譚 春

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

軟土路基高速公路常見病害地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)分析

譚 春

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

在軟土路基上建設(shè)高路公路，存在各種病害隱患，并成為影響高速公路質(zhì)量安全的關(guān)鍵因素。應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)是對(duì)公路質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的最好的地球物理方法，其具有快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，有很好的應(yīng)用前景。

高速公路；病害分析；地質(zhì)雷達(dá)；無損檢測(cè)

從20世紀(jì)80年代后期起，中國開始建造高速公路，1988年首條高速公路—滬嘉高速公路建成通車。到2003年底，中國高速公路已達(dá)1.9萬km，僅次于美國，居世界第二位。到2008年底，中國高速公路總里程達(dá)到3萬km。據(jù)交通部2004年3月公布的《全面建設(shè)小康社會(huì)公路水路交通發(fā)展目標(biāo)》，到2010年中國高速公路將達(dá)5.5萬km，基本通達(dá)目前20萬以上城鎮(zhèn)人口的城市，東部地區(qū)基本形成高速公路網(wǎng)；二級(jí)以上公路總里程達(dá)45萬km。中國將在2010年基本建成全國快速客貨運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)大城市間400～500km當(dāng)日往返，800～1000km當(dāng)日到達(dá)；建制村通班車率達(dá)90%。這樣快的高速公路建設(shè)速度，在世界上史無前例。

從目前中國公路建設(shè)的現(xiàn)狀來看，最重要的是要把公路質(zhì)量放在最重要的位置來考慮。然后要對(duì)現(xiàn)有公路，特

是高速公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和管理（包括路面、橋面、附屬設(shè)施及設(shè)備的管理和養(yǎng)護(hù)），使其在最經(jīng)濟(jì)的投入下達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)定的使用壽命。

對(duì)于已建成的公路來講，公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)放在重中之重的位置上。關(guān)于公路的養(yǎng)護(hù)要注意以下的幾個(gè)方面。其一，要建立路面管理系統(tǒng)。國內(nèi)有許多公路 有管理系統(tǒng)，有的有管理系統(tǒng)，但是并沒有應(yīng)用。另外還有公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。其二，要注意舊路面的修繕復(fù)原。舊水泥路面的修復(fù)方法可以概括為：修繕復(fù)原、加鋪層和重建?；炷谅访娴牟『τ薪Y(jié)構(gòu)性的和功能性的。結(jié)構(gòu)性的病害造成路面承載能力部分或全部喪失，功能性的病害造成路面的安全度和舒適度不好。這些病害可以歸結(jié)為材料問題、排水問題、施工問題、設(shè)計(jì)問題等等。修繕復(fù)原的方法適用于輕度的功能性病害或局部性的輕度的結(jié)構(gòu)性病害。加鋪層的方法適用于某些中度的和嚴(yán)重的病害。重建的方法適用于有嚴(yán)重病害，用前兩種方法都不能有效修復(fù)的路面。抓好公路工程質(zhì)量是一項(xiàng)綜合性的工作，除制度上的保證之外，從技術(shù)的角度確保公路工程質(zhì)量是對(duì)公路主要病害進(jìn)行預(yù)防與治理的關(guān)鍵。一般情況下，在目前的施工技術(shù)下的公路病害主要表現(xiàn)為：高填路堤下沉、軟土地基超限沉陷、瀝青路面早期損壞、水泥路面斷板開裂、路面不平整、橋梁伸縮與橋頭跳車、隧道襯砌滲水、防護(hù)工程小型結(jié)構(gòu)物表面粗糙、預(yù)應(yīng)力管道壓漿不實(shí)等。要對(duì)這些病害問題進(jìn)行探查，同時(shí)又不影響公路的通暢運(yùn)營，應(yīng)用高頻地質(zhì)雷達(dá)方法是一種無損、快速而又經(jīng)濟(jì)的可以解決此類問題的方法。

