陳志剛

（中鐵七局集團(tuán) 鄭州工程有限公司，河南 鄭州450000）

0 引言

道路路基工作狀況直接影響公路的正常使用性能，但由于隱蔽性的特點(diǎn)，加上施工過程中監(jiān)管力度不夠、質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)很容易出現(xiàn)早期的路基病害問題，所以要加強(qiáng)重視路基的檢測(cè)工作。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式主要為人工檢測(cè)方法，不能有效的發(fā)現(xiàn)路基內(nèi)部的隱患，并且在工作過程中人身安全受到很大的威脅，檢測(cè)的深度有限，效率低、代表性差，花費(fèi)較高。為了滿足路基的質(zhì)量要求和排查隱患的工作需要，要提倡快速檢測(cè)手段，但目前非常有效的快速檢測(cè)方法還沒有，需要我們進(jìn)一步開展快速檢測(cè)技術(shù)研究。

1 路基病害類型及常見的檢測(cè)方法

1.1 路基病害類型及形成原因

路基承受整個(gè)路面的上部荷載，是路面質(zhì)量的保障，在長(zhǎng)期荷載的反復(fù)作用下必然會(huì)產(chǎn)生變形，對(duì)整個(gè)公路造成危害，造成路基的病害原因有自然因素例如氣候、土質(zhì)等，非自然因素包括設(shè)計(jì)、施工、人為破壞、養(yǎng)護(hù)管理不善等。公路路基病害可以分為以下幾類。

沉降變形，路基不均勻沉降會(huì)導(dǎo)致道路路面塌陷，出現(xiàn)裂縫，在橋梁兩端出現(xiàn)橋頭跳車，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成整體性滑坡，使邊坡失穩(wěn)等。引起路基沉降的原因有地基處理不當(dāng)，路基材料的選擇不合適，施工上壓實(shí)度不夠，基層的縱向和橫向搭接不合理等，道路的承載能力不足，不能滿足實(shí)際交通需求，自然因素包括水害、地震、泥石流等。

裂縫，影響路基的整體穩(wěn)定性，在路面產(chǎn)生反射裂縫，水分會(huì)通過裂縫進(jìn)入路基造成路基的軟化，承載力不足，從而使整個(gè)路基發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，裂縫按照其本身特點(diǎn)可以分為縱向裂縫和橫向裂縫。產(chǎn)生裂縫的原因有交通量過大，荷載引起裂縫，施工不當(dāng)?shù)脑?、路基材料選擇不合理、路面耐久性不足破損、自然因素等。

路基邊坡類病害，有塌方、落石等，產(chǎn)生原因邊坡受力的失穩(wěn)，主要有邊坡支擋結(jié)構(gòu)的施工不當(dāng)，或偶然因素引起破壞。

路基病害產(chǎn)生原因概括起來為工程地質(zhì)、水文以及氣候因素原因，設(shè)計(jì)上沒有合理設(shè)置排水設(shè)施、防護(hù)和支擋結(jié)構(gòu)、特殊施工工藝和材料選擇不當(dāng)?shù)龋┕ど厦つ孔非蠊て?，施工不?guī)范，沒有合理的壓實(shí)厚度、施工順序不合理、含水量控制不好等，后期養(yǎng)護(hù)管理上不科學(xué)規(guī)范，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等。

1.2 路基病害檢測(cè)方法

傳統(tǒng)檢測(cè)方法，包括灌砂法、鉆孔取芯法、環(huán)刀法等，分為原位檢測(cè)和取樣檢測(cè)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后得到路基的回彈模量、強(qiáng)度、厚度和壓實(shí)度，反映路基的健康工作狀況，這種方式具有很大的隨機(jī)性，不能有效的檢測(cè)到路基內(nèi)部的裂縫、含水等。

無損檢測(cè)技術(shù)，這種方法不會(huì)破壞檢測(cè)物體本身結(jié)構(gòu)，只需要在檢測(cè)物表面就能夠了解其結(jié)構(gòu)特征、物理指標(biāo)和狀態(tài)特性，主要的無損檢測(cè)方法有電磁波法、彈性波法、層析成像等。近年來由于科技發(fā)展，各種無損檢測(cè)儀器和方法被很好的應(yīng)用于建筑工程中有基于地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的路基檢測(cè)方法、基于高密度電法的路基檢測(cè)方法、基于瑞利波技術(shù)的路基檢測(cè)方法等。

2 路基工作狀況表征指標(biāo)

2.1 路基壓實(shí)度

壓實(shí)度的評(píng)定主要是通過室內(nèi)測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)密度來確定，在確定時(shí)要盡可能的使室內(nèi)試驗(yàn)條件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件相接近，常用的振動(dòng)擊實(shí)和大型馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)既是考慮了施工中振動(dòng)壓路機(jī)碾壓成型進(jìn)行改進(jìn)的。確定試驗(yàn)方法時(shí)要依據(jù)路基土的類別，主要方法有擊實(shí)法、振動(dòng)臺(tái)法以及表面振動(dòng)壓實(shí)儀法。輕型和重型擊實(shí)法適用于細(xì)粒土和粗粒土，振動(dòng)臺(tái)法和表面振動(dòng)壓實(shí)儀法適用于顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)大于15%的無粘性粗粒土和巨粒土?，F(xiàn)場(chǎng)密度的檢測(cè)方法有灌砂法、環(huán)刀法、核子法、鉆芯法、FWD以及瑞雷波法。

