探地雷達檢測技術在半剛性瀝青混凝土路面檢測中的應用

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由于修建的公路質量各有差異。再加上公路的壽命年限限制、日益增長的交通壓力等原因，運營中的道路各種病害產生。路面層下部的病害肉眼不易檢查，因而，采取新的手段，提前發(fā)現(xiàn)和查找公路內部病害是預防性養(yǎng)護的重要措施之一。

1 半剛性基層瀝青路面結構層無損檢測技術

半剛性路面基層具有承載能力高、荷載擴散能力強和整體板結性好的優(yōu)點，但半剛性基層的抗疲勞能力很差。路面可能出現(xiàn)縱縫、橫縫、網裂、龜裂等現(xiàn)象，路基就可能出現(xiàn)諸如沉陷、疏松等路基變形情況，局部還會存在路基開裂的現(xiàn)象。

目前，針對半剛性基層瀝青路面結構層病害的無損檢測技術主要包括：貝克曼梁或落錘式彎沉儀；以探地雷達（GPR）、瑞雷波和超聲波等新檢測技術在公路路面結構層無損檢測中應用研究。

探地雷達公路檢測技術存在以下問題尚待解決：

（1）不同路段道路內部結構組成結構存在偏差

（2）道路內部損害異常GPR 圖像缺乏評判的標準

（3）無專門的GPR 公路路面檢測標準

（4）GPR 信號處理水平低

2 GPR 在半剛性瀝青路面結構病害檢測適用范圍

2.1 瀝青路面損壞

造成瀝青路面病害的原因主要是道路結構設計不妥當、個別施工單位質量把控不嚴、日益增加的車流量。目前瀝青路面的病害大概有以下幾種：縱橫向裂縫、龜裂、網裂、翻漿、波浪、沉陷、隆起、泛油、脫皮、坑槽、磨損、松散、松散、車轍等。

2.2 適用范圍

路面探地雷達無損檢測技術適用于路面結構層內部病害檢測，檢測內容主要包括：路面結構層厚度，層間粘結不密實，基層破碎、松散、裂隙，層間富水、高含水等內部缺陷檢測。

2.3 工作流程

路面探地雷達無損檢測技術的主要工作流程：

（1）現(xiàn)場數據采集；

（2）探地雷達數據處理；

（3）探地雷達檢測成果解釋分析。

3 深圳某高速公路維護修繕工程雷達應用實例

3.1 工程案例

K1+960 至K2+010 段，長度為50m，見圖1，該段上面層厚度5cm，中面層厚度6cm，下面層厚度6cm。

雷達成果圖1 所示，上圖明顯可以看到在位于十七厘米附近的位置GPR 的信號強，出現(xiàn)了GPR 軸向的反射，同時這里的反射波變長，由此可以推斷此處上下層連接不結實。但是不太去分辨上下層結合處的GPR 反射情況，由此可以推斷該地方的狀態(tài)可能是離析，達不到脫空的標準。

圖1 下面層離析典型雷達成果圖

從鉆取的巖芯圖2 所示，下、中、上各個層結合比較密實，成為一個共同受力體，然而在瀝青層和基層交界處取芯碎裂，因而證明上述GPR 反射情況，瀝青層和基層發(fā)生了離析。

圖2 現(xiàn)場取芯

3.2 判斷準則

造成瀝青層和基層發(fā)生了離析的原因是小的碎粒以及粉狀物。這些非憎水性物質含水量增大，在GPR 反射波型出現(xiàn)各種較強的不規(guī)律性，斷裂性。

4 結語

由于檢測材料介質復雜不一，使得探地雷達檢測很大程度上需要操作和判讀人員的經驗，在檢測方法和評判標準的建立上還不十分成熟。本文通過工程實踐，對探地雷達瀝青路面典型病害無損檢測進行了研究：

（1）結合深圳某高速公路維護修繕工程，對雷達實測數據進行了分析整理，給出了綜合識別瀝青面層離析。為建立路面病害圖像的判別標準提供了實踐基礎和理論依據。

（2）半剛性瀝青混凝土路面離析在GPR 反射波表現(xiàn)出較強的規(guī)律和典型的特征。利用GPR 反射技術進行瀝青混凝土路面狀態(tài)檢查和評定，在不損害原有路面的情況下，達到迅速、精確判定路面病害情況和病害位置，綜上，GPR 反射技術是瀝青路面典型病害無損檢測的有效手段。