摘要:公路质量检测是保障我国交通运输事业良好运行的重要手段,能够对既有路基的状况进行检测,进而确定公路的破损程度与区域,能够准确的对公路路基质量作出评价。本文从公路路基的检测目的及其内容出发,分析了公路路基的检测技术及其应用。
关键词:公路路基;检测技术;应用
随着我国公路建设技术水平的不断提升以及施工规范性的提升,公路的建设质量在稳步提高。随着我国交通量的迅猛增长,使得部分原有的公路设计架构和质量已经无法满足现有的通行需要,再加上公路路基在长时间的自然环境、车辆超重超载等情况影响下,路基的承载能力、架构、完整度等产生一定变化,并由此引发路基的路面病害,在严重时甚至会造成路面交通中断。因此,对公路的路基进行检测并及时预防与修复病害工作已经成为我国公路管理部门的一项重要任务,也是保证我国交通运输事业稳定运行的重要工作。
一、公路路基的检测目的及其内容
1.目的
公路路基作为公路的重要支撑架构,并被路面结构层覆盖,在长时间的车辆运行、恶劣环境作用下,其运行状态和性质都发生了一定变化,因此,现有的路基状况难以通过其施工资料进行全方位了解,这为公路的改建、扩建等工作造成极大困难[1]。再加上路基病害产生的隐蔽性和积累性等特点,在病害产生时往往不易被发现,缺乏相应的证据与证明资料,往往为公路管理部门的决策造成极大困难,因此,做好公路路基的检测其目的在于充分、全面、精准的了解路基状况,并为公路改建、维修、养护、灾害处理等工作提供参考依据。
对现有公路的路基进行检测与调查与一般性质的地质调查有着本质上的区别,其特点为:
①检测环境条件要求较高
在公路路基的检测工作中,由于公路肩负着交通运输的责任,路面的车流量往往较大,而检测工作不可对道路交通造成不良影响,不可对正常行驶的车辆造成过多的干扰。
②现有的路基检测手段有限
由于现有的公路路基其覆盖的表层架较厚,通常大于60㎝,无法使用普通路基检测技术如CBR、承载板、弯沉等简单的表层检测技术开展,而现阶段的FWD测试反算技术模型及其测量方式还未发展成熟[2],其反算指标尚未规范化。
③既有路基的状况较复杂
由于我国公路往往会在不同的时期修建,再加上分布地域相对较广,施工历时、基底状况、地质条件和填筑土质等要素的差异性,即使施工的位置相同,其填土的土质和深度也不尽相同,无规律可寻,对路基的检测工作带来严重阻碍。
④现有路基使用时间和状况
由于已经投入使用的公路经过长时间的使用和运行,其路基结构已经逐渐向着稳定性和自然性状况靠近,其评价的稳定性与强度指标无准确标准可衡量,显然与其他路基的检测有着较大不同。
2.路基的检测内容
对既有路基的检测和调查内容应当准确且全面的反映出路基的运行状况、条件等,具体的内容需根据调查公路环境状况、检测目的、具体检测技术手段、资金状况等进行确定,通常包括以下几点内容:
①路基填料的物理性质
包括工程的具体类型、填入物质的液塑限含水量、颗粒组成,物质填充稠度、相对密度、填充材料的压实程度等[3]。
②力学强度指标
包括路基的CBR承载比例、回弹模量EO(回弹弯沉)、路基结构承载力、填土材料的抗剪力强度等。
③路面结构分层状况
包括公路路面结构厚度、路面层间情况、内部架构的排水性能、基底状况等。
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④路面病害情况
包括公路路基的病害纵向、横向分布范围、产生病害的类型、原因、程度,与病害的关系等。
二、公路路基的检测技术
针对既有路基的检测,一般路基检测方式往往无法直接使用,即使存在可行的检测技术和方式,也因为缺乏相应评判标准而无法单一使用。现阶段对既有公路路基的检测多源于实践和经验总结,可将其分为3类:
1.深层核子密度湿度仪器
