公路工程病害检测与防治探讨
2016-02-29
公路工程病害检测技术
（一）路用探地雷达探测技术
路面、路基的含水量、空隙率和压实度是公路建设中需要严格控制的重要指标，也是沥青路面、路基病害探测评价的关键性指标。一方面，面层、基层或土基压实度不够，公路在使用过程中就容易产生车辙、沉陷和裂缝。含水量过高会影响路面结构的强度、刚度和稳定性，在冬季还容易产生冻融破坏。基层的含水量达到最佳时才能逐层压实。另一方面，路面破损会造成基层、地基的松散及含水量增大，引起基层、地基的破坏和变形。探地雷达对路基、路面病害的探测，以含水量、压实度、雷达波异常为评价指标，获得以下路面、路基的病害信息。
1、雷达波在路基特定条件下的传播规律和特性
为了将地质雷达这项高新探测技术真正应用到路基病害的探测上，首先必须研究清楚路基结构内部不同病害对雷达波运动学和动力学的响应特征，以及从雷达剖面上提取这些特征。为了获取这些特征参数，最好的研究手段就是对路基结构及其病害建立相应的数学模型。从电磁波的传播机理上，研究路基结构及其病害对电磁波的响应特征，揭示雷达波在路基薄层模型介质中的传播规律，获取雷达合成记录，进而从雷达合成记录中获取病害特征参数。
2、路基介质物性的研究
电磁波传播的过程是电磁场与介质发生作用的过程，因而研究介质内电磁场的传播必须先了解介质的电磁学性质。
（二）路面承载能力检测
路面承载能力的检测是得出路面的弯沉度，路面弯沉检测是我国柔性路面强度测量的一项主要指标。路面弯沉是指在规定的标准轴载作用下路面表面轮隙位置产生的总垂直变形或垂直回弹变形值。新的检测法有以下几种：
激光弯沉测定仪法
在测定时，将测定仪固定在路面上汽车的后轮隙中。利用汽车驶离被测点时，路面回弹带动原固定于地面上的硅光电池测头向上升起，使激光器发出的激光束通过进光射到硅光电池上产生光电流，并根据光电流的大小来计算路面回弹变形的数值即路面回弹弯沉值。这种弯沉仪操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻、造价低且容易研制。
自动弯沉测定仪法
该测定仪在牵引车的作用下以一定的速度行驶，将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动。当后轴双轮隙通过测头时，弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来。这时测定梁被以二倍的牵引车速度拖到下一测点，周而复始地向前连续测定，通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。整个测定是在测定车连续行驶的情况下进行的，它可对路面进行高密集点的强度测量，适用于路面施工质量控制、验收和路面养护管理。
落锤式弯沉仪(FWD)法
FWD是通过计算机控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质的重锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传到路面，通过分布距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号输入计算机，得到路而测点弯沉值。FWD测量是计算机自动采集数据，进度快、精度高。检测最大速度可达80km/h，内置式落锤弯沉仪的牵引速度可大于100km/h。该方法是一种很理想的动态无损检测设备。
（三）路面平整度检测技术
1、连续式平整度仪
测量时由人或车拉动该仪器前进由于路面不平引起测量小轮上下摆动，并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。 这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。
采用该类测定仪灵活性较大，既可人拖也可车拉，但测试效率较低(检测速度≤12km/h)。该方法适用于测定路表面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破坏严重的路面上测定。
车载式颠簸累积仪
测定时测试车以一定的速度在路面上行驶，路面的凹凸不平引起汽车的激振，通过机械传感器可测量后轴同车厢之间的单向位移累积值VBI（以cm/km）计。VBI越大，说明路面平整度越差。车载式颠簸累积仪测定路面平整度速度快价格低廉操作简便。可用其检测的结果评定路面的施工质量和使用期的舒适性。
公路工程常见病害及成因
路基病害
边坡的滑塌问题
边坡滑塌是路基病害中较为严重的一个问题。边坡滑塌根据土质和规模不同可以分为塌方和滑坡。塌方的形成原因主要是土质疏松导致边坡向下滑动，通常是由施工不当和水的损坏引起的。滑坡是指由于不良地质条件的破坏，使部分边坡土体在重力作用下下滑。一般情况下，塌方和滑坡比较容易发生在土质疏松同时雨水较多的地区。雨水会形成巨大的冲击力使原本较为疏松的土质难以承受压力，出现土体陷落和下滑，最终破坏公路路基和路面。
