公路工程路基試驗檢測探討

王希和

【摘 要】本文對公路工程路基試驗檢測的運用作了總結(jié)，重點對路基壓實面波試驗檢測、填筑厚度的頻散曲線正演實驗檢測進行了介紹，只有加強路基實驗檢測技術(shù)的運用，才能保證工程施工質(zhì)量，提升運行性能。

【關(guān)鍵詞】公路工程；路基；試驗檢測；主要任務(wù)

隨著經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，我國公路工程施工規(guī)模不斷擴大，但路基施工問題卻日漸突出。因此在此背景下，不僅需要對工程施工實現(xiàn)技術(shù)管理，同時需要對路基實驗檢測水平實現(xiàn)進一步的提升，促進工程施工質(zhì)量監(jiān)管力度，以為工程建設(shè)提供技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

1 公路工程路基試驗檢測的運用

由于公路工程路基施工環(huán)境的不同，因此根據(jù)實際的具體情況來看，可將路基檢測分為以下幾類運用形式：（1）為保證車輛安全行駛，對于一些高承載、高速及特殊行駛的路基工程，當(dāng)其超出設(shè)計要求時，需進行及時實驗檢測；（2）雖然公路工程具有良好的運行狀況，但會因運輸強度超過設(shè)計者的設(shè)計要求，對工程的安全狀況埋下隱患，因此為確保現(xiàn)有路基結(jié)構(gòu)能夠在新的運載環(huán)境下安全運行，需進行科學(xué)合理的試驗檢測工作；（3）在路基工程的施工過程中，沒有嚴格按照工程設(shè)計者的設(shè)計進行施工，并且在建設(shè)過程中會發(fā)生一些與設(shè)計方案不一致的問題，因此設(shè)計者在工程設(shè)計的過程中，需將道路的承載力考慮進去，并制定相關(guān)的應(yīng)急措施，以保證工程項目的施工進度，但由于所采取的應(yīng)急措施不一定適應(yīng)不合格的路基工程，所以就需作出合理科學(xué)的實驗檢測，以重新確定工程的使用功能。

2 公路工程路基壓實面波試驗檢測

2.1 面波實驗檢測的原理

面波實驗檢測是利用超聲波傳遞過程中，與介質(zhì)密度之間的相關(guān)關(guān)系來完成相應(yīng)的壓實度實驗檢測，其具體的原理可分為如下幾點：第一，面波是一種依賴于共振方式進行傳播的波形能量，該能量能夠人為產(chǎn)生，并被相關(guān)的設(shè)備所接收，接收后的能量能夠有效反映出不同位點的震動情況，而通過震動情況數(shù)據(jù)及相關(guān)的計算機知識，能夠繪制與之對應(yīng)的面波圖像；第二，在傳播過程中受介質(zhì)種類與密度的影響較為顯著，而在這樣的背景下，面波的傳播特性可為后續(xù)的波形檢驗，以及實際的工程壓實度分析提供必要的條件；第三，面波檢測能夠提供相同密度的等密度線，并能對路基區(qū)域的密度進行整體檢測，并且波形在傳播過程中的削減與介質(zhì)的密度成正相關(guān)關(guān)系；第四，面波的橫向波形，可反映等深度平面內(nèi)的密度差異，用于表現(xiàn)路基的均勻程度；而縱向波形則可表現(xiàn)不同深度下的密度關(guān)系。

2.2 檢測點位布置

測試點位的布置取決于路基結(jié)構(gòu)部位，而其選擇的測點位置，應(yīng)能充分代表檢測段路基的真實壓實質(zhì)量，且不能隨意移動測試點位，因為這樣會導(dǎo)致出現(xiàn)誤判路基壓實施工質(zhì)量的情況。其次檢測人員在發(fā)現(xiàn)局部壓實度不符合標(biāo)準的情況下，應(yīng)及時向質(zhì)檢人員提出，待重新壓實之后再進行檢測。

2.3 測試操作

首先應(yīng)當(dāng)配備專業(yè)的試驗人員對路基壓實質(zhì)量進行嚴格檢測，并且在此過程中，輔助測試人員是不允許進行任何加荷、卸荷、數(shù)據(jù)采集與整理等操作，同時測試面應(yīng)當(dāng)保持平整，不能出現(xiàn)坑洞，同時壓實系數(shù)K、地基系數(shù)K30主要作為基床以下，路堤使用普通填料的壓實標(biāo)準，而地基系數(shù)K30， 動態(tài)變形模量測試儀EV2，壓實系數(shù)K通常是作為基床底層使用碎石類土、粗礫土或砂類土及細礫土的壓實標(biāo)準；基床表層使用級配碎石壓實標(biāo)準，通常采用地基系數(shù)K30，動態(tài)變形模量測試儀Ev2，壓實系數(shù)K三指標(biāo)控制。在進行K30，Ev2標(biāo)準測試時，測試面應(yīng)當(dāng)保持不干不燥的狀態(tài)，壓實后，應(yīng)在4個小時內(nèi)進行路基檢測，但如果遇到儀器故障、大風(fēng)大于6級、下雨等情況，應(yīng)當(dāng)立即停止檢測，須待檢測環(huán)境恢復(fù)后重新開始檢測。

