公路路基檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探討

龍加槐

(貴州建養(yǎng)公路技術(shù)咨詢有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550016)

1 路基常見病害

不同地區(qū)在不同時(shí)間建成的路基，因氣候、通行情況和基床土質(zhì)等有很大的差異，所有不同公路的路基狀態(tài)往往極為復(fù)雜，對(duì)于路基病害，無(wú)論類型、分布還是發(fā)育程度，均有顯著的隨機(jī)性與多樣性，這無(wú)疑使路基檢測(cè)難度大幅增加。對(duì)路基進(jìn)行病害調(diào)查的根本目的在于確定路基狀況，并明確病害類型與嚴(yán)重程度；需完成的任務(wù)包括：確定路基病害(如裂縫與沉陷等)的尺寸大小、數(shù)量、具體分布位置與路基所在地區(qū)地形地質(zhì)條件，填料性質(zhì)、土石含量，并據(jù)此評(píng)價(jià)路基整體能否保持穩(wěn)定，為更深層次的檢測(cè)與病害處理方面的設(shè)計(jì)和施工提供可靠參考。

路基常見病害與其發(fā)生路段及特點(diǎn)為：(1)裂縫：多發(fā)生于高填方段、所設(shè)擋墻高度相對(duì)較大的段落及橋頭段，該病害的特點(diǎn)為裂縫經(jīng)常隨部分位置產(chǎn)生的沉降同時(shí)出現(xiàn)，使路面板也產(chǎn)生開裂或破碎；(2)沉陷：多發(fā)生于從深溝段上跨越的路基、半填半挖且填深相對(duì)較大的路段及需要從過(guò)濕軟土段中穿過(guò)的路段，該病害的特點(diǎn)為：左右兩幅路基產(chǎn)生的沉降有較大差別，使路面嚴(yán)重不平整，進(jìn)而發(fā)生開裂與凹陷；(3)填料病害：多發(fā)生于沿線范圍內(nèi)地表巖石與邊坡上路基填料直接外露的位置，該病害的特點(diǎn)為：屬典型的隱蔽性病害，難以發(fā)現(xiàn)，需通過(guò)專門巖性分析來(lái)判斷；(4)失穩(wěn)：多發(fā)生于高填方段，該病害的特點(diǎn)為：需對(duì)路基所處穩(wěn)定狀態(tài)、防護(hù)措施狀況及邊坡等敏感部位的抗沖刷能力予以全方位調(diào)查。

2 路基檢測(cè)方法

2.1 有損檢測(cè)

有損檢測(cè)方法主要有以下幾種：其一，現(xiàn)場(chǎng)CBR檢測(cè)；其二，回彈模量檢測(cè)；其三，深層核子密度濕度儀檢測(cè)；其四，動(dòng)力觸探測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)檢測(cè)；其五，現(xiàn)場(chǎng)DCP檢測(cè)；其六，平板載荷試驗(yàn)；其七，鉆探取芯檢測(cè)。

其中，采用前兩種方法能對(duì)路基回彈與壓縮模量進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定，然而，雖然檢測(cè)結(jié)果有很高的準(zhǔn)確度，但過(guò)程較為復(fù)雜，且成本高，通常并不大規(guī)模使用。對(duì)此，對(duì)CBR檢測(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母牧?，雖然能簡(jiǎn)化操作，但效率往往不高，且對(duì)行車可能造成很大干擾，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。采用第三種檢測(cè)方法能確定路基實(shí)際密實(shí)度與含水量，但需要對(duì)路基實(shí)施開孔來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)深層路基的準(zhǔn)確檢測(cè)，能填補(bǔ)現(xiàn)行規(guī)范在深度檢測(cè)上的空白。另外，該方法還能與現(xiàn)行規(guī)范提出的指標(biāo)分析與評(píng)價(jià)相結(jié)合，操作方便，而由于需要對(duì)路基進(jìn)行局部開挖，所以會(huì)對(duì)行車造成一定程度的干擾。采用第四種方法能對(duì)路基強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)能綜合評(píng)價(jià)路基整體的穩(wěn)定性，并對(duì)不同深度土層相關(guān)信息進(jìn)行準(zhǔn)確記錄；另外，對(duì)砂性土路基采用該方法進(jìn)行承載力檢測(cè)，雖然操作方便，但僅可以實(shí)現(xiàn)表層檢測(cè)，且容易對(duì)正常行車造成干擾。當(dāng)前出現(xiàn)了一種新穎的小型貫入方法，能對(duì)基床、封閉層與換土等部分的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)于第五種方法，它是現(xiàn)階段最常用檢測(cè)方法之一，在強(qiáng)度與分層情況檢測(cè)中有明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于第六種方法，能對(duì)包含地基系數(shù)、變形與動(dòng)態(tài)變形模量和路基動(dòng)剛度等在內(nèi)的指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，所得到的檢測(cè)結(jié)果可根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范與新線實(shí)施對(duì)比，其中，地基系數(shù)可直觀且準(zhǔn)確的反映出路基實(shí)際承載力與剛度，但往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，且檢測(cè)結(jié)果有很大的離散型；而通過(guò)對(duì)動(dòng)剛度的準(zhǔn)確檢測(cè)，能解決地基系數(shù)檢測(cè)難度相對(duì)較大的問題，但可能影響到正常行車。對(duì)于第七種方法，是指通過(guò)鉆取各層位路基土樣，再通過(guò)檢測(cè)確定土樣各項(xiàng)指標(biāo)，如塑液限、密度、干密度與含水量，以此確定路基土的基本性質(zhì)與密實(shí)狀況，以此確定路基強(qiáng)度，此外還能直觀且定量的對(duì)其它一些特性予以反映。該方法雖然準(zhǔn)確且直觀，但取樣過(guò)程與后期試驗(yàn)時(shí)的一些因素都會(huì)給土樣造成影響，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)被不同程度的干擾。

