的道路可以更好地適應現(xiàn)代交通需求，包括車道劃分的優(yōu)化、非機動車道和人行道的設置等，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。

在深度修復中，路面拓寬還涉及到對路基結(jié)構(gòu)的重新設計和施工，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，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，更是對整個道路系統(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，其質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響著整個路面的使用壽命和性能。因此，基層處理成為深度修復的關(guān)鍵步驟，旨在提升路面的承載能力、耐久性和抗裂性。

（1）加強路基土壤的穩(wěn)定性。通過合理選擇和調(diào)配路基材料，進行加固和改良，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實的支撐。

（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)，提高整個路面的整體質(zhì)量。同時，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計要求。

（3）基層處理還涉及到路面下層結(jié)構(gòu)的細致設計，通過合理的厚度和層次設置，能夠更好地分擔和傳遞車輛荷載，減輕路面的受力，從而降低了路面的疲勞損傷。這種細致的基層設計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

超聲波檢測與修復技術(shù)作為路面修復領域的創(chuàng)新手段，在公路工程中展現(xiàn)了卓越的應用潛力，核心思想是通過超聲波檢測系統(tǒng)，實時監(jiān)測路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部狀態(tài)，從而精準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)還能夠為修復工作提供有針對性的指導，實現(xiàn)高效而精準的維護。

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)并及時修復潛在的路面問題提供了有力保障，避免了問題逐漸擴大導致更嚴重的修復工作。

超聲波檢測技術(shù)在修復過程中的應用也具有顯著的意義，一旦問題被定位，修復工作可以根據(jù)具體的損傷情況進行精準施工。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引導，確保填充效果更為均勻和牢固，不僅提高了修復工作的效率，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，既能減少了維護頻率，降低了養(yǎng)護成本，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設施建設，也為未來道路建設提供了可行的生態(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，通過科學配比和精細施工而成，旨在提高路面的耐久性、抗壓能力和抗裂性，在公路工程中的應用呈現(xiàn)出顯著的技術(shù)和經(jīng)濟優(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能夠迅速恢復原狀，有效降低了路面疲勞損傷的風險，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，降低了維護頻率，還提高了整個公路系統(tǒng)的可靠性。

（2）瀝青混凝土的施工工藝相對簡便，適應性強。通過現(xiàn)代化的攤鋪設備和施工工藝，可以實現(xiàn)對路面的高效鋪設和迅速硬化，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、抗化學腐蝕等性能，使得路面在面對惡劣氣候和污染環(huán)境時依然能夠保持出色的性能，從而減緩了路面老化的進程，非常適合于長期承受高強度交通負荷的主干道和高速公路。

3.4 高新技術(shù)在路面修復中的應用

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)分析在路面維護中的角色不僅在于提高效率，更在于精準和智能化的決策支持。人工智能的應用通過深度學習算法，使得路面檢測和評估變得更為智能化?；谙冗M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，實現(xiàn)對路面病害的精準識別，大大提高了檢測的準確性，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。通過收集大量的實時交通數(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)能夠生成詳實的路面維護報告，有助于提前預警路面問題，還能夠為制定更加科學合理的維護計劃提供參考。

人工智能與大數(shù)據(jù)分析的集成應用為路面修復提供了智能化的決策支持平臺。通過分析歷史數(shù)據(jù)和實時信息，系統(tǒng)可以預測路面損壞的趨勢，指導工程師進行有針對性的修復工作，提高了維護的效果和可持續(xù)性?？梢姡咝录夹g(shù)在路面修復中的應用，特別是人工智能與大數(shù)據(jù)分析的結(jié)合，使得路面維護不再僅僅是事后的被動修復，更是能夠通過智能化的手段實現(xiàn)對路面健康狀態(tài)的主動監(jiān)控和精細管理。

3.4.2 3D 打印技術(shù)

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

（1）3D 打印技術(shù)通過數(shù)字設計，可以根據(jù)實際路面損傷的形狀和大小，定制化打印修復材料，實現(xiàn)對路面缺陷的精準修復，個性化的修復方案不僅提高了修復的精準度，也有效降低了修復工程的浪費。

（2）3D 打印技術(shù)還能夠在路面修復中實現(xiàn)快速施工，相比傳統(tǒng)的路面修復工藝，3D 打印可以在較短時間內(nèi)完成復雜結(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，這對于快速響應路面緊急修復需求，降低維護時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，如強化塑料或混凝土，以增加路面修復的耐久性和抗壓能力，使得修復后的路面更為堅固耐用，適應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帶來了前所未有的靈活性和高效性。通過個性化定制、快速施工和高性能材料的應用，3D 打印技術(shù)為路面修復提供了一種創(chuàng)新而可行的解決方案，推動著公路工程維護領域的技術(shù)革新。

結(jié)語：

路面維護與修復技術(shù)在公路工程中的應用為道路可持續(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，為公路工程貢獻了可持續(xù)、高效的解決方案。