为适应路基的深层检测需要,通过改善现有的检测仪器和手段,深层核子密度湿度仪器研制出来,其集中了CBR、承载板等检测方式的优势,并将检测深度拓展,为路基稳定性检测提供精准依据。这一方式可深入检测路基结构中的含水量及其密实度,通过设备中放射的Y射线,经过射线的反应强度变化及测试中要素的散射情况来确定路基的含水量及其密度。现有的路基检测仅仅使用于路基表层的简单检测,而此仪器能够对既有路基进行打孔,并进行深层次检测。仪器常见类型有美国的CPN501DR,其测试的深度为0.5~10m,以及湖南交通科学研究所的MT2012D型设备,其测试深度为0.5~4m[4]。这些深层次检测仪器已经在路基检测和桥梁回填土检测中开始推广应用。
这种检测技术的检测指标相对科学和稳定,可参考现行的规范并直接应用与路基的评价中,但是由于需要对公路进行局部的开挖,检测的实际效率相对较低,并对行车产生干扰,因此推广范围不广。
2.地基深层原位测试技术
此项检测及时可在公路原位的天然含水量、应力条件下开展,将钻孔以及室内实验中对土质造成的干扰限制性打破,尤其是在难取样的土质测试中有着较为显著的优势。通过动力触探技术的应用,能够在路基土层深度中进行连续记录,并对路基架构中的土层深度变化完整显现。可以用于对既有路基的深层原位检测的设备有:重型、轻型圆锥动力触探、标准灌入实验、便携式动力的触探等,通常需结合路基的钻探设备一同进行。原位测试技术可用于路基承载力、土层划分以及填充密实度及其状态方面的判断。
动力触探指的是按照规定标准将探头打入土中,并按照规定锤击的数量来区分土层中相关指标的方式。轻型动力触探仪器中锤重约10kg,落点距离为50㎝,主要用于细粒土路的路基质量检测,而锤重约64kg、落点距离为75㎝的重型动力触探仪器主要用于碎石土、沙土以及软性路基工程的检测[5],但因其分辨率相对不高,且易受介质影响,而有一定的应用局限性。
3.基于物探方法的无损检测技术
运用物探方式进行路基工程的探测中,应用较多的有面波法、地质雷达与电测发。地质雷达的检测方法主要是通过天线向路基架构发射电波,并在介质常数发生改变的位置产生反射,通过标准和记录可确定结构层的交界位置。路基机构本身具备较为明显的分层特性,具有雷达的探测应用条件,使用地址雷达技术能够实现路基工程的大面积调查,并具有直观、快速、无损的特点,但是此项技术仅仅能够反映出结构的状况,无法与路基的物理力学指标相联系。
面波法主要是利用路基的表层振荡和信号的接收,并根据结构的传播规律及其波速状况,通过波速进行分低层情况的测试,其测试的速度较快,并对行车产生较小干扰,但其分辨率较低。电测法是通过电场的分布差异和规律进行地质构造探测的一种技术,通过人工建立了的电场,利用仪器测定,并计算土层的电阻率,基于此实现地层状况及其变化的精准探测,但是影响精准度的因素较多,因此常与其他检测技术共同使用。
结束语:
公路路基的检测与评价是随着公路技术发展所提出的新问题,依托先进检测技术和手段建立一套可靠、准确、快速、对通行干扰小的检测技术十分迫切。
参考文献:
[1]梁春淼.公路路基检测技术问题的探究[J].建材与装饰(下旬刊),2007,12(03):162-164.
[2]侯志锋,王冕,麻斌.谈高速公路路基路面无损检测技术[J].山西建筑,2013,03(05):141-142.
[3]曹华凤.公路路基检测技术[J].中国新技术新产品,2009,16(14):105-106.
[4]刘改平.公路路基检测技术特点与运用分析[J].河北企业,2010,11(19):91-92.
[5]高小华.公路路基检测局限性及检测技术应用技巧探讨[J].科技视界,2014,28(04):307-308.
论文作者:胡叶婷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/4
标签:路基论文; 公路论文; 检测技术论文; 病害论文; 状况论文; 路面论文; 目的论文; 《基层建设》2017年第19期论文;