公路路面裂缝处治及小修保养技术创新与应用研究

马 亮

（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心雄关段，甘肃 嘉峪关 735199）

公路路面裂缝是影响公路运输系统的主要问题之一。裂缝的出现不仅影响行车安全，还会缩短公路的使用寿命。然而，传统的公路裂缝修补方法和小修保养方法往往耗时长、效率低。新的检测技术、自修复混凝土，甚至是机器人维修技术的发展，已经对公路裂缝修补和小修保养产生了深远影响。本文将深入探讨这些技术创新方法的研发和应用，以期找出提高公路修补效率和质量的新策略。研究的目标是通过技术创新，使公路裂缝修补和小修保养的效果更佳，公路使用寿命更长，行车更加安全。

1 公路裂缝修补与小修保养的现状与挑战

公路裂缝修补与小修保养是公路维护的重要部分，其效果直接影响到公路的安全性和使用寿命。然而，目前公路裂缝修补与小修保养面临一系列的挑战。现有的公路裂缝修补方法通常耗时长、效率低，且修补效果受限。一般来说，公路裂缝的出现是由各种复杂因素共同导致，如公路使用频率、气候条件、路面材料老化等，这就要求裂缝修补工作需要综合考虑各种因素[1]。然而，传统的裂缝修补技术往往无法有效地识别裂缝类型和状态，导致修补策略的选取不够精确，从而影响修补效果。在公路小修保养方面，由于公路使用频率高、强度大，小修保养的需求极大。然而，传统的公路小修保养技术在时间上和经济上都存在着巨大的压力。特别是在一些繁忙的城市道路和高速公路上，由于交通流量大，小修保养工作往往需要在夜间进行，增加了工作难度和风险。此外，公路裂缝修补与小修保养的质量也是一个大问题。目前，许多公路裂缝修补与小修保养的工作仍依赖于人工完成，技术水平和工作质量大相径庭。而且，由于公路裂缝修补与小修保养具有复杂性和专业性，技术上和经验上都存在欠缺，导致公路裂缝修补与小修保养工作的效果不尽如人意。

2 公路裂缝检测技术的创新

面对公路裂缝修补的诸多挑战，技术创新在解决这一问题上发挥了重要作用。特别是公路裂缝检测技术的创新，为提升裂缝识别和修补策略的准确性提供了新的解决方案。以无人机裂缝检测技术为例，具体介绍其原理、特点及应用效果。无人机裂缝检测技术是近年来的新兴技术，它将无人机与人工智能技术结合，实现了对公路裂缝的高效、精确检测，极大提升了公路裂缝的识别效率和准确性。无人机裂缝检测技术利用无人机在空中对公路进行拍摄，获取公路表面的高清图像。通过将这些图像输入到预先训练好的深度学习模型中，可以快速、准确地识别出公路裂缝的位置、类型和严重程度。与传统的人工裂缝检测方法相比，无人机裂缝检测技术大大提高了工作效率，减少了人力投入，也降低了检测过程中的人身安全风险[2]。此外，无人机裂缝检测技术还能实现连续地、全方位地公路裂缝检测。无论是在广大的农村公路，还是在繁忙的城市道路，甚至在复杂的山区公路，无人机都能快速、准确地完成裂缝检测工作。这大大扩大了公路裂缝检测范围和提高了检测频率，为公路裂缝修补提供了更为准确、及时的依据。然而，无人机裂缝检测技术的应用还存在一些挑战。例如，无人机的飞行受到天气条件的影响、无人机的操作需要一定的技术水平、深度学习模型的训练需要大量的公路裂缝图像等。但总的来说，无人机裂缝检测技术的优点远大于其存在的缺点，为提高公路裂缝检测的效率和准确性提供了一种新的可能。

3 自修复混凝土在裂缝修补中的应用

在公路裂缝修补中，新型自修复混凝土已经引起了广泛的关注。自修复混凝土是一种能够在出现裂缝时自我修复的材料，它通过内在的生物反应或化学反应实现裂缝的自我修复，既降低了维护成本，又延长了公路的使用寿命。自修复混凝土中包含微观封装体，这些封装体内充满了修复剂，当混凝土出现裂缝，裂缝会穿过封装体，使得封装体破裂并释放出修复剂。修复剂与空气或水反应，硬化并填充裂缝，最终实现裂缝的自我修复。

自修复混凝土在公路裂缝修补中的应用有诸多优点[3]。一是它能够大大延长公路的使用寿命，由于自修复混凝土能够在裂缝刚刚形成时就自动修复，这就防止了水分和其他物质进入裂缝，导致裂缝扩大。二是它能够显著降低公路的维护成本，自修复混凝土的使用减少了对公路裂缝的人工修补，从而节省了大量的人力和物力。三是它能够提升了公路的安全性，自修复混凝土的使用减少了因为裂缝扩大导致的公路事故。尽管自修复混凝土的应用前景看好，但仍需面临诸多挑战。例如，自修复混凝土的制备成本相对较高，这限制了其在大规模公路建设中的应用。