1　公路路基結(jié)構(gòu)分類及常見病害分析

從目前上海公路的建設(shè)情況來看，主要是兩種形式的公路路基，其一為軟土路基，其二為高填路堤。

上海為三角洲相沉積地帶，所以高速公路的路基大多為軟土，軟土具有松軟、孔隙比大（一般大于1.0）、天然含水率高（接近或大于液限）、壓縮性高、強(qiáng)度低、滲透性小等特點(diǎn)。高填路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。路床以下路堤分為上路堤與下路堤：上路堤是位于路面以下80～150cm范圍內(nèi)的填方部分；而下路堤是上路堤以下的填方部分的總稱。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ013-95），當(dāng)邊坡總高度大于20m（土石質(zhì)填料）和12m時(shí)（砂、礫石填料），應(yīng)考慮邊坡的穩(wěn)定性，因此，此兩數(shù)值可視為高填路堤的分界值。同時(shí)根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ033-95）規(guī)定：水稻田或長年積水地帶，用細(xì)粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時(shí)，按高填土路堤施工。綜合以上兩項(xiàng)知，高填路堤即：水稻田或長年積水地帶，用細(xì)粒土填筑的路堤高度在6m以上，其它地帶填土或填石路堤高度在20m以上（填砂、礫石堤在12m以上）時(shí)稱之為高堤；填土高度低于1m者為矮路堤；其它為一般路堤。一般情況下，公路病害的表現(xiàn)有以下的形式：

1.1軟地基條件下的病害

按照《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ033-95），不得使用淤泥等劣質(zhì)土，液限大于50、塑性大于50、塑性指數(shù)大于26的土，以及含水率超過規(guī)定的土。如將上述土料作為填料土進(jìn)行填筑，則容易引發(fā)塑性變形與沉陷破壞。

如果道路施工中，排水系統(tǒng)做得不好或是施工不到位，當(dāng)水浸入路基，引起路基內(nèi)水位上升，填料中含水量增大，強(qiáng)度、穩(wěn)定性降低，將造成路基下陷等破壞。

軟地基處理后，若填土加載過快，尤其當(dāng)接近或超過臨界高度時(shí)，仍快速填筑，未能仔細(xì)進(jìn)行沉降動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，造成路堤失穩(wěn)；另外，在施工過程中質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)，選擇的塑料排水板型號(hào)和長度、粉噴樁、噴粉量、處理深度和攪拌等要求達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，從而造成基礎(chǔ)出現(xiàn)各種狀況。

1.2高填路堤下沉或地基下陷

高填路堤下沉或地基下陷的主要影響因素有以下幾個(gè)方面：

當(dāng)工程地質(zhì)條件不良，原地面比較弱，特別是在泥沼地段、流沙、垃圾及其它劣質(zhì)土地段填筑路堤（上海的道路施工中都遇到過類似問題），而在填筑前未經(jīng)換土或很好壓實(shí)，則填筑完成后，原地面土壤易產(chǎn)生壓縮下沉或擠壓位移。當(dāng)路堤穿過溝谷時(shí)，溝谷中心往往填土高度最大，向兩端逐漸減低，在路堤橫斷面上，往往迎水面填土高度小于迎水面，這樣也將由于填土高度不同而可能產(chǎn)生不均勻下沉，引起道路在運(yùn)營中容易產(chǎn)生隱患。

在惡劣的天氣與氣候條件下，如降雨量過大、洪水猛烈、干旱、冰凍、積雪或溫差過大等，都可能使高路堤產(chǎn)生不均勻沉降，從而造成路基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或更嚴(yán)重的病害出現(xiàn)。

施工過程中的一些處理措施不當(dāng)，如：填筑順序不當(dāng)，壓實(shí)不足，在填挖交界處沒有挖臺(tái)階，導(dǎo)致交界處的不均勻沉降，柔性填土與剛性構(gòu)造銜接處，臺(tái)后和通道兩邊高填土下沉，施工過程中未注意排水，遇雨天施工時(shí)路基積水嚴(yán)重，排水工作系統(tǒng)不良或無法自行排出。

