摘要：隨著(zhù)中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，中國的高速公路建設也在飛速的發(fā)展，因此高速公路的養護與管理技術(shù)也必須與時(shí)俱進(jìn)。路面檢測又是高速公路養護與管理很重要的一部分。文章在對高速公路路面的破損特征進(jìn)行詳細分析的基礎上，探討了針對中國高速公路路面破損特征的檢測與識別技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：高速公路；路面破損；檢測技術(shù)；識別技術(shù)

　　改革開(kāi)放以后，我國的經(jīng)濟迅速發(fā)展，客流量和貨流量大大增加。2002年，高速公路的客流量占91.7%，貨流量占78.3%。汽車(chē)保有量以每年14%的速度增長(cháng)。雖然我國高速公路的建設起步較晚，但發(fā)展速度之快和建設規模之大，在世界公路史上都是前所未有的。但是隨著(zhù)高速公路通車(chē)時(shí)間的增長(cháng)，路面的破損問(wèn)題就逐漸凸顯出來(lái)。因此隨著(zhù)高速公路建設的飛速發(fā)展，高速公路路面養護與管理的任務(wù)也隨之變得越來(lái)越繁重。而路面檢測是路面養護與管理的第一步，如果可以提高這一步的工作效率那么將會(huì )減輕路面養護與管理的任務(wù)。下面就國內外兩方面論述一下路面檢測的發(fā)展情況。

　　一、路面檢測與破損特征識別技術(shù)的發(fā)展現狀

　　（一）國外發(fā)展狀況

　　從20世紀70年代開(kāi)始，隨著(zhù)高速公路建設的飛速發(fā)展，路面破損特征自動(dòng)檢測系統開(kāi)始逐漸出現，如加拿大的Roadware公司在1969年開(kāi)始了路面數據采集的研究。到目前為止，其客戶(hù)已經(jīng)遍布全球17個(gè)國家。還有日本的Komatsu系統、美國的ETC公司的PCES系統、IMS公司的“PAVUE”系統、瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所的“CREHOS”系統、英國WDM公司研制的路面裂縫檢測車(chē)等。但當時(shí)的技術(shù)還很不完善，其工作原理也不盡相同。日本的Komatsu系統是利用安裝在檢測車(chē)兩側的激光掃描器發(fā)出氬激光照亮路面，通過(guò)光電倍增管以一定角度接收從路面反射回來(lái)的光，當被掃描的路面上有裂縫出現時(shí)，接收的射線(xiàn)數量就會(huì )減少。也就是說(shuō)，從光電倍增管輸出的變化反映出所掃描的區域是否存在裂縫。

　　（二）國內發(fā)展現狀

　　伴隨著(zhù)我國經(jīng)濟的穩步迅速發(fā)展，我國高速公路通車(chē)里程也飛速增長(cháng)，我們在路基、路面設計、施工、管理上取得了長(cháng)足進(jìn)步，但是從全社會(huì )對建設質(zhì)量的要求來(lái)看，高速公路建設也存在一些不理想的地方。其中，高速公路瀝青路面早期破損問(wèn)題，已成為影響我國公路健康發(fā)展的突出矛盾。我國高速公路建設發(fā)展的較晚，從2001年才算進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。

　　從國外的發(fā)展我們可以看出，基于數字圖像處理技術(shù)的路面檢測系統技術(shù)以日趨成熟。同時(shí)，隨著(zhù)圖像傳感器等硬件的發(fā)展，圖像采集的新技術(shù)、新方法也廣泛的應用于其中。而國內還只是處在起步階段，無(wú)論是軟件還是硬件都不成熟。

　　二、破損特征分類(lèi)及成因分析

　　我國瀝青高速公路路面的結構主要有以下三大類(lèi)：半剛性基層瀝青路面，簡(jiǎn)稱(chēng)半剛性路面。半剛性路面通常由半剛性材料底基層、半剛性材料基層、和瀝青面層構成。半剛性路面約占75%；水泥混凝土路面，也常稱(chēng)為剛性路面，約占23%；剛性組合式路面，約占2%。由于半剛性基層瀝青路面占我國高速公路總里程的主要部分，所以本文只針對半剛性基層瀝青路面的破損特征進(jìn)行研究。

　　只有對瀝青高速公路路面破損特征的類(lèi)型及成因徹底了解，在后續的維修過(guò)程中，才能針對不同破損類(lèi)型，做出相應的維修方案，做到有針對性的去維修。下面分別詳細介紹瀝青高速公路路面破損特征的常見(jiàn)類(lèi)型及其形成的原因。

　　（一）破損特征分類(lèi)

　　瀝青高速公路路面的破損情況因路基、路面的類(lèi)型、地區、氣候和交通等差異而不同。從大的方面可分為結構性破損和功能性破損兩大類(lèi)。結構性破損是由于路面各結構層的承載能力不能抵抗現有行車(chē)載荷的反復作用，而產(chǎn)生路面結構整體性破壞，其結果反映到路面上就是各種形狀的裂縫，如龜裂、塊裂、縱裂和橫裂；功能性破壞是由于路面提供給道路用戶(hù)的服務(wù)能力下降引起的，反映在路面上則是平整度降低和車(chē)轍加深。常見(jiàn)的功能性破損有不平整性、坑洞、擁包、泛油、波浪、修補、車(chē)轍（少量）和局部裂縫等。

