公路路基工程的試驗檢測方法

王孫喆

南通市順通公路交通工程檢測有限公司 江蘇 南通 226001

公路路基工程是公路建設的重要組成部分，它承載著整個道路系統的荷載。在路基工程的施工過程中，試驗檢測方法起著重要的作用。試驗檢測方法可以幫助工程師評估路基工程的質量。公路路基工程的質量直接影響著公路的使用壽命和安全性。通過進行試驗檢測，可以測量和評估路基工程的各項指標，如路基土的承載力、密實度以及水分含量等。只有合格的路基工程，才能夠確保公路的長期穩定運營。

1 公路工程常見病害

1.1 坑槽病害

坑槽病害是指公路路面出現的不平整和凹凸不平的問題。它可能是由于路面材料的沉降、水損害、過度使用或不當修復等原因造成的。坑槽病害不僅給駕駛員帶來不適，還會導致車輛操控困難和行駛不穩定，嚴重時可能引發交通事故。

1.2 水損害

水損害是由水分對路面材料的侵蝕引起的。水損害的主要形式包括泛水、凍脹、漬水和水解等。泛水常發生在降雨量大、排水系統不暢的地區，會導致路面積水和車輛打滑。凍脹是因為水在溫度下降時凍結膨脹，導致路面開裂和崩塌。漬水是指由于排水不暢造成的路面積水，長時間積水可能引發路面軟化和斷裂。水解是指水分與某些路面材料（如柏油）發生化學反應，導致路面失去結構強度和穩定性。

1.3 路面裂縫

路面裂縫是指公路路面出現的裂紋和斷裂現象。它們可以是由于路面材料的老化、荷載變化、溫度變化、地基沉降等原因引起的。路面裂縫嚴重影響了路面的平整度和強度，給駕駛員帶來不舒適的行駛感受，并加速了路面的破壞和病害的形成[1]。

1.4 路面擁包

路面擁堵是指公路交通流量超過路面設計容量的情況。它通常發生在高峰時段或交通瓶頸區域，給交通參與者帶來了長時間的延誤和不便。路面擁堵不僅影響通行效率，還可能增加交通事故的風險，對環境和經濟都造成了負面影響。

2 公路路基工程的試驗檢測的重要性

公路路基工程的試驗檢測是確保公路工程質量和安全性的重要環節。通過對路基結構、土壤性質和工程質量的檢測，可以評估和驗證設計參數、施工工藝以及工程材料的合理性，為工程建設和養護提供科學依據。

公路路基作為交通基礎設施的重要組成部分，承載著大量的交通流量和荷載。為了確保公路的安全性和可靠性，試驗檢測是不可或缺的過程。通過地基系數、含水率、彎沉等試驗檢測，可以評估路基土壤的承載能力、穩定性和變形特性，提高工程的質量。

試驗檢測為設計和施工提供了科學依據和數據支持。通過試驗數據，工程師可以了解路基土壤的特性和工程環境的變化，合理調整設計參數和施工工藝。優化設計和施工方案，可以提高路基的承載能力、延長使用壽命，降低工程成本。

通過試驗檢測，可以對路基結構的安全性進行評估和預測。合適的檢測方法可以發現潛在的問題和隱患，如土壤不均勻性、地下障礙物等。及時發現并解決這些問題，有助于降低交通事故和工程事故的風險，提高公路的安全保障水平。

3 公路路基工程試驗檢測的方法

3.1 壓實度

公路路基工程中，試驗檢測路基的壓實度是確保路基工程質量的重要環節。壓實度試驗主要通過測量路基的密度和相對密度來評估路基的壓實程度。壓實度試驗通常使用密實度和相對密度兩個指標來評估路基的壓實程度。

密實度是指路基顆粒間氣隙的減少程度，是指示路基是否達到設計要求的重要指標。密實度試驗通常采用剖面試驗法或原位試驗法來進行。第一，剖面試驗法：通過采集路基橫斷面樣品并測量其濕重和容重，計算得到路基的密實度。這種方法適用于對路基剖面進行密實度檢測，可以提供路基不同深度的密實度信息。第二，通過在路基中鉆取樣品并測量樣品的濕重和容重，計算得到路基的密實度。這種方法適用于對路基全面的密實度檢測，可以提供路基整體的密實度信息[2]。

相對密度是指路基顆粒排列的緊密程度，是反映路基材料質量的指標。相對密度試驗通常使用振動法或重錘法來進行。第一，通過在路基中插入振動棒（也稱為振密錘）進行振動，以提高路基顆粒間的密實度。通過測量振動前后樣品的容重差別，計算得到路基的相對密度。這種方法適用于對路基材料的相對密度進行快速檢測，適用于路基材料顆粒較細的情況。第二，通過使用重錘或重錘振動車輛對路基進行打擊，以提高路基顆粒間的密實度[3]。通過測量路基樣品的容重和體積，在已知樣品顆粒間隙率的情況下，計算得到路基的相對密度。這種方法適用于對路基材料的相對密度進行較準確的檢測，適用于路基材料顆粒較粗的情況。