1.3瀝青路面的早期破壞

瀝青路面在設(shè)計(jì)年限內(nèi)由于各種原因而發(fā)生早期破壞，這些早期破壞表現(xiàn)為以下的形式：開裂—冬季瀝青路面的橫向開裂；路面車轍—夏季高溫期在重載車及重型機(jī)械作用造成的縱向永久性變形；水損害—雨季或春融季節(jié)出現(xiàn)的坑槽；路面的表面功能衰減—瀝青路面由于泛油、石料磨光及路面破損引起的表面功能降低或喪失（此在郊區(qū)縣的公路中較為常見）。

1.4水泥混凝土路面裂縫

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土面板和基（墊）層所組成的路面，其由路基和路面兩部分組成。構(gòu)成路面的鋪筑層，按其所處的層位作用，又主要分為面層、基層和墊層。面層直接承受車輛荷載及自然因素的作用，并將荷載傳遞到基層的結(jié)構(gòu)層，它除滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)有足夠的平整度和防滑性能，以保證行車舒適和安全性；基層是設(shè)在面層以下的結(jié)構(gòu)層，主要承受由面層傳遞的載荷，并將載荷分布到墊層或土基上，它是路面的主要承載層，因此基層本身也應(yīng)具足夠的強(qiáng)度，才能抵抗行車載荷的各種應(yīng)力；墊層是設(shè)于基層以下的結(jié)構(gòu)層，主要作用是隔水、排水、防凍以及改善基層和土基的工作條件。

它常見的病害主要為以下幾種形式：

（1）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足造成的破壞

主要是在現(xiàn)有的混凝土路面彎拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)板厚不夠，結(jié)構(gòu)種類單一，總體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏弱。相當(dāng)多的公路建設(shè)中，偷工減料現(xiàn)象嚴(yán)重；另一方面，現(xiàn)有的路面設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度難以承受超重型載重交通量的破壞。

（2）非機(jī)械化施工程度低

先進(jìn)的滑模機(jī)械施工技術(shù)普及程度不夠，人工施工的高等級(jí)公路特別是高速公路由于非機(jī)械化施工程度低而引起早期破壞相當(dāng)嚴(yán)重。

（3）面板不夠?qū)?/p>

人工施工的混凝土路面板搗振不夠，從面影響路面板強(qiáng)度。不少路面因混凝土局部強(qiáng)度偏低，造成使用中磨損嚴(yán)重，表面裸露集料，局部成坑，平整度嚴(yán)重劣化。

（4）路基和基層支撐不穩(wěn)定

支撐變形量超出了路面板所能容許的限度，造成大量斷板破壞。除了軟基和填挖處理不好帶來的問題外，更多的是基層石灰土、水泥土等材料抗沖刷能力不足，大量使用“兩灰一白”的透水的“蓄水槽”橫斷面結(jié)構(gòu)，使水破壞導(dǎo)致的斷板相當(dāng)嚴(yán)重；其次是填方路基局部軟化甚至塌陷造成的斷板破壞。

（5）接縫密封不好

滲透排水不暢，導(dǎo)致了基層軟化，造成唧泥、錯(cuò)臺(tái)和啃邊，致使路面平整度差，行車舒適性差。

1.5其它公路病害

在公路上，還出現(xiàn)其它的多種病害如：橋頭及橋梁伸縮縫處跳車，防護(hù)工程與小型結(jié)構(gòu)物表現(xiàn)粗糙，公路隧道襯砌滲漏水等等。

2　新型道路檢測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

美國勞雷公司在地質(zhì)雷達(dá)方面的研究水平一直處于世界前列，其SIR系列的地質(zhì)雷達(dá)在我國的應(yīng)用具有很好的連續(xù)性，從上世紀(jì)90年代初的SIR-2，到90年代中后期的SIR-10H，及至目前的SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，在我國道路檢測(cè)方面的應(yīng)用具有良好實(shí)效。

