無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在高速公路路基路面中的應(yīng)用

晏?hào)|建

（甘肅智通科技工程檢測(cè)咨詢有限公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

高速公路本身設(shè)計(jì)等級(jí)相對(duì)較高，但是由于車流量和車載量的增加，我國(guó)目前的很多高速公路都出現(xiàn)了不同的病害情況。傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)一般都是結(jié)合隨機(jī)取點(diǎn)、鉆芯取樣等方式在室內(nèi)試驗(yàn)的支持下進(jìn)行指標(biāo)的分析，但是由于隨機(jī)性較大，導(dǎo)致檢測(cè)的結(jié)果和實(shí)際施工存在較大的差距。而本文所研究的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其不僅能夠提升檢測(cè)的效率，而且可以提升檢測(cè)的精準(zhǔn)度，防止對(duì)檢測(cè)路段造成二次損害，在未來(lái)公路路基路面檢測(cè)中有著十分重要的使用意義和作用。

1 傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的局限性分析

在過(guò)去對(duì)高速公路路基路面進(jìn)行檢測(cè)期間，所采取的檢測(cè)方法一般都是：在路面上隨機(jī)挑選位置進(jìn)行鉆孔、取樣，然后將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的檢測(cè)，結(jié)合這些檢測(cè)參數(shù)來(lái)對(duì)高速公路路基路面的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定和分析。雖然這種方法可以在一定程度上反映出高速公路的相關(guān)性能，但是卻難以對(duì)高速公路的整體質(zhì)量狀況進(jìn)行全面概括，并且這種隨機(jī)抽樣的方法只能夠?qū)σ欢温范蔚馁|(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，全面性難以表示。同時(shí)在條件限制的背景下，一旦被取樣檢測(cè)的部位存在質(zhì)量問(wèn)題，而沒(méi)有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)為高速公路的運(yùn)行帶來(lái)極大的隱患，影響到整個(gè)高速公路的運(yùn)營(yíng)安全。這也是傳統(tǒng)路基路面檢測(cè)技術(shù)存在的弊端，難以實(shí)現(xiàn)全面檢測(cè)的同時(shí)，也不能去保障高速公路的安全管理和各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。

2 工程背景

我國(guó)某高速公路建設(shè)總長(zhǎng)度為70km，采取標(biāo)準(zhǔn)主道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)寬度為26m，雙向6車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km。在建設(shè)該高速公路期間，需要采取無(wú)損檢測(cè)方式，其中檢測(cè)的內(nèi)容包含路面路基的壓實(shí)度和彎沉值，隨后記錄檢測(cè)的數(shù)值，其路面結(jié)構(gòu)為5cm 厚度的中粒式瀝青混凝土+1cm 厚度的下封層+25cm 厚度的水泥穩(wěn)定砂礫基層+35cm 厚度的級(jí)配碎石底基層。根據(jù)無(wú)損檢測(cè)的結(jié)果來(lái)分析該公路存在的問(wèn)題，并結(jié)合相關(guān)措施來(lái)保障其公路建設(shè)的質(zhì)量。

3 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際高速公路路基與路面中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 路基壓實(shí)度檢測(cè)

（1）實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)擊實(shí)確定最佳含水率與最大干密度。無(wú)論是采取哪種方法，對(duì)于公路路基壓實(shí)度的檢測(cè)都是以路基施工壓實(shí)土的干密度和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)所得到的最大干密度比值，以此來(lái)對(duì)路基壓實(shí)程度加以確定，以百分率的形式表示。其中壓實(shí)度利用K表示，其理論公式為：

K=ρd÷ρdmax

其中K 表示壓實(shí)度，單位為%；ρd 表示檢測(cè)路段中壓實(shí)土的干密度，單位為g/cm3；而ρdmax 則表示標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)后所得到的最大干密度，單位為g/cm3。因此在實(shí)驗(yàn)室中需要結(jié)合擊實(shí)試驗(yàn)來(lái)確定最大的干密度以及最佳含水率，按照每5000m3一次擊實(shí)頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)分層取樣試驗(yàn)，并且將同一斷面的土作為樣品切取，其標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)的結(jié)果用于指導(dǎo)施工生產(chǎn)和施工控制。

（2）壓實(shí)度檢測(cè)與技術(shù)應(yīng)用。在路基壓實(shí)度檢測(cè)期間，需要結(jié)合《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》來(lái)檢測(cè)已經(jīng)被碾壓完畢的路段路基，隨后由試驗(yàn)員和試驗(yàn)工程師來(lái)評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)際情況來(lái)確定異常值點(diǎn)的段落。