2.2 無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)方法主要有以下幾種：其一，波速法；其二，電測(cè)法；其三，瞬態(tài)瑞利波法；其四，貝克曼梁式彎沉儀法；其五，自動(dòng)彎沉儀與落錘式彎沉儀法；其六，地質(zhì)雷達(dá)法。

其中，第一種方法還能進(jìn)一步分成跨孔波速法與面波法兩種，能確定地層與它的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)，具有速度快且不會(huì)對(duì)正常行車造成影響的優(yōu)勢(shì)，但分辨率相對(duì)較低，容易受到含水量與頻率等因素的直接影響。第二種方法是指通過(guò)對(duì)電場(chǎng)分布規(guī)律進(jìn)行的分析來(lái)確定地質(zhì)構(gòu)造，并通過(guò)對(duì)地層電性存在的差異進(jìn)行分析來(lái)確定地層變化，在病害查找及普查工作中較為常用，但缺乏精度，且檢測(cè)速度相對(duì)較慢，也很難和地層各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)形成直接的聯(lián)系。對(duì)于第三種方法，瑞利波的速度和橫波速度之間有較好相關(guān)性，可用于對(duì)巖土工程特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)實(shí)測(cè)的波速對(duì)路基質(zhì)量與其工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有操作方便、檢測(cè)快速和分辨率很高等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前的路基檢測(cè)工作中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。對(duì)于第四種方法，其操作十分簡(jiǎn)單和方便，但未能對(duì)行車具有的負(fù)荷特征和彎沉形狀予以細(xì)致的描述，并且需要采用人工來(lái)操作，檢測(cè)速度往往較慢，同時(shí)容易產(chǎn)生主觀誤差，不建議在大規(guī)模檢測(cè)工作中使用。而對(duì)第五種方法而言，能對(duì)路面強(qiáng)度予以密集檢測(cè)，有著極高的檢測(cè)效率。檢測(cè)時(shí)所用設(shè)備的重量很輕，操作方便，能對(duì)多個(gè)點(diǎn)位實(shí)施檢測(cè)，尤其是高等級(jí)公路，都用該設(shè)備進(jìn)行彎沉及承載力的檢測(cè)與綜合評(píng)定。采用第六種方法，能確定路基結(jié)構(gòu)具體分層情況，其基本原理為采用天線為路基定向發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波將在介電常數(shù)發(fā)生改變的部位產(chǎn)生折射或反射，此時(shí)通過(guò)對(duì)反射波的記錄即可確定不同結(jié)構(gòu)層之間的交界處。通過(guò)對(duì)這一方法的應(yīng)用，能準(zhǔn)確探測(cè)確定路基病害具體位置與實(shí)際的發(fā)育程度，進(jìn)而分析確定路基實(shí)際地質(zhì)情況。該方法存在很多優(yōu)點(diǎn)，如方便快捷、精度高和無(wú)損，但該方法的應(yīng)用只能描述路基壓實(shí)程度，無(wú)法與其它物理力學(xué)性質(zhì)建立直接的聯(lián)系來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)病害產(chǎn)生與發(fā)展。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，路基檢測(cè)對(duì)確定路基各項(xiàng)指標(biāo)以及各項(xiàng)基本力學(xué)性質(zhì)都有重要作用，進(jìn)而可由此判斷出路基的承載力、強(qiáng)度與性能，還能發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)路基病害，為下一步工作安排提供可靠的參考。目前，可將路基檢測(cè)技術(shù)大致分成有損與無(wú)損檢測(cè)兩部分，且不同檢測(cè)方法采用不同的原理，適用條件與優(yōu)劣勢(shì)也均不相同，在實(shí)際工作中應(yīng)結(jié)合具體情況選擇適宜的檢測(cè)方法。