公路路基工程的试验检测方法

王孙喆

南通市顺通公路交通工程检测有限公司 江苏 南通 226001

公路路基工程是公路建设的重要组成部分，它承载着整个道路系统的荷载。在路基工程的施工过程中，试验检测方法起着重要的作用。试验检测方法可以帮助工程师评估路基工程的质量。公路路基工程的质量直接影响着公路的使用寿命和安全性。通过进行试验检测，可以测量和评估路基工程的各项指标，如路基土的承载力、密实度以及水分含量等。只有合格的路基工程，才能够确保公路的长期稳定运营。

1 公路工程常见病害

1.1 坑槽病害

坑槽病害是指公路路面出现的不平整和凹凸不平的问题。它可能是由于路面材料的沉降、水损害、过度使用或不当修复等原因造成的。坑槽病害不仅给驾驶员带来不适，还会导致车辆操控困难和行驶不稳定，严重时可能引发交通事故。

1.2 水损害

水损害是由水分对路面材料的侵蚀引起的。水损害的主要形式包括泛水、冻胀、渍水和水解等。泛水常发生在降雨量大、排水系统不畅的地区，会导致路面积水和车辆打滑。冻胀是因为水在温度下降时冻结膨胀，导致路面开裂和崩塌。渍水是指由于排水不畅造成的路面积水，长时间积水可能引发路面软化和断裂。水解是指水分与某些路面材料（如柏油）发生化学反应，导致路面失去结构强度和稳定性。

1.3 路面裂缝

路面裂缝是指公路路面出现的裂纹和断裂现象。它们可以是由于路面材料的老化、荷载变化、温度变化、地基沉降等原因引起的。路面裂缝严重影响了路面的平整度和强度，给驾驶员带来不舒适的行驶感受，并加速了路面的破坏和病害的形成[1]。

1.4 路面拥包

路面拥堵是指公路交通流量超过路面设计容量的情况。它通常发生在高峰时段或交通瓶颈区域，给交通参与者带来了长时间的延误和不便。路面拥堵不仅影响通行效率，还可能增加交通事故的风险，对环境和经济都造成了负面影响。

2 公路路基工程的试验检测的重要性

公路路基工程的试验检测是确保公路工程质量和安全性的重要环节。通过对路基结构、土壤性质和工程质量的检测，可以评估和验证设计参数、施工工艺以及工程材料的合理性，为工程建设和养护提供科学依据。

公路路基作为交通基础设施的重要组成部分，承载着大量的交通流量和荷载。为了确保公路的安全性和可靠性，试验检测是不可或缺的过程。通过地基系数、含水率、弯沉等试验检测，可以评估路基土壤的承载能力、稳定性和变形特性，提高工程的质量。

试验检测为设计和施工提供了科学依据和数据支持。通过试验数据，工程师可以了解路基土壤的特性和工程环境的变化，合理调整设计参数和施工工艺。优化设计和施工方案，可以提高路基的承载能力、延长使用寿命，降低工程成本。

通过试验检测，可以对路基结构的安全性进行评估和预测。合适的检测方法可以发现潜在的问题和隐患，如土壤不均匀性、地下障碍物等。及时发现并解决这些问题，有助于降低交通事故和工程事故的风险，提高公路的安全保障水平。

3 公路路基工程试验检测的方法

3.1 压实度

公路路基工程中，试验检测路基的压实度是确保路基工程质量的重要环节。压实度试验主要通过测量路基的密度和相对密度来评估路基的压实程度。压实度试验通常使用密实度和相对密度两个指标来评估路基的压实程度。

密实度是指路基颗粒间气隙的减少程度，是指示路基是否达到设计要求的重要指标。密实度试验通常采用剖面试验法或原位试验法来进行。第一，剖面试验法：通过采集路基横断面样品并测量其湿重和容重，计算得到路基的密实度。这种方法适用于对路基剖面进行密实度检测，可以提供路基不同深度的密实度信息。第二，通过在路基中钻取样品并测量样品的湿重和容重，计算得到路基的密实度。这种方法适用于对路基全面的密实度检测，可以提供路基整体的密实度信息[2]。