本次工程采取核子濕密度儀法來(lái)進(jìn)行路基檢測(cè)，該方法適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，以直接透射或者是散射法來(lái)對(duì)路面或者路基材料的密度和含水率進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)施工的壓實(shí)度進(jìn)行計(jì)算。該儀器主要的特點(diǎn)是測(cè)量速度快，且需要人員較少，其可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的一些碎石、土石混合物或者是一些非硬化水泥混凝土以及瀝青混合料（按照表1中最小厚度來(lái)進(jìn)行判斷）等材料進(jìn)行檢測(cè)。但是其主要的缺點(diǎn)在于該儀器所具有的放射性對(duì)于人體存在一定的危害，并且還需要打洞與相關(guān)儀器的配合，在打洞期間很容易破壞洞壁附近的結(jié)構(gòu)，影響到整體測(cè)量的準(zhǔn)確性。因此對(duì)于該檢測(cè)方法來(lái)講，可以將其作為施工控制的方式進(jìn)行使用，但是需要比較一些常規(guī)檢測(cè)方法的結(jié)果，保障其檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

表1 不同粒徑瀝青混合料最小層厚

3.2 彎沉值檢測(cè)

本工程采取貝克曼梁法來(lái)測(cè)量該公路路基路面的彎沉值，并使用落錘式彎沉儀進(jìn)行檢測(cè)（FWD）。該方法在使用期間，需要保障瀝青路面的彎沉以標(biāo)注溫度20℃為主，而在其他溫度進(jìn)行測(cè)試期間，且厚度大于5cm 的瀝青路面需要給予彎沉值進(jìn)行溫度修正。

本次檢測(cè)需要測(cè)試車、路面彎沉儀和接觸式路面溫度計(jì)、皮尺、口哨、白油漆或者粉筆以及指揮旗等器具與材料支持。其主要試驗(yàn)的方法如下：

（1）在需要測(cè)試的路段布置測(cè)量點(diǎn)，距離需結(jié)合測(cè)試需要制定，將測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在車道路輪跡帶上，利用白油漆或者粉筆做上標(biāo)記。

（2）在測(cè)量點(diǎn)后大約3-5cm 的位置對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)車后輪的輪隙。

（3）在汽車后輪縫隙中，插入與汽車方向一致的彎沉儀，需注意彎沉儀的梁臂不可觸碰輪胎，其測(cè)頭需要置于測(cè)量點(diǎn)上，并在彎沉儀的測(cè)定桿上安裝百分表，將百分表調(diào)零，且利用手指輕叩彎沉儀，檢查百分表是否歸零穩(wěn)定。

（4）測(cè)定人員吹口哨指揮汽車緩慢接近，隨著路面變形增加，百分表也將持續(xù)向前轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其表針轉(zhuǎn)動(dòng)到最大值時(shí)，迅速讀取數(shù)據(jù)，記為L(zhǎng)1；隨后汽車?yán)^續(xù)前進(jìn)表針開(kāi)始向回反轉(zhuǎn)，等到汽車行駛出彎沉影響的半徑（一般為3m 以上）之后，測(cè)定人員吹口哨或者揮動(dòng)指揮旗示意停車，等到百分表穩(wěn)定之后讀取數(shù)據(jù)記為L(zhǎng)2。需注意的是，汽車前進(jìn)的速度最好保持在5km/h左右。

在測(cè)量之后進(jìn)行結(jié)果的計(jì)算和溫度修正調(diào)整，具體步驟如下：

（1）對(duì)測(cè)量點(diǎn)的回彈彎沉值進(jìn)行計(jì)算。

（2）在對(duì)彎沉儀支點(diǎn)變形進(jìn)行修正期間，對(duì)路面測(cè)量點(diǎn)的回彈彎沉值進(jìn)行計(jì)算。

（3）當(dāng)路面的溫度超出20±2℃的范圍，或者是瀝青面層的厚度超出5cm 時(shí)，需要對(duì)回彈彎沉值進(jìn)行溫度修正，一般修正有兩種方式：第一，當(dāng)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差期間，需要將超出L`±（2-3）s的彎沉特異值舍棄，并且對(duì)于其舍棄的彎沉值過(guò)大的點(diǎn)需要找到其周邊的界限來(lái)進(jìn)行局部處理。

（4）彎沉代表值在不大于設(shè)計(jì)要求值時(shí)刻計(jì)滿分，大于時(shí)計(jì)零分，如果在一些非不利季節(jié)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要考慮季節(jié)影響的系數(shù)因素。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高速公路工程質(zhì)量的檢測(cè)中，為了保障其各項(xiàng)檢測(cè)的效果和真實(shí)性，需要檢測(cè)人員對(duì)于各種檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行明確，且對(duì)其技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用，建立路基路面壓實(shí)度或者彎沉值的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際工程情況選擇合適的檢測(cè)技術(shù)，以最小的投入來(lái)獲得最為精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，為控制公路工程的進(jìn)度與成本奠定基礎(chǔ)。