前 言
随着我国经济飞速发展,作为承担陆运任务的重要载体,中国公路总里程截止到今年达到528万公里。面对如此庞大的公路网络,传统的养护与管理工作无法满足现在的公路养护检测需求。智能数字化养护需求亟待在“四新”技术的支持下得以实现。
贵州省“十四五”数字交通发展规划提出“基础设施数字化取得新进展,数字治理网络实现一体联动”的目标,提出“大力推进交通运输新基建,推进智慧公路建设、推进智慧航道建设、建设交通运输行业融合通信网络。”的主要任务
我局积极落实,在遵义G326线湄潭至凤冈路面改造工程中,采用自动化无损病害调查技术,对路面破损和路基结构病害进行全覆盖调查,进行成因分析,赋能精细化养护设计,为科学方案决策和道路全寿命周期数字化提供充分的数据支撑。
项目背景
贵州多丘陵山地,夏季高温多雨,是典型的亚热带季风湿润气候,地理情况复杂特殊。我局本次检测的G326凤冈至湄潭段,起点位于G326凤冈环线老鹰田,终点湄潭县城茶海路、七星路路口,是一条全长28公里的双向两车道。检测全长27945米,宽7.5米,检测总面积209587.5平方米。
本项目于2014年进行公路提等改扩建(三级改二级),2020年对部分路段进行了功能性结构性养护,但经现场调查发现路面如龟裂、横缝和纵缝、修补等病害已经在大量发展,现有部分路段路面水稳基层强度衰减严重。该路段通车多年,部分边沟被堵塞,排水不畅,部分路段路面长期被水浸泡,路面湿滑导致行车安全隐患。
通过我局多次现场考察和评估,发现该路段路面病害的情况清晰,公路典型的表观病害在这里都能找到对应的体现,但其是否是因不可视检的隐蔽的结构病害导致不得而知。(发现存在多处反复损坏路段,为将道路面层以下结构病害彻底调查情况,实现精细化科学养护)为此,经过比对甄选,我局采用成都圭目机器人结构无损检测技术,对该路段进行了快速全断面无损检测。
检测作业
本次检测,我局决定采用非开挖的方式,通过先进的采集手段对病害情况进行全面掌握。(为实现道路全生命周期数字化科学养护决策,提升资金利用率和节约工期)因此,我局采用圭目机器人自主研发的车载式道路结构智能检测系统完成检测任务。该套系统通过深度激光相机与三维探地雷达同步信息采集技术,结合AI数据自动拼接算法和数据分析算法,可高效实现表观破损和结构病害融合分析,通过病害聚类方法为设计提供科学依据。
本次检测于8月2日开始,历时2天,完成单车道近56公里的检测任务,相比传统检测方式大大提升效率,降低人力成本。
数据结果与应用
一、检测成果
本次检测共发现路面表观病害8695处,包含龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、修补,损坏总面积约4940平方米,占检测总面积的2.36%;
发现结构病害1086处,损坏的类型为裂缝,脱空,疏松,沉陷,总影响面积约41435.4平方米,占检测区域总面积的19.77%。
(病害可视化三维模型)
(道路沉降雷达图)
二、数据比对
根据检测报告,我局对K251-K256路段进行取芯。随机选取4处取芯进行数据比对,结果完全一致。其中一处具体取芯情况见下图:
三、数据应用
通过车载式道路结构智能检测系统数据,结合原设计方案,我局做出优化调整如下:
1.取消了3.77km水泥稳定碎石再生路段;
2.原工可方案中对结构病害存疑的3.09km路段,通过该技术验证该段基层结构良好,使原设计方案得到了数据上的补充和印证;
3.9KM双方数据有差异路段,业主结合路段相关情况及项目资金考虑,最终以圭目数据为依据确认6KM路段进行修复性工程,项目资金调配更加合理。
项目价值与意义
本次采用以数据为导向的公路检测新方法,弥补了传统检测方式的短板。相对传统人工调查和其他检测方式,车载移动式病害调查系统可在作业区域全自动规划行车路线,安全高效,同时无损检测手段可保持道路结构完整性。结构病害的位置信息在后续的取芯采样中均体现出高度的一致性。
该技术可将路面表观病害与结构层病害同位置对比分析,进行全寿命周期数字孪生模型建立,可以更加精准的对道路全断面病害成因、影响范围以及发展趋势做出科学研判。为设计方案的优化和养护决策上起到了重要的指导性作用,使得我局在道路养护项目资金配置合理高效、精细化养护手段更加丰富、道路使用寿命显著延长、道路数字化程度大幅提升。本次项目的落地应用,是我局对于新型无损检测技术的一次具有里程碑意义的尝试,也将为遵义公路推进科学精准养护做好模范带头作用。
参考标准:
《公路工程物探规程》JTG/T3222-2020
《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017
《公路技术状况评定标准》JTG 5210-2018
《公路工程技术标准》JTGB01-2014
《公路沥青路面养护技术规范》JTG 5142-2019
《城市工程地球物理探测规范》CJJ/T7-2017
《公路养护安全作业规程》JTGH30-2015
《城市地下病害体综合探测与风险评估技术标准》JGJ/T437-2018