無損檢測技術(shù)在高速公路路基路面中的應(yīng)用

晏東建

（甘肅智通科技工程檢測咨詢有限公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

高速公路本身設(shè)計等級相對較高，但是由于車流量和車載量的增加，我國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)致檢測的結(jié)果和實際施工存在較大的差距。而本文所研究的無損檢測技術(shù)，其不僅能夠提升檢測的效率，而且可以提升檢測的精準(zhǔn)度，防止對檢測路段造成二次損害，在未來公路路基路面檢測中有著十分重要的使用意義和作用。

1 傳統(tǒng)檢測技術(shù)的局限性分析

在過去對高速公路路基路面進(jìn)行檢測期間，所采取的檢測方法一般都是：在路面上隨機(jī)挑選位置進(jìn)行鉆孔、取樣，然后將樣品帶回實驗室進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的檢測，結(jié)合這些檢測參數(shù)來對高速公路路基路面的質(zhì)量進(jìn)行評定和分析。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，全面性難以表示。同時在條件限制的背景下，一旦被取樣檢測的部位存在質(zhì)量問題，而沒有被及時發(fā)現(xiàn)，會為高速公路的運(yùn)行帶來極大的隱患，影響到整個高速公路的運(yùn)營安全。這也是傳統(tǒng)路基路面檢測技術(shù)存在的弊端，難以實現(xiàn)全面檢測的同時，也不能去保障高速公路的安全管理和各項工作的順利開展。

2 工程背景

我國某高速公路建設(shè)總長度為70km，采取標(biāo)準(zhǔn)主道設(shè)計，設(shè)計寬度為26m，雙向6車道，設(shè)計時速為100km。在建設(shè)該高速公路期間，需要采取無損檢測方式，其中檢測的內(nèi)容包含路面路基的壓實度和彎沉值，隨后記錄檢測的數(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 厚度的級配碎石底基層。根據(jù)無損檢測的結(jié)果來分析該公路存在的問題，并結(jié)合相關(guān)措施來保障其公路建設(shè)的質(zhì)量。

3 無損檢測技術(shù)在實際高速公路路基與路面中的實際應(yīng)用

3.1 路基壓實度檢測

（1）實驗室標(biāo)準(zhǔn)試驗擊實確定最佳含水率與最大干密度。無論是采取哪種方法，對于公路路基壓實度的檢測都是以路基施工壓實土的干密度和實驗室標(biāo)準(zhǔn)擊實所得到的最大干密度比值，以此來對路基壓實程度加以確定，以百分率的形式表示。其中壓實度利用K表示，其理論公式為：

K=ρd÷ρdmax

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

（2）壓實度檢測與技術(shù)應(yīng)用。在路基壓實度檢測期間，需要結(jié)合《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》來檢測已經(jīng)被碾壓完畢的路段路基，隨后由試驗員和試驗工程師來評定試驗結(jié)果，根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)實際情況來確定異常值點(diǎn)的段落。

本次工程采取核子濕密度儀法來進(jìn)行路基檢測，該方法適用于現(xiàn)場檢測，以直接透射或者是散射法來對路面或者路基材料的密度和含水率進(jìn)行測定，并對施工的壓實度進(jìn)行計算。該儀器主要的特點(diǎn)是測量速度快，且需要人員較少，其可對施工現(xiàn)場的一些碎石、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中最小厚度來進(jìn)行判斷）等材料進(jìn)行檢測。但是其主要的缺點(diǎn)在于該儀器所具有的放射性對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)，影響到整體測量的準(zhǔn)確性。因此對于該檢測方法來講，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)檢測方法的結(jié)果，保障其檢測結(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

本工程采取貝克曼梁法來測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（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。

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

（1）在需要測試的路段布置測量點(diǎn)，距離需結(jié)合測試需要制定，將測量點(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）在測量點(diǎn)后大約3-5cm 的位置對準(zhǔn)試驗車后輪的輪隙。

（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，其測頭需要置于測量點(diǎn)上，并在彎沉儀的測定桿上安裝百分表，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，當(dāng)其表針轉(zhuǎn)動到最大值時，迅速讀取數(shù)據(jù)，記為L1；隨后汽車?yán)^續(xù)前進(jìn)表針開始向回反轉(zhuǎn)，等到汽車行駛出彎沉影響的半徑（一般為3m 以上）之后，測定人員吹口哨或者揮動指揮旗示意停車，等到百分表穩(wěn)定之后讀取數(shù)據(jù)記為L2。需注意的是，汽車前進(jìn)的速度最好保持在5km/h左右。

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

（1）對測量點(diǎn)的回彈彎沉值進(jìn)行計算。

（2）在對彎沉儀支點(diǎn)變形進(jìn)行修正期間，對路面測量點(diǎn)的回彈彎沉值進(jìn)行計算。

（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，需要對回彈彎沉值進(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，并且對于其舍棄的彎沉值過大的點(diǎn)需要找到其周邊的界限來進(jìn)行局部處理。

（4）彎沉代表值在不大于設(shè)計要求值時刻計滿分，大于時計零分，如果在一些非不利季節(jié)進(jìn)行檢測時，需要考慮季節(jié)影響的系數(shù)因素。

4 結(jié)語

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