相对密度是指路基颗粒排列的紧密程度，是反映路基材料质量的指标。相对密度试验通常使用振动法或重锤法来进行。第一，通过在路基中插入振动棒（也称为振密锤）进行振动，以提高路基颗粒间的密实度。通过测量振动前后样品的容重差别，计算得到路基的相对密度。这种方法适用于对路基材料的相对密度进行快速检测，适用于路基材料颗粒较细的情况。第二，通过使用重锤或重锤振动车辆对路基进行打击，以提高路基颗粒间的密实度[3]。通过测量路基样品的容重和体积，在已知样品颗粒间隙率的情况下，计算得到路基的相对密度。这种方法适用于对路基材料的相对密度进行较准确的检测，适用于路基材料颗粒较粗的情况。

以上所述是公路路基工程中试验检测压实度的主要方法。通过这些试验可以评估路基的压实程度，帮助工程人员判断路基是否满足设计要求，及时调整施工方法或进行补充工程，确保公路工程的安全和可靠。在进行试验检测压实度时，需要严格按照相应的标准和方法进行，并根据实际情况进行合理解释和判断，以提高检测结果的准确性和可靠性。

3.2 路基弯沉

公路路基工程试验检测路基弯沉是为了评估路基变形和沉降情况，从而确定路基的稳定性和安全性。公路路基工程试验检测路基弯沉的常见方法：第一，光纤光栅传感器是一种能够实时、连续地检测路基变形和沉降的高精度传感器。该方法通过在路基中埋设光纤电缆，并通过光纤光栅传感器测量光纤上的应变变化，从而获得路基弯沉情况。这种方法具有高分辨率、高稳定性和快速响应的优点，适用于长期和实时的弯沉监测。第二，沉降观测点法是在路基上设置一系列观测点，在不同的位置和深度安装沉降标尺或沉降管。这些观测点用于监测路基的垂直沉降，通过定期测量观测点上标尺或沉降管的高度变化，可以得出路基的弯沉情况。这种方法适用于小范围和局部的弯沉监测[4]。第三，测斜仪法是通过在路基上安装测斜仪来测量路基的侧向位移和变形情况。测斜仪通常由一个支架和一个测量元件组成，通过测量支架和测量元件之间的角度变化，可以获得路基的侧向位移。这种方法适用于小范围和侧向弯沉的监测。第四，静力触探测试法是通过在路基上进行静力触探测试，以了解路基的土层性质和承载能力。这种方法通常通过在路基上钻取孔洞，并在孔洞中插入静力触探杆来进行。触探杆通过施加垂直和水平负荷，测量路基土层的抗力和变形情况，从而评估路基的弯沉情况。

在进行路基弯沉试验时，需要根据具体情况选择合适的方法和设备，并按照相应的标准和规范进行操作。试验过程要注意确保测量设备的准确性和可靠性，以及数据的一致性和可比性。同时，还应定期进行试验数据的收集和分析，以监测和评估路基的弯沉变化，并及时采取措施进行修复和加固，以确保公路路基的安全和可靠性[5]。

3.3 地基系数

在公路路基工程中，试验检测地基系数是为了评估地基的承载能力和稳定性，从而确定路基设计和加固方案的重要步骤。地基系数是指地基土壤的力学参数，包括侧向土压力系数、水平土压力系数和区域安全系数等。