　　路面結構性破損是最嚴重的一種早期破損，路面一旦發(fā)生結構性破損，其它使用性能就根本談不上，所以本文只針對結構性破損的檢測及識別進(jìn)行研究。（二）結構性破損的分類(lèi)與成因

　　1．龜（網(wǎng)）裂。在高速公路行車(chē)道上常發(fā)生路面龜（網(wǎng)）裂病害，且在龜（網(wǎng)）裂、沉陷處又常伴有唧漿現象。如對龜（網(wǎng)）裂、沉陷不及時(shí)處理，雨后極易形成坑槽而加速路面的損壞，所以應及時(shí)修補龜（網(wǎng)）裂路面，抑制進(jìn)一步的損壞。

　　2．縱向裂縫�？v向裂縫的形成原因是多方面的，常見(jiàn)的有如下四種情況：

　�。�1）由于路基壓實(shí)度不均勻引起的，如發(fā)生在路基半填半挖處的裂縫；

　�。�2）在瀝青面層分幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬未處理好，在行車(chē)荷載作用下，易形成縱向裂縫；

　�。�3）地下水位下降的影響。如果某段高速公路初建時(shí)地下水位很高，若遇到氣候干燥，降雨量較小的季節，則地下水位就會(huì )降低。地下水位的變化將導致軟弱土層及其它含水層的固結，引起地基下沉，發(fā)生路基不均勻沉降，產(chǎn)生道路縱向裂縫；

　�。�4）超限重載車(chē)的作用。長(cháng)期在超限重載車(chē)的作用下，將使輪跡處產(chǎn)生縱向裂縫。

　　3．橫向裂縫。橫向裂縫是瀝青面層發(fā)生最多的一種破損類(lèi)型，幾乎每條瀝青路面高速公路上都有或多或少的橫向裂縫。

　　4．塊狀裂縫。路面上產(chǎn)生的不規則的大網(wǎng)格式網(wǎng)狀裂縫，裂縫間距大進(jìn)而導致路基軟化，致使握裂縫的類(lèi)型及其成因，才能選擇合適的維修措施有針對小相近，裂塊的網(wǎng)格在形狀和尺寸上都有別于網(wǎng)狀裂縫。

　　瀝青路面產(chǎn)生裂縫后，雨水將不斷從裂縫滲入基層，路面承載力進(jìn)一步下降，使路面損壞程度逐漸加大。因此，應及時(shí)進(jìn)行修補，防止裂縫進(jìn)一步發(fā)展。

　　裂縫類(lèi)路面病害的治理是路面養護工作的第一步，做好了就可以阻止路面其它病害的發(fā)展速度和深度，而且可以降低養護成本。

　　三、瀝青高速公路路面破損狀況評價(jià)指數（PCI）

　　（一）瀝青路面破損率（DR）

　　1．路面破損換算系數（K）：根據路面破損的嚴重程度和范圍對車(chē)輛行駛和養護處理工作量的影響。

　　2．路面綜合破損率（DR）按下式計算：

　　DR =D/A×100=∑Di/A×100

　　式中：DR：表示路面綜合破損率，以百分數計；

　　D：表示調查路段的折合破損面積（m²）；

　　A：表示調查路段的總面積；

　　Di：表示第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。其值越大，路況越好。PCI計算公式為：

　　PCI=100-15 DR0.412

　　（二）路面狀況的評價(jià)標準

　　根據路面破損情況，可將路面質(zhì)量分為優(yōu)、良、中、次、差五個(gè)等級。四、結語(yǔ)

　　隨著(zhù)我國高速公路總里程的迅速增加，新的問(wèn)題即高速公路的養護與維修的重要性也逐漸凸顯出來(lái)，由于檢測與養護手段的落后，使得養護與維修的任務(wù)越來(lái)越重。本文詳細分析了瀝青高速公路路面的破損類(lèi)型及其成因，介紹了瀝青高速公路路面的使用性能及各項的評價(jià)指標，給出了路面破損狀況的評價(jià)指數，此評價(jià)指數是研制開(kāi)發(fā)路面破損特征檢測與破損率識別系統的核心依據。

　　參考文獻：

　　[1]喻翔，彭其淵。公路路面檢測技術(shù)的發(fā)展[J]。交通標準化，2004，（136）

　　[2]儲江偉，初秀民，王榮本。瀝青路面破損圖像特征提取方法研究[J]。中國圖像圖形學(xué)報，2003，8（A10）

　　[3]宋欣，夏知春。路面檢測技術(shù)新技術(shù)的應用[J]。交通標準化，2005，（145）

　　[4]方守恩。高速公路（第二版）[M]。北京：人民交通出版社，2002