公路路基状况的检测方法探讨

摘要：当前如何对公路现有路况进行方便快捷且行之有效的检测，以及对公路进行维护和扩建提供有效的基础数据，成为一个值得深入研究的问题。本文从路基承载能力、沉降、平整度三方面介绍了几种公路路基状况的检测方法。

关键词：公路路基；状况；检测

【分类号】：U416.1

从长远和经济的角度讲，高速公路的改扩建工程将是我国未来公路建设所面临的非常重要和必须解决的问题，其中如何对公路现有路况进行方便快捷且行之有效的检测，以及对设计施工提供有效的基础数据，成为一个值得深入研究的问题。作为公路工程试验检测的重要组成部分，路基路面现场检测方法的研究以往多集中于如何对新建工程的施工质量进行控制以及如何作为工程竣工验收评定的标准，而在已建高速公路扩宽改建工程中的路基路面现场检测则不同于施工阶段的现场检测，具体差异表现在：检测过程中不得中断现有交通；检测路线长，全面检测工作量大；测试结果的精度对于工程设计概（预）算影响大，直接关系到改扩建成本等特点。这就要求公路路基状况检测方法能够满足上述要求。并在完成有效检测的前提上，降低检测成本。

一、路基承载能力检测

回弹弯沉值是用来表示路基路面承载能力的，回弹弯沉值越小，承载能力越大；反之则越小。通常所说的回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中间处的最大回弹弯沉值。回弹弯沉值可以反映路基路面的综合承载能力，是一个重要的基本参数。

（一）自动弯沉仪

法国生产的洛克鲁瓦式自动弯沉仪使用较为广泛，该仪器利用贝壳曼梁原理进行快速连续测试，且属于静态测试。测试时测定仪在检测路段牵引车的作用下以一定速度行驶，并于地面保持不动，当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被记录下来。这时，测定梁被拖动，并以2倍的牵引车速度拖到下一测点，这样周而复始地连续测定，最后通过计算机可输出路段弯沉的统计结果。

试验方法：在测试前，应对自动弯沉仪进行标定，保证A/D转换板与位移传感器测量的精度。测试时，应将弯沉测定梁从测试车前后轴之间底盘的位置放到测试车底盘前端，在测试车以一定速度行驶

时，通过测点时位移传感器等装置会自动记录弯沉值；当测定梁被汽

车拖到下一测点时，可连续测定，由计算机输出弯沉统计结果。自动弯沉仪采集的数据有节点数据、弯沉值数据、弯沉盆数据，以文本形式存储输入有关信息、参数及命令后，显示左右两侧的弯沉峰值柱状图，以及峰值、距离和温度等；显示弯沉盆图形，计算并显示出曲率半径；可根据数据计算出全部测定值的平均值、标准差以及代表弯沉值。利用自动弯沉仪测定的弯沉是总弯沉，而贝克曼粱测定弯沉是的回弹弯沉通过对两者进行对比试验，可得到总弯沉与回弹弯沉的相关关系式，将总弯沉换算为回弹弯沉，更好地用于路基、路面强度评定。

（二）落锤式弯沉仪

落锤式弯沉仪作为脉冲弯沉仪测定设备的代表，于70年代由丹麦和美国的科技人员联合开发使用，并逐渐受到了人们的关注和重视。它是目前应用较为广泛的弯沉检测设备，代表了弯沉检测的发展方向。它的基本原理是通过液压系统提升和释放荷载块对路面施加冲击荷载，荷载大小由落锤质量和起落高度控制，荷载时程和动态弯沉盆均由相应的传感器测定。

采用落锤式弯沉仪进行检测时，冲击荷载的大小可由锤重和重锤的落高调整。根据现场实际情况，汽车的牵引速度应为50km/h左右路基检测中，传感器分布在荷载中心2-5m半径范围，其中1个应位于承载板中心：在半刚性基层沥青路面结构检测中，半径为3-4m 测点测定次数应>3次，舍弃不稳定的第一个测定值，取其余测定值的平均值进行计算。

（三）激光弯沉仪

激光弯沉仪向地面发射激光束并接收反射信号，根据激光多普勒原理，通过测量地面在荷载作用下位移的速率数值，进而计算出最大弯沉值。激光弯沉仪能够以较快的速度（50km/h80km/h）进行测试，这样不仅大幅度提高了测试精度和采样频率，而且解决了现场测试的安全性问题。