2.1SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）空氣耦合型且自帶探測(cè)輪的封閉天線

大規(guī)模的公路檢測(cè)，工作量大，數(shù)據(jù)處理工作繁瑣，如果采用不能標(biāo)定距離且穩(wěn)定性不好的天線，會(huì)給數(shù)據(jù)采集與處理工作徒增不少工作量。傳統(tǒng)地質(zhì)雷達(dá)所采用的天線系統(tǒng)，一般都是貼地天線，往往在大量數(shù)據(jù)的采集過后，標(biāo)定樁號(hào)費(fèi)神費(fèi)事。而最新的SIR-20地質(zhì)雷達(dá)使天線架空，發(fā)射和接收的耦合條件徹底改變，可以采集到質(zhì)量良好的雷達(dá)記錄。同時(shí)，通過天線自帶的探測(cè)輪，可以使樁號(hào)的標(biāo)定變得簡單，道路下異常體可以很好地歸位。

（2）高速掃描率

SIR-20地質(zhì)雷達(dá)通過車載形式，采集工作簡單快速，雷達(dá)采用自激自收的示波采樣技術(shù)，即遞次采樣每個(gè)重復(fù)發(fā)射的脈沖。這就需要儀器系統(tǒng)具有很高的絕對(duì)采樣率和重復(fù)發(fā)射率，以及精確的DSP處理控制采樣相加技術(shù)。目前SIR-20的雷達(dá)采集速率可以達(dá)到800次/秒，而且儀器系統(tǒng)配制簡單，存儲(chǔ)量大，儀器的內(nèi)存達(dá)到20G之多，單個(gè)剖面數(shù)量內(nèi)存量只受計(jì)算機(jī)內(nèi)存的限制。

（3）精細(xì)的分辨率

道路檢測(cè)雷達(dá)應(yīng)用在公路上可以歸結(jié)為兩大功能：（1）作為施工質(zhì)量控制，它包括測(cè)量各個(gè)結(jié)構(gòu)層的厚度和連續(xù)性，檢查各結(jié)構(gòu)層是否壓密，是否有脫空或充水現(xiàn)象；（2）作為維護(hù)檢測(cè)，它包括層間分析連接、裂隙、空洞、滲水、路基塌陷、橋面鋼筋銹蝕和面層磨損等等。不管哪一種應(yīng)用，對(duì)道路探測(cè)雷達(dá)來說，分辨率，即區(qū)分最小異常的尺度都是至關(guān)重要的前提。拿測(cè)量面層作為例子，我國的瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)從上到下大致為磨耗層3～4cm、中面層4cm、底面層4cm。按照雷達(dá)子波分辨率的估計(jì)，最小分層（垂直分辨率）的極限為1/4波長。能夠劃分出3cm磨耗層的最小波長不能超過12cm。我們知道，空氣中電磁波速度C=30cm/ns，瀝青或水泥等材料中的電磁波速度約為C/2.5或C/4，即12cm/ns至7.5cm/ns。所以理論上，能滿足測(cè)量最小面層分層的雷達(dá)天線主頻不能低于1000MHz，即1GHz，這時(shí)，天線信號(hào)脈沖寬度為1ns，波長10cm左右，更何況實(shí)際測(cè)量中有噪音干擾、有技術(shù)人員操作上的誤差，所以SIR-20型雷達(dá)測(cè)量路面系統(tǒng)的空氣耦合天線有1.5GHz和2.2GHz兩種天線，可以滿足檢測(cè)公路精細(xì)結(jié)構(gòu)、道路下異常隱患的要求。

2.2SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）多種數(shù)據(jù)顯示形式互補(bǔ)

SIR-20地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)，具有多種顯示形式，除了最常見的波形顯示外，還有線掃描顯示、示波器顯示及單道脈沖顯示、三維數(shù)據(jù)格式顯示、時(shí)間切片顯示、多道顯示及交互式顯示格式等。多種數(shù)據(jù)格式顯示功能，可以幫助數(shù)據(jù)處理工作者對(duì)野外數(shù)據(jù)有一個(gè)詳細(xì)的了解，通過各種互補(bǔ)的數(shù)據(jù)顯示形式，可以直觀地看出數(shù)據(jù)中的各種異?，F(xiàn)象，而且具有很好的對(duì)比功能，從而滿足后續(xù)數(shù)據(jù)的處理與解釋功能。