2.2 路基回彈模量

回彈模量是路基和路面在荷載作用下其應(yīng)力與應(yīng)變的比值，是在垂直荷載作用下抵抗變形的能力，在荷載一定情況下，回彈模量越大產(chǎn)生的垂直位移就越小。路基回彈模量反映了路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，是表征路基承載力的重要參數(shù)。

回彈模量分為靜回彈模量和動(dòng)回彈模量?jī)煞N，測(cè)定回彈模量的方法有加載板法，適用于路基土的表層測(cè)試；貝克曼梁法，適用于路基土厚度大于1m的粒料整層的表面；FWD法具有高效無損的特點(diǎn)，能夠評(píng)定各結(jié)構(gòu)層的性能；PFWD法檢測(cè)速度快，需要操作人員少，操作簡(jiǎn)單，沒有地區(qū)和條件限制。

2.3 路基含水量

路基含水量是路基中水的質(zhì)量和路基干重度的比值，路基含水量是各種病害發(fā)生的重要因素之一，檢測(cè)時(shí)按照修建時(shí)間可以分為新建路基含水量檢測(cè)和既有路基含水量檢測(cè)兩種，新建路基由于條件允許可以采用比重法、烘干法、核子密度儀法、電容法及碳化鈣氣壓法幾種，而既有路基因?yàn)槿⊥敛环奖阃ǔ２捎锰降乩走_(dá)法和高密度電法。

2.4 路基裂縫

路基裂縫對(duì)整個(gè)公路會(huì)造成很大的影響，引起路面層產(chǎn)生反射裂縫，裂縫產(chǎn)生后水分會(huì)進(jìn)入，進(jìn)一步導(dǎo)致路基軟化，道路破壞加速，強(qiáng)度、平整度和穩(wěn)定性都會(huì)受到嚴(yán)重影響。路基裂縫可以分為荷載引起的裂縫，路基內(nèi)的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力超過了疲勞強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度而產(chǎn)生；施工不當(dāng)引起的裂縫，壓實(shí)度不夠、縱向和橫向接縫處理不當(dāng)多種原因造成；路基材料選擇不當(dāng)引起的裂縫，使用的材料沒有經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，含水量過高等；路面破損引起的裂縫，道路運(yùn)營(yíng)過程中如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，在水和荷載反復(fù)作用下會(huì)產(chǎn)生裂縫，水分進(jìn)入裂縫后導(dǎo)致路基軟化，產(chǎn)生裂縫。

3 路基工作狀況快速檢測(cè)方法

3.1 壓實(shí)度檢測(cè)

路基壓實(shí)度的快讀檢測(cè)方法有核子密度濕度儀法和落錘式路基壓實(shí)度快速測(cè)定儀兩種方法。

核子密度濕度儀法在現(xiàn)場(chǎng)能夠準(zhǔn)確快速測(cè)定路基的密度和含水量，很好的適應(yīng)了現(xiàn)代道路施工，缺點(diǎn)是反射性物質(zhì)可能會(huì)對(duì)工作人員身體健康造成一定影響，有時(shí)需要打孔，在孔洞形成過程中會(huì)破壞附近結(jié)構(gòu)，影響準(zhǔn)確性。其基本步驟為標(biāo)定儀器、選取測(cè)定點(diǎn)、放置儀器、開機(jī)退出安全距離、計(jì)數(shù)關(guān)機(jī)。

落錘式路基壓實(shí)度快速測(cè)定儀簡(jiǎn)稱FWD，在施工質(zhì)量檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)管理檢測(cè)、道路改造檢測(cè)以及路面動(dòng)態(tài)理論研究上應(yīng)用廣泛，能夠有效反映路基壓實(shí)狀況，誤差小，工作強(qiáng)度低，能夠連續(xù)、大范圍工作，并且受到含水量影響小。

3.2 回彈模量檢測(cè)

回彈模量的快速檢測(cè)方法有自動(dòng)彎沉儀、穩(wěn)態(tài)彎沉量測(cè)技術(shù)以及動(dòng)態(tài)彎沉量測(cè)技術(shù)?？焖贆z測(cè)方法和傳統(tǒng)儀器比較價(jià)格昂貴，但操作簡(jiǎn)便，具有高效、無損的特點(diǎn)，精度高，能夠很好的模擬行車荷載的動(dòng)力作用，采集大量數(shù)據(jù)并處理輸出相關(guān)圖形。

3.3 含水量檢測(cè)

快速無損的檢測(cè)方法有探地雷達(dá)法和高密度電法，探地雷達(dá)法目前還需要對(duì)地質(zhì)信號(hào)提取波速上以及電介常數(shù)和含水率的關(guān)系上還需要進(jìn)一步研究，技術(shù)還不夠成熟，但應(yīng)用前景廣闊。高密度電法也只能定性判斷路基含水量多少，不能得到具體數(shù)值，還需要進(jìn)一步的研究電阻率理論。

3.4 路基裂縫檢測(cè)

路基裂縫的無損檢測(cè)為探地雷達(dá)技術(shù)，通過將路基裂縫產(chǎn)生的圖像分為三類，與正常路基雷達(dá)圖像進(jìn)行比較，找到裂縫的圖像特征，能夠有效識(shí)別路基中裂縫，對(duì)檢測(cè)人員的圖像識(shí)別和解釋能力要求較高。

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