在实际测试过程中，测试架放置在路面上，测试架前三点构成一个基准面，测量臂杠杆的支点在这个基准面上，激光传感器也安装在这个基准面上。当检测车后轮向前行驶测试车后轮逐渐接近测试点时，测试点所在的路面承受的垂直荷载逐渐增大，地面下沉。同时放置在测试点上的测量臂后端也随着路面的下沉向下移动，同时带动激光反射面向下移动。激光距离传感器就可以测出测点处相应的位移量，也就是路面的弯沉值。激光自动弯沉仪在进行路面弯沉检测时，测量架放置于路面上，汽车以一个恒定的速度前进，由于导向机构的作用，测量臂的测头刚好对准测试车左、右后轮的轮隙。随着汽车向前行驶，测头所在位置荷载逐渐增大，弯沉值逐渐变大，测头也随着弯沉值的变大向下移动，数据采集系统记录这一个变化的过程，直到测头越过后轴中心线15cm，停止数据采集，同时计算这一过程弯沉曲线以及弯沉盆峰值。当完成这一检测周期后，移步卷扬机以2倍车速的速度将测量机构向前拖动，直到导向柱超过前光电对管，停止拉梁，进行下一步测量。至此，完成了一个完整的测量步骤。

二、路基空洞、下陷检测

探地雷达是利用高频电磁脉冲波（10～1000MHz或更高）以宽频带短脉冲形式由发射天线送入地下，该雷达脉冲在地下传播过程中，遇到不同电性介质交界面时，部分雷达波的能量被反射回地面，被接收天线接收。探地雷达探测的是来自地下介质交界面的反射波，每一记录道的雷达数据n（t）可看成是雷达脉冲子波b（t）与反射波系数序列R（t）的卷积

子波b（t）取决于所使用的雷达系统，而R（t）则包含了地下介质的信息。通过探地雷达记录反射波到达地面的时间t和反射波的波幅来研究地下介质的分布，以其特有的高分辨率在浅层或超浅层探测中对路基空洞下陷检测方面有着极其广阔的应用。

对经过数据处理后所得到的地质雷达图像剖面， 可根据反射波组的波形与强度特征来进行缺损检测判断。当被测体中有异常时， 被测体与异常区的界面两侧电性差异较大， 容易形成强烈的反射波。同时， 这一界面也是物性的特变点， 常常产生绕射波， 而绕射波在时间剖面上表现为双曲线。因此， 通过时间剖面上的特征图像就能确定异常区的位置和深度。路基是人工构筑物，在一定距离内，由于填筑时采用的路基填料与施工工艺基本相同，因此沿线路基纵向、横向材质应该是均匀的，其雷达图像特征也应基本相同，即雷达图像同相轴应该是连续的。当路基中有病害发生时，路基结构会受到破坏，各种介质相互混合， 使得病害区段介质介电常数与周围区段明显不同，导致雷达波在病害区段传播规律与良好区段差异显著，在地质雷达剖面图像上即表现为雷达图像出现紊乱，同相轴不连续。因此，可通过分析沿线路基纵、横向地质雷达剖面图像的同相轴连续性和图像紊乱程度， 从中提取出路基的病害类型、位置、范围、严重程度等信息。

三、路基的压实检测

路基的压实程度对其强度与稳定性影响极大。依据路基类型、公路等级等，一般要求压实度达到0.90～0.96以上，通常采用环刀法或灌沙法进行检测。利用弹性波速进行压实度原位测试是基于介质的弹性波速度与介质的密度间存在有良好的相关关系，压实度K可用波速表示为：K=[vr/vr0]B。其中vr是与实际压实达到密度ρ相应的瑞雷波速，vr0是与最大密度ρ。相应的瑞雷波速度。B由统计分析求取。

该方法的技术关键是：

（1）瑞雷波法现场检测技术参数选择。

（2）选择一路段进行多组与环刀（或灌砂）法作同点对比试验，

经统计回归分析处理，求得其相关方程和压实度K值计算公式。

（3）建立压实度标准后，分别在不同路段不同压实标准的评价段上求取压实度值。

（4）对不同路基类型瑞雷波频散曲线进行特征分析。

（5）对被测路段的路基压实度作出评价应用瑞雷波法检测路基压实度既可定性也可定量，它是一种体积测试（每点测试长度范围为3―10m）。结合土工实验资料，建立相关方程，所得结果的精度相对误差可小于2%。

参考文献

[1]常成利.路面弯沉测试技术[J].公路，2012，（23）.

[2]孙杨勇，扬慧光.自动弯沉车与贝克曼梁对比试验研究[J].中外公路，2012（6）.

[3]李建武，吕永雄.检测在压浆效果评定中的应用及分析[J].筑路机械与施工机械化，2012（6）.