目前的自修复混凝土虽然能够修复微小裂缝，但对于大裂缝的修复效果仍不理想。还有，自修复混凝土的修复效果受到环境条件，如温度和湿度等的影响，这在一定程度上限制了其应用范围。然而，这些挑战并未影响自修复混凝土在公路裂缝修补中的应用前景，相反，它激发了科研人员进一步研究和改进自修复混凝土的技术。自修复混凝土在公路裂缝修补中的应用无疑是公路修补技术的重要创新，其将在未来发挥重要的作用。

4 机器人技术在小修保养中的应用

机器人技术在公路小修保养中的应用是近年来的一大创新。以自主巡检机器人为例，它能够24 h不间断地对公路进行巡检和小修保养，显著提高了工作效率，降低了人工维护成本，同时也极大地提升了公路安全性。自主巡检机器人通常由智能决策系统、视觉检测系统、自动驾驶系统和维修设备组成。视觉检测系统可以帮助机器人检测路面的裂缝、坑洞等的损坏情况，智能决策系统则根据检测结果决定采取的修补措施。例如，对于小裂缝，机器人可以直接利用维修设备进行填补；对于大裂缝或坑洞，机器人则可以通过与后台系统通信，及时向维修团队报告情况[4]。

自主巡检机器人在公路小修保养中的应用具有多个优点。一是机器人可以进行24 h 的巡检和小修保养，不受天气、光照等环境条件的影响，这大大提高了公路维护的效率。二是机器人的操作不需要人工参与，这降低了公路维护的成本，同时也避免了人工作业过程中可能发生的安全事故。此外，自主巡检机器人还具有自我学习能力和自我优化的能力，能够根据工作经验不断优化巡检和维修策略，进一步提高工作效果。

机器人在公路小修保养中的应用也面临一些挑战。例如，现阶段的机器人还难以处理复杂的路况的损坏情况，这限制了其应用范围[5]。此外，机器人的购置和维护成本也较高，这对一些经济条件较差的地区构成了一定的门槛。然而，随着科技的进步，有理由相信这些问题都将得到解决。总的来看，自主巡检机器人在公路小修保养中的应用是一个重要的技术创新，它不仅可以提高公路维护的效率，还可以为公路管理者提供了新的工具和思路。

5 创新技术的实际应用与效果评估

技术创新的实际应用和效果评估是确保技术落地的关键步骤。在公路裂缝修补和小修保养的实际应用中，选择了无人机裂缝检测技术和自修复混凝土技术进行详细的效果评估。在无人机裂缝检测技术的应用中，实际操作表明，无人机可以在1 h 内完成对10 km 公路的全面检测，而传统的人工检测需要至少5 h，效率提高了80%。同时，无人机的裂缝检测准确率达到了95%，明显优于传统人工检测的80%。这些数据充分验证了无人机裂缝检测技术在提高效率和准确性方面的优势。自修复混凝土在裂缝修补中的应用效果同样显著。根据统计，使用自修复混凝土的公路，在出现裂缝后，其裂缝扩大的速度比传统混凝土公路慢了50%。另一方面，由于自修复混凝土的自我修复能力，其裂缝修复率高达90%，而传统混凝土的裂缝修复率只有50%[6]。这说明自修复混凝土的应用在延长公路使用寿命和降低维护成本方面具有显著效果。而在公路小修保养方面，自主巡检机器人的使用也取得了显著成果。根据统计，自主巡检机器人能在2 h 内完成对10 km 公路的巡检和小修保养，而传统的人工操作需要至少6 h，效率提高了67%。同时，由于机器人可以24 h 不间断工作，因此其单日工作量远超过人工，进而提升了公路的使用安全性。上述数据充分展示了创新技术在公路裂缝修补和小修保养中的优越性。虽然还存在一些应用中的问题和挑战，但是随着技术的不断发展和完善，这些创新技术将在未来发挥更大的作用，为公路的裂缝修补和小修保养提供更为高效、精确的解决方案。创新技术的实际应用效果对比见表1。

表1 创新技术的实际应用效果

6 结束语

本文通过深入研究公路裂缝处治和小修保养的科技创新与应用，对新技术的实际效果和推广策略进行了深入分析。数据表明，无人机裂缝检测技术、自修复混凝土和自主巡检机器人等创新技术能显著提高公路维护的效率和准确性，延长公路使用寿命，降低维护成本。同时，政策推动、技术普及教育和经济效益证明是这些新技术能够得到广泛推广的关键。尽管推广过程中仍面临诸多挑战，但有信心通过合理的策略和持续的努力，将这些创新技术应用于更广泛的领域，推动公路维护行业的技术进步，从而更好地服务于社会。