（2）多種數(shù)據(jù)處理模塊

SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具有地形校正、距離標(biāo)定、時(shí)空域數(shù)字濾波、有限脈沖與無限脈沖濾波、偏移歸位處理等功能模塊。對(duì)于地下復(fù)雜的目的物，可以通過三維的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與顯示，而且處理結(jié)果可以形象地再現(xiàn)地下異常體的真實(shí)現(xiàn)狀。

（3）目的物的結(jié)構(gòu)識(shí)別功能

對(duì)于地下層狀的介質(zhì)體，如高速公路的檢測(cè)，可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)識(shí)別。地質(zhì)雷達(dá)最多可以自動(dòng)追蹤識(shí)別地下數(shù)十層的結(jié)構(gòu)層，而且每一層的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)（層厚、層間波數(shù)等）可以自動(dòng)顯示出來，方便而又直觀。

3　地質(zhì)雷達(dá)在公路檢測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例

近年來，隨著高等級(jí)公路的日益增多，公路工程質(zhì)量愈來愈受人們重視。傳統(tǒng)的采用鉆孔取芯來檢驗(yàn)路面厚度的做法已不能滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，用鉆孔取芯作為質(zhì)量評(píng)價(jià)依據(jù)的方法，存在很多缺陷。一是鉆取芯樣數(shù)量少，密度低，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，每車道瀝青混凝土路面每200m鉆取一個(gè)芯樣，其代表性差；同時(shí)由于鉆取芯勞動(dòng)強(qiáng)度大，芯樣厚度值用千分尺（或鋼尺）讀取，誤差大；二是取芯對(duì)于路面具有破壞作用，不能達(dá)到無損的目的。采用鉆孔取芯法，在鉆孔回填處，因應(yīng)力集中或滲水的問題容易導(dǎo)致路面開裂，造成路面破壞，縮短了道路的使用壽命。

使用高速多通道地質(zhì)雷達(dá)對(duì)道路表面進(jìn)行檢測(cè)，可以使數(shù)據(jù)采集連續(xù)性好，而且由于采用探測(cè)輪進(jìn)行距離的標(biāo)定，可以準(zhǔn)確地定出道路異常點(diǎn)的位置。使用最新的SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行道路檢測(cè)，其檢測(cè)速度一般為20～40km/ h，最高可達(dá)80km/h；檢測(cè)精度高，測(cè)量誤差≤3mm，并可自動(dòng)區(qū)別不同材料的界面。地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)可對(duì)路面厚度指標(biāo)做出全面實(shí)際的評(píng)價(jià)，為公路施工管理和維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)確保工程質(zhì)量和延長道路使用壽命起到重要作用。另外，如果在路面施工過程中采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)路面厚度施工進(jìn)行實(shí)時(shí)全程監(jiān)控，可顯著提高厚度控制水平，同時(shí)可以為節(jié)約施工材料帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。從目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)來看，地質(zhì)雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)在高等級(jí)公路施工質(zhì)量監(jiān)控及維護(hù)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

現(xiàn)以上海市浦東新區(qū)某公路的檢測(cè)為例，具體說明SIR-20型地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用效果。

3.1公路結(jié)構(gòu)層雷達(dá)探測(cè)

質(zhì)量良好的公路路基壓實(shí)較好、土層密實(shí)、分布均勻，除路面基層與填土間存在介電常數(shù)差異外，其它介質(zhì)介電常數(shù)變化較小，反射面不明顯。雷達(dá)探測(cè)圖上波形平緩、規(guī)則、無雜亂反射（圖1）。

3.2路基填土不密實(shí)

