【技术】普通公路沥青路面病害数据的检测及运用

随着科学技术的迅速发展，随着公路养护检测技术的不断提升，随着公路养护信息化、智能化建设的需要，公路养护正在从粗放型养护向精细化养护不断发展。本文结合贵州省公路局在普通公路沥青路面病害检测及运用中发现的问题进行了梳理，以期为今后更好地开展数据检测及分析，为提升路面养护辅助决策的精准性打好基础。

通常，沥青路面病害数据的采集主要采取两种方式，一种是自动检测车进行检测，主要运用于路网级养护管理的检测、评定、分析，以及提供养护决策辅助分析。另一种是人工检测，主要运用于季度养护路况评定。

为提高数据检测的精准度，贵州省公路局2020年在G326线拟实施预防养护工程路段引入了机器人进行检测，随后采用了自动检测车进行对比检测。

一、检测概况

1、G326线拟实施预防养护工程路段，为二级公路，沥青混凝土路面，路面宽度7.5米。该路段于2019年8月进行过路况检测，检测结果PCI均处于80~90之间，按路网级辅助决策分析，适合开展预防养护。

2、机器人于2020年3月18日至25日期间进行检测，检测宽度为6.5m。

3、自动检测车于2020年4月23日至28日进行检测，检测宽度为5.5m，机器人与自动检测车检测时间前后相隔一个月。

二、机器人检测数据分析

（一）原检测数据：详见表1原检测数据病害统计表，图1原检测数据病害占比分布图。

表1  原检测数据病害统计表

结合原检测数据进行分析比对：

1、车辙：全幅为4815.8 ㎡。车辙占比51.17%

2、沉陷：全幅为1626.99㎡。沉陷占比17.29%。

鉴于数据偏大，经对照《公路技术状况评定标准》（JTG5210-2018）相关规定：

1、沉陷：轻度应为沉陷深度在10~25mm之间，行车无明显颠簸感。

2、车辙：轻度应为车辙深度在10~15mm之间。

基于规范要求，笔者通过深入分析发现，原检测数据中车辙、沉陷中包含了小于10mm的数据，这些数据一方面反映了机器人检测的精确性，另一方面也为下一步梳理分析病害的发展，提供了基础资料支撑。但作为路况评定，应以规范标准为依据，为此笔者对原检测数据进行了梳理，剔除了相关数据，作为修订数据进行分析

（二）修订后检测数据：详见表2修订检测数据病害统计表，图2修订检测数据病害占比分布图。

表2修订检测数据病害统计表

   结合修订检测数据进行分析比对：

1、车辙：全幅为1473.2㎡，占比24.27%。

2、沉陷：全幅为1578.05㎡，占比26.21%。

3、龟裂：全幅为892.64㎡，占比14.83%，位居病害第三位。

4、块裂：全幅为713.29㎡，占比11.85%，位居病害第四位。

通过数据分析得知，由于当前多数二级公路经过提升改造，沥青面层厚度相应得到提高，导致车辙病害比例增长较快。同时因该路段自身基础较弱，沉陷较多。

三、自动检测车检测情况：详见表3自动检测车病害统计表，图3自动检测车病害占比分布图。

表3自动检测车病害统计表

说明：表中所列病害均按面积计算。

结合检测车检测数据分析：

1、检测车主要检测块状修补、条状修补、龟裂、块裂、横向裂缝、纵向裂缝等5类.

2、病害分布情况：此段路病害主要以龟裂为主，占比病害量的48.5%，其次为纵缝，占比30.38%。

四、结合路况PCI值进行分析，详见表4  G326线路段检测PCI评定统计表，图4  G326线检测数据PCI评定比对。

表4  G326线路段检测PCI评定统计表

结合评定数据表及数据评定比对图进行分析可知：

1、结合上年路况评定数据比较，与机器人检测时间间隔7个月，与自动检测车检测时间间隔8个月，经过一个冬季后，该路段整体路况衰变较严重。

2、就路幅路况而言，整体路况左幅好于右幅。按规范要求：自动检测车在二级及以下公路中，可挑选病害较严重的方向进行检测。但在实际工作中，除运煤通道或其他单向重载交通较多路段，存在病害严重方向单一性的问题外，其他路段病害严重方向存在或左或右的问题，按照交通管理相关规定，车辆靠右行驶，这样在检测过程中就会存在一定的偏差。经分析该路段PCI平均值，发现左幅、右幅悬殊不大，若在数据量更大的情况下，二者之间的平均值就会越来越趋近。因而在规范评定中，选择病害较严重的方向进行检测，也是考虑到单向交通量较大路段的影响因素。

