無損檢測技術在高速公路路基路面中的應用

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了不同的病害情況。傳統檢測技術一般都是結合隨機取點、鉆芯取樣等方式在室內試驗的支持下進行指標的分析，但是由于隨機性較大，導致檢測的結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，其不僅能夠提升檢測的效率，而且可以提升檢測的精準度，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 傳統檢測技術的局限性分析

在過去對高速公路路基路面進行檢測期間，所采取的檢測方法一般都是：在路面上隨機挑選位置進行鉆孔、取樣，然后將樣品帶回實驗室進行有關參數的檢測，結合這些檢測參數來對高速公路路基路面的質量進行評定和分析。雖然這種方法可以在一定程度上反映出高速公路的相關性能，但是卻難以對高速公路的整體質量狀況進行全面概括，并且這種隨機抽樣的方法只能夠對一段路段的質量進行檢測，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量問題，而沒有被及時發現，會為高速公路的運行帶來極大的隱患，影響到整個高速公路的運營安全。這也是傳統路基路面檢測技術存在的弊端，難以實現全面檢測的同時，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總長度為70km，采取標準主道設計，設計寬度為26m，雙向6車道，設計時速為100km。在建設該高速公路期間，需要采取無損檢測方式，其中檢測的內容包含路面路基的壓實度和彎沉值，隨后記錄檢測的數值，其路面結構為5cm 厚度的中粒式瀝青混凝土+1cm 厚度的下封層+25cm 厚度的水泥穩定砂礫基層+35cm 厚度的級配碎石底基層。根據無損檢測的結果來分析該公路存在的問題，并結合相關措施來保障其公路建設的質量。

3 無損檢測技術在實際高速公路路基與路面中的實際應用

3.1 路基壓實度檢測

（1）實驗室標準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準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 則表示標準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分層取樣試驗，并且將同一斷面的土作為樣品切取，其標準擊實的結果用于指導施工生產和施工控制。

（2）壓實度檢測與技術應用。在路基壓實度檢測期間，需要結合《公路路基路面現場測試規程》來檢測已經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果，根據監測點實際情況來確定異常值點的段落。

本次工程采取核子濕密度儀法來進行路基檢測，該方法適用于現場檢測，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行測定，并對施工的壓實度進行計算。該儀器主要的特點是測量速度快，且需要人員較少，其可對施工現場的一些碎石、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中最小厚度來進行判斷）等材料進行檢測。但是其主要的缺點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儀器的配合，在打洞期間很容易破壞洞壁附近的結構，影響到整體測量的準確性。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行使用，但是需要比較一些常規檢測方法的結果，保障其檢測結果的可靠性。

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注溫度20℃為主，而在其他溫度進行測試期間，且厚度大于5cm 的瀝青路面需要給予彎沉值進行溫度修正。

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，距離需結合測試需要制定，將測量點設置在車道路輪跡帶上，利用白油漆或者粉筆做上標記。

（2）在測量點后大約3-5cm 的位置對準試驗車后輪的輪隙。

（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上，并在彎沉儀的測定桿上安裝百分表，將百分表調零，且利用手指輕叩彎沉儀，檢查百分表是否歸零穩定。

（4）測定人員吹口哨指揮汽車緩慢接近，隨著路面變形增加，百分表也將持續向前轉動，當其表針轉動到最大值時，迅速讀取數據，記為L1；隨后汽車繼續前進表針開始向回反轉，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，等到百分表穩定之后讀取數據記為L2。需注意的是，汽車前進的速度最好保持在5km/h左右。

在測量之后進行結果的計算和溫度修正調整，具體步驟如下：

（1）對測量點的回彈彎沉值進行計算。

（2）在對彎沉儀支點變形進行修正期間，對路面測量點的回彈彎沉值進行計算。

（3）當路面的溫度超出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行溫度修正，一般修正有兩種方式：第一，當計算平均值和標準差期間，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需要找到其周邊的界限來進行局部處理。

（4）彎沉代表值在不大于設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進行檢測時，需要考慮季節影響的系數因素。

4 結語

綜上所述，在高速公路工程質量的檢測中，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的特點進行明確，且對其技術進行靈活運用，建立路基路面壓實度或者彎沉值的檢驗標準，結合實際工程情況選擇合適的檢測技術，以最小的投入來獲得最為精準的檢測數據，為控制公路工程的進度與成本奠定基礎。