圖1　公路結(jié)構(gòu)層地質(zhì)雷達(dá)掃描結(jié)果Fig.1　The scan results of road’s structure by ground penetrating radar （GPR）

路基填土不密實(shí)呈松散狀態(tài)，含水量相對(duì)偏大，個(gè)別甚至呈液限，此區(qū)域相對(duì)介電常數(shù)與周圍介質(zhì)相差較大。由于土層疏松、孔隙率大、含水量不均勻，故電磁波反射面多而亂。在雷達(dá)探測(cè)圖上表現(xiàn)為反射波較多、不連續(xù)且反射能量強(qiáng)弱變化較大，圖形較為雜亂，如圖2所示。

圖2　路基結(jié)構(gòu)疏松區(qū)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.2　The detection results of loosen area under road by GPR

3.3路面與填土層脫空

填土層下沉與路面基層之間脫空，一般范圍較大，脫空區(qū)空氣厚度為數(shù)厘米到數(shù)十厘米。脫空區(qū)介質(zhì)的介電常數(shù)差異較大，反射面明顯且反射能量強(qiáng)，反射波呈水平分布，如圖3所示。

圖3　路面結(jié)構(gòu)脫空區(qū)域檢測(cè)結(jié)果Fig.3　The detection results of the road’s void area by GPR

3.4地下管線埋設(shè)所引起的結(jié)構(gòu)體破壞

一般城市地下管線的埋設(shè)都是在公路修筑完成之后進(jìn)行，在有管線井或是淺埋管線的位置，施工采用開挖補(bǔ)丁的方式進(jìn)行，補(bǔ)丁一般是對(duì)損壞的面板用水泥混凝土或?yàn)r青進(jìn)行局部的修補(bǔ)。修補(bǔ)過后，由于補(bǔ)丁采用的材料與道路施工所用的材料配比上的不一樣，因而在這些區(qū)域，形成了疏松或是面層的損傷，導(dǎo)致路面在交付使用以后，在兩次施工的區(qū)域，形成微裂縫、露冒、麻面、剝落或是接縫損壞等，更有甚者會(huì)形成孔洞和坑槽。圖4為公路淺部管線的埋設(shè)造成的公路結(jié)構(gòu)體損壞探測(cè)結(jié)果圖。

圖4　管線埋設(shè)造成的面層破壞雷達(dá)探測(cè)結(jié)果Fig.4　The detection results of face destroy because of buried pipe by GPR

3.5路基下高含水率

公路如果對(duì)于外界的自然因素（如雨水沖刷等）的抗沖刷能力和抗侵蝕能力不強(qiáng)，尤其是在填筑以后板結(jié)初期更容易被外界自然因素破壞，使其不易達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的強(qiáng)度和密實(shí)度，在雨水浸泡過后，容易形成含水富集區(qū)，成為公路的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度隱患。如圖5所示為含水富集、介質(zhì)介電常數(shù)差異較大引起的異常。

圖5　含水富集、介質(zhì)介電常數(shù)差異較大引起的異常Fig.5　The detection results of high rate of water content by GPR

4　結(jié)束語

抓好公路工程質(zhì)量是一項(xiàng)綜合性的工作，除制度上的保證之外，從技術(shù)的角度確保公路工程質(zhì)量是對(duì)公路主要病害進(jìn)行預(yù)防與治理的關(guān)鍵。一般情況下，高填土施工技術(shù)下的公路病害主要表現(xiàn)為：高填路堤下沉、軟土地基超限沉陷、瀝青路面早期損壞、水泥路面斷板開裂、路面不平整、橋梁伸縮與橋頭跳車、隧道襯砌滲水、防護(hù)工程小型結(jié)構(gòu)物表面粗糙、預(yù)應(yīng)力管道壓漿不實(shí)等。在目前的技術(shù)條件下，要對(duì)這些病害問題進(jìn)行探查，同時(shí)又不影響公路的通暢運(yùn)營，應(yīng)用高頻地質(zhì)雷達(dá)方法是一種無損、快速而又經(jīng)濟(jì)的可以解決此類問題的方法。而且從目前中國公路建設(shè)的發(fā)展速度來看，地質(zhì)雷達(dá)在公路質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用具有非常廣闊的前景。

（References）

［1］ 交通部公路司. 公路工程質(zhì)量通病防治指南［M］. 北京:人民交通出版社，2002. The highway department of ministry of communications of China. Guide for prevention and control of highway engineering quality common faults［M］. Beijing: China Communications Press， 2002.

