高速公路橋頭搭板脫空病害的檢測分析

商廣明

(1.河北省道路結構與材料工程技術研究中心；2.河北省交通規劃設計院試驗檢測室，河北 石家莊　050090)

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高速公路橋頭搭板脫空病害的檢測分析

商廣明1，2

(1.河北省道路結構與材料工程技術研究中心；2.河北省交通規劃設計院試驗檢測室，河北 石家莊050090)

摘要：橋頭搭板脫空，是現在高速公路上比較常見的病害，利用地質雷達檢測技術，可以對該種隱蔽性病害實現無損、高效、準確的檢測。運用雷達檢測技術通過大量的搭板脫空檢測，總結出橋頭搭板脫空出現的常見部位，及影響搭板脫空病害產生的三大因素：橋頭與路基剛柔性過度問題、路面防水層、臺背回填壓實度。

關鍵詞：地質雷達；高速公路；搭板脫空

近年來，隨著交通事業的迅猛發展，我國的高速公路通車里程數逐年增長，修建的高速公路指標逐年提高，人們的行車舒適度也越來越好。但是在高速公路的運營中，有一個影響行車舒適性的隱患就是橋頭跳車問題，往往會因為橋頭與路基連接處的橋頭跳車而使高速公路的行車舒適度大大降低。出現橋頭跳車的主要因素就是橋頭搭板脫空病害沒有被及時發現并處理。傳統的檢測搭板脫空的技術是鉆心法，鉆心法檢測技術檢測速度慢，有時候還需要中斷交通，而且對橋頭搭板有一定損壞，所以要找一種快速、高效、無損的現代檢測技術勢在必行。地質雷達檢測技術成功的解決了這一問題，使成批檢測高速公路上的橋頭搭板脫空成為現實，為該類病害的發現及防治縮短了時間提高了效率。地質雷達檢測技術的應用一方面保正了高速公路的行車舒適性，另一方面提高了高速公路的使用壽命。

1工程概述

某高速公路位于地形平坦開闊的平原區，雙向6車道，設計車速120 km/h，其中橋涵的設計汽車荷載等級為：公路-Ⅰ級。該高速通車兩年后，有一座橋的橋頭搭板由于雨水沖刷出現了較大脫空，鑒于此業主決定對該線所有橋涵處的橋頭搭板進行檢測。為了不妨礙通車，而且還要在較短時間內完成整條高速的搭板檢測，選用了一種快速、高效、無損的檢測手段-地質雷達檢測技術。

2地質雷達檢測原理

地質雷達是利用電磁波的反射原理的物理探測方法，是通過天線將脈沖雷達波發射入被測物體，由接收天線接收被不同物理性質的物體分界面反射回來的雷達波，據此對被測物體內部狀況進行探查。

利用地質雷達進行橋頭搭板脫空檢測時，將發射和接收天線緊密貼于待測物體表面一個相對恒定的距離，雷達波通過天線發射進入待測體中，當遇到脫空處的變化界面時，部分雷達波將會被反射回來并被接收天線接收到，測出反射波的入射和反射雙向走時，即可計算出反射波走過的路程長度，從而求出天線距反射面的距離(詳見圖1)，從而確定脫空層的位置。

圖1　雷達測試原理圖

3橋頭搭板現場檢測

3.1橋頭搭板脫空測線布置

根據現場實際情況，選取應急車道和外側一條行車道進行檢測(特殊情況下檢測了靠近中央分割帶的兩條測線，從外往里依次為1#測線，2#測線)，檢測時選取被測車道的中心線位置作為測線位置，如圖2所示。

圖2　橋頭搭板脫空檢測測線布置示意圖

3.2橋頭搭板脫空病害的典型地質雷達數據分析

因為要檢測的橋頭搭板厚度均未超過35 cm，而且橋頭搭板脫空病害屬于淺層病害，所以本次檢測采用的意大利RIS地質雷達儀，1 600 MHz屏蔽天線。橋頭搭板橫斷面如圖3所示。

圖3　橋頭搭板橫斷面

對于淺層的橋頭搭板脫空病害，地質雷達檢測技術能夠清晰的顯示出脫空部位及脫空程度。

3.3檢測結論

通過對地質雷達檢測數據的整理分析可知，運營一段時間后的高速路存在大部分橋頭搭板下層局部不密實、脫空等病害。病害位置主要出現在搭板靠近橋頭端的一定范圍內，分析其產生原因：(1)主要由于臺背路堤的土體在荷載作用下除了彈性變形外，還伴有殘留變形(又稱永久性變形或俆變變形)，即使壓實度達到95%以上，臺后填料也會在自重和車輛荷載的作用下，緩慢產生壓縮沉降。(2)在橋頭側的搭板是搭接到剛性的混凝土牛腿上的，所以橋頭以外的搭板底部必定會在車輛荷載日積月累的振動下，逐漸密實而沉降，使橋頭側的搭板底部很容易出現不密實或者脫空現象；(3)橋頭搭板脫空較為嚴重的，多數會伴隨著跳頭處伸縮縫破損，或者搭板橋頭連接處橋面有明顯裂縫，存在路面水下滲，沖刷搭板底部填料所致，以上原因與檢測結果基本相符。

3.4養護建議

首先做好路面的防排水措施，防止路面雨水從伸縮縫破損(或其他防水層破損處)等位置滲入搭板下層結構中使路基被沖刷產生脫空。其次要及時對出現脫空的搭板進行搭板下層注漿封堵處理，注漿封堵的優點在于提高搭板下路基的均勻支撐能力，提高其強度。一般情況下路基可與板體形成致密膠結，相當于增加了板厚，增加搭板間的傳荷能力，減輕車輛荷載對板體產生的疲勞損傷。

4結語

運用地質雷達檢測技術，通過大量的橋頭搭板脫空檢測分析得出：(1)橋頭搭板脫空病害一般出現在橋頭側一定范圍內，在與路基連接的一側往往是搭板跟隨路基一起沉降；(2)在檢測中出現脫空病害的橋頭搭板處，往往伴隨伸伸縮縫或路面防水層破碎病害，致使路面雨水下滲造成橋頭搭板脫空；(3)臺背處的路基回填碾壓不密實也是引起橋頭搭板脫空的一個重要因素。要想防止橋頭搭板脫空，要在橋頭處的剛性與柔性連接、搭板兩頭連接處的防水、臺背回填壓實度上下功夫。

參考文獻：

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[5]蔣雪琴，李國維.橋頭搭板脫空治理技術[J].水運工程，2009,(6):159-163.

The void disease detection and analysis freeway bridge slab

SHANG Guang-ming1，2

(1.Hebei Province Engineering Research Center of Structure and Road Materials；2.Experiment and Test Room of Traffic Planning and Design Institute of Hebei Province，Shijiangzhuang,Hebei 050090,China)

Abstract:Slab void, the disease is more common on the highway now, the use of geological radar detection technology, can achieve the kind of covert destructive diseases, efficient and accurate detection.Use of radar detection technology through a lot of slab void detection, summed up a common site Slab Void arise and take the plate off the three major factors affecting disease resulting empty:Bridge over the issue of rigid connection of the roadbed, road waterproof layer, abutment backfill compaction degrees.

Keywords:geological radar;highway;void slab

中圖分類號：U418

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)01-0027-02

作者簡介：商廣明(1983-)，男，工程師，研究方向：橋梁與隧道。

收稿日期：2015-10-08