2.4 結(jié)果整理

在整個檢測工作過程中，測試結(jié)果是其中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，因為測試結(jié)果的真實性與路基壓實質(zhì)量的判斷是否正確有著不可分割的聯(lián)系。首先在檢測過程中，要求檢測人員不得偽造數(shù)據(jù)及試驗記錄，并且在對數(shù)據(jù)進行檢測時，應(yīng)嚴格按照規(guī)定的流程進行，科學(xué)合理的分析數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)結(jié)果的真實性和可靠性。其次值得注意的是，由于壓實系數(shù)K、地基系數(shù)K30大多通過人工記錄的原始數(shù)據(jù)，并由試驗人員輸入計算機進行處理，因此得出的測試結(jié)果存在的人為因素可能性較大，而Evd、Ev2通常在采集和處理的過程中由儀器自動完成，因此人為干預(yù)因素較小。

3 路基填筑厚度的頻散曲線正演實驗檢測

3.1 瑞雷面波實驗檢測原理

在公路路基填筑厚度檢測中，經(jīng)常會遇到基層覆蓋層及厚度設(shè)計等問題，而如果覆蓋層是水平性介質(zhì)，可建立由路基層向同性的彈性介質(zhì)，及無延伸的半無限介質(zhì)構(gòu)成的檢測模型。

瑞雷面波作為一種理想化的介質(zhì)模型，其自由界面的條件是切向盈利與法向盈利都必須為零，在沒有任何介質(zhì)約束的環(huán)境中，可進行自由振動，同時從彈性波理可知道在彈性介質(zhì)中的各個變量，同時根據(jù)路基各層覆蓋層介質(zhì)與彈性層介質(zhì)，基層一般為無限延伸的彈性介質(zhì)，而在瑞雷面波質(zhì)點振動中，一般將彈性理論作為路基填筑的基礎(chǔ)，并在自由假面完全處于切應(yīng)力和正應(yīng)力的環(huán)境中，再通過整理及推導(dǎo)，可對均勻半空路基中的瑞雷面波垂直位置進行計算。

3.2 運用方式

在瑞雷面波波長與穿透深度關(guān)系分析中，必須根據(jù)瑞雷面波質(zhì)點垂直位移和水平位移情況，對單位波長深度曲線變化情況進行分析，當(dāng)泊松比由0.1增加到0.48時，垂直位移和水平位移也會隨之增加，同時轉(zhuǎn)化成瑞雷面波的能量也會隨著增加，而當(dāng)探測深度增加到一定幅度時，對于不同的介質(zhì)，垂直位移與水平位移會集中在探測范圍中。因此當(dāng)公路路基為同性彈性模型，并且具有n層自由界面，且各層都為介質(zhì)時，可根據(jù)快速矩陣法得到頻散函數(shù)和瑞雷面波頻散算式。其次從路基工程施工過程與參數(shù)設(shè)計情況來看，在基層施工中，一般會在基層鋪設(shè)未壓實的覆蓋層，因此在路基施工中，路基是一種下硬上軟的結(jié)構(gòu)，加之其厚度參數(shù)存在很大差異，所以在施工中必須根據(jù)層速度遞增對路基模型進行對比，通過快速傳遞矩陣的方法，可得到頻散方程，進而得到厚度變化規(guī)律。

4 土的含水量實驗檢測

由于土層的不均勻性，會導(dǎo)致土壤各個部分含水量的差異性，加之在運輸和試驗過程中，水分的蒸發(fā)會導(dǎo)致實驗檢測結(jié)果的不準確性，因此土的含水量實驗檢測難度較大。首先土中的水分為強結(jié)合水，若為結(jié)合水和自由水，一般使用烘干法進行檢測，這種方法適用于粘土質(zhì)、砂類土，及有機質(zhì)土中水分的測量。其次土壤含水量的檢測還有一些其它的常用方法，例如紅外線照射法，微波加熱法，碳化鈣氣壓法等，比重法是通過測定體積與土粒間的比重，然后進行含水率的計算，一般只能用于砂類土；而酒精燃燒法是通過蒸發(fā)掉土中水分，適用于細粒土的快速測定，但具體方法還需視情況而言。

5 總結(jié)

總之，隨著技術(shù)的不斷進步，路基實驗檢測技術(shù)也在不斷的更新中，并取得了較好的成效，其要求我們在路基工程的實驗檢測中，仍需加強多種技術(shù)的運用，防止路基施工質(zhì)量的變異，提高檢測的準確性，同時相信隨著時代的發(fā)展，路基實驗檢測技術(shù)的準確度將會不斷提高，而公路整個質(zhì)量也會越來越好。

【參考文獻】

[1]徐都洋.公路路基狀況的檢測方法探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（08）.

[2]舒玲.公路路基壓實度試驗檢測技術(shù)研究[J].黑龍江交通科技，2015（04）.

[責(zé)任編輯：張濤]