探地雷達檢測技術(shù)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(zhì)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(chǎn)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(nèi)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(jié)構(gòu)層無損檢測技術(shù)

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(jié)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(wǎng)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(jié)構(gòu)層病害的無損檢測技術(shù)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(shù)在公路路面結(jié)構(gòu)層無損檢測中應用研究。

探地雷達公路檢測技術(shù)存在以下問題尚待解決：

（1）不同路段道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)存在偏差

（2）道路內(nèi)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計不妥當、個別施工單位質(zhì)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(wǎng)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(shù)適用于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部病害檢測，檢測內(nèi)容主要包括：路面結(jié)構(gòu)層厚度，層間粘結(jié)不密實，基層破碎、松散、裂隙，層間富水、高含水等內(nèi)部缺陷檢測。

2.3 工作流程

路面探地雷達無損檢測技術(shù)的主要工作流程：

（1）現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集；

（2）探地雷達數(shù)據(jù)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(jié)實。但是不太去分辨上下層結(jié)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(jié)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(zhì)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(jié)語

由于檢測材料介質(zhì)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(jīng)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(jié)合深圳某高速公路維護修繕工程，對雷達實測數(shù)據(jù)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(chǔ)和理論依據(jù)。

（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(shù)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(shù)是瀝青路面典型病害無損檢測的有效手段。