以上所述是公路路基工程中試驗檢測壓實度的主要方法。通過這些試驗可以評估路基的壓實程度，幫助工程人員判斷路基是否滿足設計要求，及時調整施工方法或進行補充工程，確保公路工程的安全和可靠。在進行試驗檢測壓實度時，需要嚴格按照相應的標準和方法進行，并根據實際情況進行合理解釋和判斷，以提高檢測結果的準確性和可靠性。

3.2 路基彎沉

公路路基工程試驗檢測路基彎沉是為了評估路基變形和沉降情況，從而確定路基的穩定性和安全性。公路路基工程試驗檢測路基彎沉的常見方法：第一，光纖光柵傳感器是一種能夠實時、連續地檢測路基變形和沉降的高精度傳感器。該方法通過在路基中埋設光纖電纜，并通過光纖光柵傳感器測量光纖上的應變變化，從而獲得路基彎沉情況。這種方法具有高分辨率、高穩定性和快速響應的優點，適用于長期和實時的彎沉監測。第二，沉降觀測點法是在路基上設置一系列觀測點，在不同的位置和深度安裝沉降標尺或沉降管。這些觀測點用于監測路基的垂直沉降，通過定期測量觀測點上標尺或沉降管的高度變化，可以得出路基的彎沉情況。這種方法適用于小范圍和局部的彎沉監測[4]。第三，測斜儀法是通過在路基上安裝測斜儀來測量路基的側向位移和變形情況。測斜儀通常由一個支架和一個測量元件組成，通過測量支架和測量元件之間的角度變化，可以獲得路基的側向位移。這種方法適用于小范圍和側向彎沉的監測。第四，靜力觸探測試法是通過在路基上進行靜力觸探測試，以了解路基的土層性質和承載能力。這種方法通常通過在路基上鉆取孔洞，并在孔洞中插入靜力觸探桿來進行。觸探桿通過施加垂直和水平負荷，測量路基土層的抗力和變形情況，從而評估路基的彎沉情況。

在進行路基彎沉試驗時，需要根據具體情況選擇合適的方法和設備，并按照相應的標準和規范進行操作。試驗過程要注意確保測量設備的準確性和可靠性，以及數據的一致性和可比性。同時，還應定期進行試驗數據的收集和分析，以監測和評估路基的彎沉變化，并及時采取措施進行修復和加固，以確保公路路基的安全和可靠性[5]。

3.3 地基系數

在公路路基工程中，試驗檢測地基系數是為了評估地基的承載能力和穩定性，從而確定路基設計和加固方案的重要步驟。地基系數是指地基土壤的力學參數，包括側向土壓力系數、水平土壓力系數和區域安全系數等。

公路路基工程試驗檢測地基系數的常見方法和步驟：第一，動力觸探法是一種常用的地基試驗方法，通過在地基中插入動力觸探鉆頭并以動力方式推進，觸探鉆桿在推進過程中所受的阻力和擊擊數可用于評估地基的承載力和地基系數。觸探數據通常使用標準錘擊下的貫入擊數來表示，根據地層的不同可計算得出側向土壓力系數和水平土壓力系數等地基參數[6]。第二，擴孔靜力觸探法是一種通過推進擴孔鉆桿來進行地基試驗的方法。在測試過程中，通過在擴孔鉆桿的頂部施加靜載并測量鉆桿下端的沉降和側壁的摩阻力，可以評估地基土壤的承載能力和地基系數。這種方法適用于較深或復雜的地基。第三，軸力板載荷試驗法是一種直接加載地基的方法。通過在地基表面放置一個直徑較大的軸力板，并施加逐漸增加的靜載荷，測量荷載和沉降的關系，從而評估地基的承載能力和地基系數。這種方法適用于評估較大承載力或特殊地基條件的地基。第四，土工試驗法是通過對從地基中取得的土壤樣本進行室內試驗來確定地基系數。常用的土工試驗包括三軸剪切試驗、壓縮試驗和抗剪強度試驗等。這些試驗可以提供土壤的力學參數，進而評估地基的承載能力和地基系數。

在進行地基系數試驗時，需要根據地基的特點和問題選擇合適的方法和設備。試驗過程要注意確保試驗設備的準確性和可靠性，采集和處理試驗數據時要精細和細致，以保證結果的準確性和可靠性。