3、就具体路段PCI而言，通过机器人检测得知：K737路段，左幅PCI为69.76，右幅PCI为85.26，二者悬殊15.5，如以左幅PCI为69.76评定，则该路段为次等路；需进行修复养护；如以右幅PCI为85.26评定，则该路段为良等路；需进行预防养护。因而针对路网级项目规划，在实施过程中，要充分结合公路现状做好检测，并在项目级实施规划中进行调整。

4、针对检查车与机器人检测数据差异的分析

（1）检测时间前后相差1个月，在此基础上，管养单位针对部分路段进行了病害修补，针对病害已修补路段，PCI值得到了较大的提高；针对病害未修补路段，病害发展较快，部分路段PCI衰减严重。如K737路段，机器人检测PCI全幅评定为75.71，检测评定为中等路；检测车检测评定PCI全幅为35.58，检测评定为差等路。经管养单位现场核实，结合检测车前方图像印证，该路段病害发展迅速，PCI衰减较快。如下图5、图6所示：

（2）检测宽度相差1米。机器人检测宽度为6.5米，自动检测车检测宽度为5.5米，由于检测宽度不同，因而统计的病害量和评定面积存在差别。

（3）检测评定方法不同。机器人检测评定采用人工评定病害方式进行（包含车辙、沉陷等内容），自动检测车评定采用自动检测方式进行评定，两者针对病害所取的权值不同，另外检测车中未列入车辙病害检测（按规范要求，车辙单独评定，在二级及以下公路中，车辙指标检测未要求）及沉陷检测（目前设备还不能进行自动化检测）。因而在同等条件下，机器人检测数据小于检测车检测数据。　

（4）冬季由于抗凝保通的需要，采取了撒盐除冰的方式，对沥青路面具有一定的损害。

（5）交通量影响： 2020年1月至3月，受疫情影响，交通量较小，但3月下旬以后，由于复工复产的需要，交通流量骤增，受重载交通的影响，路面病害发展迅速。

（6）路段本身基础较差，存在沉陷等病害。在外因的影响下，路面病害发展更加迅速。

（7）检测设备自身因素：基于检测设备对病害识别的差异，导致数据统计的不同。

五、数据分析及运用

1、结合检测数据评定分析，原定于G326线实施的预防养护工程，部分路段已调整为修复养护工程实施，较好地对原有方案进行了调整，使得养护方案的实施更加准确。

2、路面病害数据采集的范围对路面技术状况的评定存在一定的影响，特别是车辙病害，鉴于贵州普通公路提等升级改造工程的实施，二级公路占比逐年增大，相应的车辙病害增加明显，对路面技术状况的评定及公路行车安全，均产生了较大的影响，

3、检测数据的时效性，根据《公路沥青路面养护设计规范》（JTG5421-2018）的要求：养护设计时应采用检测时间不超过6个月的路面技术状况数据，否则应按现行《公路技术状况评定标准》的相关规定重新检测。然而随着交通流量、重载交通量、气象因素、地质灾害等因素的影响，因而在项目级实施过程中，更要注意检测数据的准确性和时效性，确实避免对路网级规划的盲从，按照动态调整的方式更好地做好项目级实施。

4、检测方式适应性分析，详见表5  沥青路面病害数据采集对比表。

表5  沥青路面病害数据的采集对比表

六、结语

路面病害检测数据的准确性、时效性事关路面养护科学决策的准确性，对项目建设的规模、资金需求、实施方案等有着极大的影响因素。为了提升路况检测水平、提高路况病害检测精度，促进路面养护科学决策，为此，笔者建议：

1、在普通公路路网级评定中增加车辙检测，特别是二级公路路段，以更好地提升路网级辅助决策的精准度。

2、加强技术人员的技能培训，特别是基层养护技术干部的培训，不断提高人工检测的精准度。

3、建议国家相关单位研制更多、更好、更便捷、更便宜的养护检测设备，以更好地提升公路养护检测工作，不断促进公路养护事业的发展。

▎资料来源：《中国公路学会养护与管理分会第十一届学术年会论文集》，节选自《浅谈普通公路沥青路面病害数据的检测》，作者：吴玉荣

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