公路路基路面病害的科学检测及预防养护.docx

?

?

公路路基路面病害的科学检测及预防养护

?

?

摘要：高速公路相较于普通公路的特点主要是：车辆的通行量较大，被允许的行车速度快，需要承载很大的荷载等。因此，在长时间的工作状态下，接收到大量来自自然因素和荷载因素的负作用，高速公路的路基路面会产生一定的损害，不仅对公路的使用性能产生影响，而且会对行驶的车辆及人员带来一定的安全隐患。所以，适时地对相关的高速公路进行科学性的检查，分析出现的病害原因，然后针对不同的原因进行相关的维护，就显得很有必要。本文结合工程实例分析公路路基路面病害的科学检测及预防养护。

关键词：公路；路基路面；病害检测技术；养护

1公路路基路面病害的检测技术分析

1.1高密度电法及改造分析

高密度电阻率法是以地下介质间的导电性差异为探测基础，同于常规电法，其原理如图1所示。由图1可知，该方法首先通过Ａ、Ｂ电极向地下供电，再测量Ｍ、Ｎ极电位差ΔＵ，继而得到该记录点的视电阻ρs=K?ΔＵ/I，最终利用实际测得的视电阻率剖面进行计算分析得到地层中的电阻率分布情况，以此来了解工程地质情况。

本文提出以下两点改造方法：一是电极采用导电泡沫材料，并合理的增加电极接地面积，可以在检测过程中直接将电极置于路面上；二是改变现有地表接触方式，而选择采用电容耦合接触方式获得电极所在位置的电压值，从而达到电极无需接地就能完成快速检测的目的。

1.2瑞雷波法及改造分析

瑞雷波法是近些年逐渐发展起来的一项新的工程物探技术，它以锤击作为震源，锤击时激发一瞬时冲击力，产生一定频率范围的瑞雷波，不同频率瑞雷波叠加后，通过脉冲形式向前传播，而这些面波信号会同时被地震仪所记录，借助于频谱与相位谱分析实现不同频率瑞雷波的分离，进而得到VR-f（或VR-λR）曲线，根据该曲线最终得到测试点下方的工程地质情况。该方法也不能满足对在役高速公路路基的检测，需要对其接地方式进行适当改造。

本文提出了三点改造方案：一是将检波器固定在长10cm，厚0.8cm的正方形铁板上，再将铁板置于高速公路路面，以此完成对在役高速公路路基性能的检测；二是不再使用传统的检波器，转而使用检波器串，将检波器制作成饼状，再用电缆将其进行连接成串，以此完成对在役高速公路路基性能的检测；三是采用夯击编码震源系统代替传统人工锤击作为震源的方式，并在夯机上安置特殊装置，解码处理检波器接收到的地震记录以获取良好的瑞雷波数据。

1.3检测设备的自动化改造

为达到对在役高速公路路基性能快速检测的目的，应对高密度电法电极布设和瑞雷波法检波器布设进行自动化改造，将二者固定在一根特制的金属杆上，并通过液压装置实现对该金属杆的动作控制，检测过程中依据具体的检测深度调节金属杆，使电极及检波器与路面紧密接触。待完成最终检测后，再次通过液压装置调节金属杆置于另一检测点，最终实现了整个检测过程的自动化。

2检测技术的原则

（1）准确性原则。在对沥青混凝土路面病害选择检测手段时，可以采用多种检测手段互相补充和校核，最终的目标是要准确反映其损坏情况及损坏程度。（2）效率性原则。由于检测一般是在高速公路完全开放交通的情况下进行，这就要求检测手段要选择快速、高效的方法，以尽量对高速公路通行以及工作人员安全形成保障。（3）经济性原则。检测手段的选择还应遵循经济性原则，力求以较少的花费达到理想的检测目的和效果。

3工程实例分析

为了检验本文中在公路路基性能评价指标及改造后的高密度电法与瑞雷波法的合理性，以某高速公路为例，选择典型路段进行了现场测试，并对其路基性能进行了评价。

3.1路基填料特性

通过现场取土进行击实试验及界限含水率试验，得到路基填料的最佳含水率、上限含水率、最大干密度分别为15.2%、18.7%、1.85g/cm3。

3.2路基回弹模量

采用5cm承载板进行了室内回弹模量测试，并测定试件的压实度与含水率，得到路基回弹模量的计算公式为：E=93.1K0.615ωc3.875，取路基竣工时压实度为96%，含水率为18.7%，λ为0.78，B为1.3，Z为0.66，则得到路基竣工回弹模量E为94.2MPa。

3.3路基状况检测结果

采用改造后的高密度电法、瑞雷波法及自动化检测设备对该高速K1710+000~200行车道进行详查，并利用无损检测数据的融合联合解译算法反演检测路段的路基含水率及压实度，再结合上述获得的路基回弹模量，得到检测结果如表1所示。

由表1可知，K1710+000~200路基回弹模量较低，无优良状态结果，这说明高速公路路在长达十几年的使用中，其路基强度已经出现严重降低，甚至有一半路段处于不合格状态，已无法满足路面结构需要，急需进行加固处理。由现场路面病害实际调查可知，K1710+000~200段路面严重损坏，存在多处路基沉陷、卿水、卿泥等病害，这与本研究的实验结果一致，说明了本文对高密度