［2］ 楊建剛. 工程物探方法在上海城市建設(shè)與管理中的應(yīng)用［J］. 上海地質(zhì)，2006，27（4）:14-18. Yang J G. The application of engineering-physical geography on city construction and management in Shanghai［J］. Shanghai Geology， 2006，27（4）:14-18.

［3］ 郭鐵拴，劉蘭波，張曉東. 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)定研究［J］. 地球物理學(xué)進(jìn)展，2005，20（2）:454-459. Guo T S， Liu L B， Zhang X D. On calibration of the technical parameters of geological radar［J］. Progress in Geophysics，2005，20（2）:454-459.

［4］ 葉昭龍，羅偉誠，林政偉，等. 荷重引發(fā)土體應(yīng)力增量對(duì)壓密沉陷之影響［J］. 上海國土資源，2014，35（4）:31-34，39. Yeh C L， Lo W C， Lin C W， et al. Consolidation of unsaturated porous media due to external loading［J］. Shanghai Land & Resources， 2014，35（4）: 31-34，39.

［5］ 朱兆勇，陶偉，趙永強(qiáng). 強(qiáng)夯聯(lián)合塑料插板堆載預(yù)壓法在陳海公路中段軟基處理中的應(yīng)用［J］. 上海地質(zhì)，2004，25（4）:29-32. Zhu Z Y， Tao W， Zhao Y Q. Application of soft foundation treatment by dynamic consolidation combination with prefabricated vertical drains and preloading in Chenhai road （middle part）［J］. Shanghai Geology， 2004，25（4）:29-32.

［6］ 薛建，田鋼，譚笑平，等. 地質(zhì)雷達(dá)在高速公路質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用［J］. 世界地質(zhì)，1997，16（2）. Xue J， Tian G， Tan X P， et al. The application of geological radar in highway quality detection［J］. World Geology， 1997，16（2）.

［7］ 李小平. 探地雷達(dá)技術(shù)在公路病害探測(cè)中的應(yīng)用［J］. 上海地質(zhì)，2008，29（2）:54-56. Li X P. Application of ground penetrating radar techniques on test of highway hazard［J］. Shanghai Geology， 2008，29（2）:54-56.

［8］ 辛偉，楊振海. 高速公路碎石樁軟基加固質(zhì)量檢測(cè)方法探討［J］.上海地質(zhì)，2003，24（2）:35-37，43. Xin W， Yang Z H. Discussion on test methods in soft soil improvement of expressway by gravel pile［J］. Shanghai Geology，2003，24（2）:35-37，43.

Typical problems of freeways constructed on soft clay ground, and their detection by ground-penetrating radar

TAN Chun
（Shanghai Institute of Geological Survey， Shanghai 200072， China）

Freeways that are constructed on soft clay ground exhibit particular problems. The quality of a freeway is the key factor determining whether the road will remain in a normal condition or not. From the development view， ground penetrating radar （GPR） is the best technique for inspecting the quality of the freeway. At the same time， GPR is time-saving， economical and efficient. It opens up broad possibilities for the use of modern technology.

freeway； disease analysis； ground penetrating radar； non-destructive test

P631

A

2095-1329（2016）03-0092-05

10.3969/j.issn.2095-1329.2016.03.022

2016-06-27

2016-08-15

譚春（1975-），男，碩士，工程師，主要從事地球物理探測(cè)研究.

電子郵箱: tanqq2007@163.com

聯(lián)系電話: 021-56618152