无损检测技术在高速公路路基路面中的应用

晏东建

（甘肃智通科技工程检测咨询有限公司，甘肃兰州 730050）

0 引言

高速公路本身设计等级相对较高，但是由于车流量和车载量的增加，我国目前的很多高速公路都出现了不同的病害情况。传统检测技术一般都是结合随机取点、钻芯取样等方式在室内试验的支持下进行指标的分析，但是由于随机性较大，导致检测的结果和实际施工存在较大的差距。而本文所研究的无损检测技术，其不仅能够提升检测的效率，而且可以提升检测的精准度，防止对检测路段造成二次损害，在未来公路路基路面检测中有着十分重要的使用意义和作用。

1 传统检测技术的局限性分析

在过去对高速公路路基路面进行检测期间，所采取的检测方法一般都是：在路面上随机挑选位置进行钻孔、取样，然后将样品带回实验室进行有关参数的检测，结合这些检测参数来对高速公路路基路面的质量进行评定和分析。虽然这种方法可以在一定程度上反映出高速公路的相关性能，但是却难以对高速公路的整体质量状况进行全面概括，并且这种随机抽样的方法只能够对一段路段的质量进行检测，全面性难以表示。同时在条件限制的背景下，一旦被取样检测的部位存在质量问题，而没有被及时发现，会为高速公路的运行带来极大的隐患，影响到整个高速公路的运营安全。这也是传统路基路面检测技术存在的弊端，难以实现全面检测的同时，也不能去保障高速公路的安全管理和各项工作的顺利开展。

2 工程背景

我国某高速公路建设总长度为70km，采取标准主道设计，设计宽度为26m，双向6车道，设计时速为100km。在建设该高速公路期间，需要采取无损检测方式，其中检测的内容包含路面路基的压实度和弯沉值，随后记录检测的数值，其路面结构为5cm 厚度的中粒式沥青混凝土+1cm 厚度的下封层+25cm 厚度的水泥稳定砂砾基层+35cm 厚度的级配碎石底基层。根据无损检测的结果来分析该公路存在的问题，并结合相关措施来保障其公路建设的质量。

3 无损检测技术在实际高速公路路基与路面中的实际应用

3.1 路基压实度检测

（1）实验室标准试验击实确定最佳含水率与最大干密度。无论是采取哪种方法，对于公路路基压实度的检测都是以路基施工压实土的干密度和实验室标准击实所得到的最大干密度比值，以此来对路基压实程度加以确定，以百分率的形式表示。其中压实度利用K表示，其理论公式为：

K=ρd÷ρdmax

其中K 表示压实度，单位为%；ρd 表示检测路段中压实土的干密度，单位为g/cm3；而ρdmax 则表示标准击实后所得到的最大干密度，单位为g/cm3。因此在实验室中需要结合击实试验来确定最大的干密度以及最佳含水率，按照每5000m3一次击实频率来实现分层取样试验，并且将同一断面的土作为样品切取，其标准击实的结果用于指导施工生产和施工控制。

（2）压实度检测与技术应用。在路基压实度检测期间，需要结合《公路路基路面现场测试规程》来检测已经被碾压完毕的路段路基，随后由试验员和试验工程师来评定试验结果，根据监测点实际情况来确定异常值点的段落。

本次工程采取核子湿密度仪法来进行路基检测，该方法适用于现场检测，以直接透射或者是散射法来对路面或者路基材料的密度和含水率进行测定，并对施工的压实度进行计算。该仪器主要的特点是测量速度快，且需要人员较少，其可对施工现场的一些碎石、土石混合物或者是一些非硬化水泥混凝土以及沥青混合料（按照表1中最小厚度来进行判断）等材料进行检测。但是其主要的缺点在于该仪器所具有的放射性对于人体存在一定的危害，并且还需要打洞与相关仪器的配合，在打洞期间很容易破坏洞壁附近的结构，影响到整体测量的准确性。因此对于该检测方法来讲，可以将其作为施工控制的方式进行使用，但是需要比较一些常规检测方法的结果，保障其检测结果的可靠性。

表1 不同粒径沥青混合料最小层厚

3.2 弯沉值检测

本工程采取贝克曼梁法来测量该公路路基路面的弯沉值，并使用落锤式弯沉仪进行检测（FWD）。该方法在使用期间，需要保障沥青路面的弯沉以标注温度20℃为主，而在其他温度进行测试期间，且厚度大于5cm 的沥青路面需要给予弯沉值进行温度修正。

本次检测需要测试车、路面弯沉仪和接触式路面温度计、皮尺、口哨、白油漆或者粉笔以及指挥旗等器具与材料支持。其主要试验的方法如下：

（1）在需要测试的路段布置测量点，距离需结合测试需要制定，将测量点设置在车道路轮迹带上，利用白油漆或者粉笔做上标记。

（2）在测量点后大约3-5cm 的位置对准试验车后轮的轮隙。

（3）在汽车后轮缝隙中，插入与汽车方向一致的弯沉仪，需注意弯沉仪的梁臂不可触碰轮胎，其测头需要置于测量点上，并在弯沉仪的测定杆上安装百分表，将百分表调零，且利用手指轻叩弯沉仪，检查百分表是否归零稳定。

（4）测定人员吹口哨指挥汽车缓慢接近，随着路面变形增加，百分表也将持续向前转动，当其表针转动到最大值时，迅速读取数据，记为L1；随后汽车继续前进表针开始向回反转，等到汽车行驶出弯沉影响的半径（一般为3m 以上）之后，测定人员吹口哨或者挥动指挥旗示意停车，等到百分表稳定之后读取数据记为L2。需注意的是，汽车前进的速度最好保持在5km/h左右。

在测量之后进行结果的计算和温度修正调整，具体步骤如下：

（1）对测量点的回弹弯沉值进行计算。

（2）在对弯沉仪支点变形进行修正期间，对路面测量点的回弹弯沉值进行计算。

（3）当路面的温度超出20±2℃的范围，或者是沥青面层的厚度超出5cm 时，需要对回弹弯沉值进行温度修正，一般修正有两种方式：第一，当计算平均值和标准差期间，需要将超出L`±（2-3）s的弯沉特异值舍弃，并且对于其舍弃的弯沉值过大的点需要找到其周边的界限来进行局部处理。

（4）弯沉代表值在不大于设计要求值时刻计满分，大于时计零分，如果在一些非不利季节进行检测时，需要考虑季节影响的系数因素。

4 结语

综上所述，在高速公路工程质量的检测中，为了保障其各项检测的效果和真实性，需要检测人员对于各种检测技术的特点进行明确，且对其技术进行灵活运用，建立路基路面压实度或者弯沉值的检验标准，结合实际工程情况选择合适的检测技术，以最小的投入来获得最为精准的检测数据，为控制公路工程的进度与成本奠定基础。