3.4 路基含水率

在公路路基工程中，試驗檢測路基的含水率是為了評估路基土壤的濕度和水分狀況的重要步驟。路基土壤的含水率是指土壤中所含水分的百分比，它對路基的穩定性和承載能力具有重要影響。

公路路基工程試驗檢測路基含水率的常見方法和步驟：第一，干重法是一種常用的檢測土壤含水率的方法。該方法基于土壤在不同的水含量下的重量差異。首先，從路基中取得土壤樣品，并記錄其初始濕重。然后，將樣品放入高溫（通常為105℃）的烘箱中，將其中的水分蒸發，直到土壤樣品的重量不再變化。最后，根據初始濕重和干重的差異，計算得出土壤的含水率。第二，高頻復合電容法是一種非破壞性的含水率檢測方法。該方法通過測量土壤中電容的變化來間接評估土壤的含水率。儀器通常由電極和電容傳感器組成，電容傳感器將電場引入土壤中并測量土壤的介電常數。通過校準和轉換，可以得出土壤的含水率。這種方法適用于大面積的含水率檢測，并具有快速、便捷的優點。第三，液限法和塑限法是用于確定土壤塑性指數和液性指數的方法，可以間接評估土壤的含水率。這些指數是由土壤的粘性和塑性特性決定的[7]。通過對土壤樣品進行液限試驗和塑限試驗，并測量土壤的含水量和相關指標，可以計算得出土壤的含水率。第四，微波干燥法是一種快速測定土壤含水率的方法。該方法通過在微波輻射下迅速將土壤中的水分蒸發，然后測量土壤的重量變化，以計算含水率。這種方法適用于大批量土壤樣品的含水率測定，并具有快速、準確和非破壞性的優點。

在進行路基含水率的試驗檢測時，應根據具體情況選擇合適的方法和設備，并按照相應的標準和規范進行操作。試驗過程中需注意保持樣品的代表性和一致性，確保試驗設備的準確性和可靠性。同時，也需要注意測量結果的準確性和可比性，以確保路基設計和施工的質量和穩定性。

3.5 雷達波

在公路路基工程中，試驗檢測雷達波是為了評估路基結構和土壤性質的重要方法之一。雷達波探測技術使用雷達設備向地下發射電磁波，并通過接收回波信號來獲取地下結構和土壤性質的信息。

公路路基工程試驗檢測雷達波的常見方法和步驟：第一，雷達成像是一種常用的檢測路基結構和土壤性質的方法。通過使用地震雷達系統，將雷達波以一定的頻率和波長發送到地下，然后接收和記錄由不同介質（如土壤層、石頭或混凝土）引起的反射回波。利用這些回波數據，可以生成地下結構的圖像，從而提供路基結構和土壤性質的信息。這種方法適用于對路基下的地層結構、水分含量和巖石分布等進行快速和非侵入性的評估。第二，負相關法是一種利用雷達波進行路基檢測的方法。該方法利用地震雷達設備發送的雷達波和接收到的回波信號之間的波形對比來分析路基結構和土壤性質的變化。通過觀察回波信號的反向關系，可以推斷出地下結構的特征，如路面厚度、土層厚度和土壤密實度等。第三，多頻段雷達是一種使用不同頻率的雷達波進行多角度探測的方法。通過不同頻率的雷達波與地下介質的相互作用，可以獲取更多深度和分辨率的信息。多頻段雷達可以提供更詳細的地下結構和土壤性質，如高含水層、巖石、沉積物和土壤類型等的成像。第四，掃描方法是一種使用地震雷達設備進行連續掃描的方法，以獲取更全面的地下結構信息。將雷達設備沿著路基表面進行掃描，記錄不同位置的雷達波回波信號。通過分析這些信號，可以獲得地下的連續剖面，幫助評估路基結構的連續性和土壤特征的變化。

在進行雷達波的試驗檢測時，需要根據具體情況選擇合適的雷達設備和方法，并按照相應的標準和規范進行操作。試驗過程需要注意設備設置的準確性和可靠性，采集和處理數據需要精細和細致，以確保結果的準確性和可靠性。此外，也需要根據試驗結果進行路基設計和施工方案的優化和調整，以確保公路路基的安全和可靠性。

4 結語

公路路基工程試驗檢測是確保路基質量和工程安全的重要環節。它通過對路基結構、土壤性質和工程質量的檢測，為工程設計和施工提供科學依據。試驗檢測方法可以幫助工程師及時發現和解決問題。在路基工程中，常常會遇到土質條件復雜、地質情況不穩定等問題。通過試驗檢測，可以及時獲取施工過程中的數據，如沉降、變形等，發現問題隱患。及時采取措施，解決問題，可以避免工程質量事故的發生，保證公路的安全性。