公路路基工程试验检测地基系数的常见方法和步骤：第一，动力触探法是一种常用的地基试验方法，通过在地基中插入动力触探钻头并以动力方式推进，触探钻杆在推进过程中所受的阻力和击击数可用于评估地基的承载力和地基系数。触探数据通常使用标准锤击下的贯入击数来表示，根据地层的不同可计算得出侧向土压力系数和水平土压力系数等地基参数[6]。第二，扩孔静力触探法是一种通过推进扩孔钻杆来进行地基试验的方法。在测试过程中，通过在扩孔钻杆的顶部施加静载并测量钻杆下端的沉降和侧壁的摩阻力，可以评估地基土壤的承载能力和地基系数。这种方法适用于较深或复杂的地基。第三，轴力板载荷试验法是一种直接加载地基的方法。通过在地基表面放置一个直径较大的轴力板，并施加逐渐增加的静载荷，测量荷载和沉降的关系，从而评估地基的承载能力和地基系数。这种方法适用于评估较大承载力或特殊地基条件的地基。第四，土工试验法是通过对从地基中取得的土壤样本进行室内试验来确定地基系数。常用的土工试验包括三轴剪切试验、压缩试验和抗剪强度试验等。这些试验可以提供土壤的力学参数，进而评估地基的承载能力和地基系数。

在进行地基系数试验时，需要根据地基的特点和问题选择合适的方法和设备。试验过程要注意确保试验设备的准确性和可靠性，采集和处理试验数据时要精细和细致，以保证结果的准确性和可靠性。

3.4 路基含水率

在公路路基工程中，试验检测路基的含水率是为了评估路基土壤的湿度和水分状况的重要步骤。路基土壤的含水率是指土壤中所含水分的百分比，它对路基的稳定性和承载能力具有重要影响。

公路路基工程试验检测路基含水率的常见方法和步骤：第一，干重法是一种常用的检测土壤含水率的方法。该方法基于土壤在不同的水含量下的重量差异。首先，从路基中取得土壤样品，并记录其初始湿重。然后，将样品放入高温（通常为105℃）的烘箱中，将其中的水分蒸发，直到土壤样品的重量不再变化。最后，根据初始湿重和干重的差异，计算得出土壤的含水率。第二，高频复合电容法是一种非破坏性的含水率检测方法。该方法通过测量土壤中电容的变化来间接评估土壤的含水率。仪器通常由电极和电容传感器组成，电容传感器将电场引入土壤中并测量土壤的介电常数。通过校准和转换，可以得出土壤的含水率。这种方法适用于大面积的含水率检测，并具有快速、便捷的优点。第三，液限法和塑限法是用于确定土壤塑性指数和液性指数的方法，可以间接评估土壤的含水率。这些指数是由土壤的粘性和塑性特性决定的[7]。通过对土壤样品进行液限试验和塑限试验，并测量土壤的含水量和相关指标，可以计算得出土壤的含水率。第四，微波干燥法是一种快速测定土壤含水率的方法。该方法通过在微波辐射下迅速将土壤中的水分蒸发，然后测量土壤的重量变化，以计算含水率。这种方法适用于大批量土壤样品的含水率测定，并具有快速、准确和非破坏性的优点。

在进行路基含水率的试验检测时，应根据具体情况选择合适的方法和设备，并按照相应的标准和规范进行操作。试验过程中需注意保持样品的代表性和一致性，确保试验设备的准确性和可靠性。同时，也需要注意测量结果的准确性和可比性，以确保路基设计和施工的质量和稳定性。

3.5 雷达波

在公路路基工程中，试验检测雷达波是为了评估路基结构和土壤性质的重要方法之一。雷达波探测技术使用雷达设备向地下发射电磁波，并通过接收回波信号来获取地下结构和土壤性质的信息。

公路路基工程试验检测雷达波的常见方法和步骤：第一，雷达成像是一种常用的检测路基结构和土壤性质的方法。通过使用地震雷达系统，将雷达波以一定的频率和波长发送到地下，然后接收和记录由不同介质（如土壤层、石头或混凝土）引起的反射回波。利用这些回波数据，可以生成地下结构的图像，从而提供路基结构和土壤性质的信息。这种方法适用于对路基下的地层结构、水分含量和岩石分布等进行快速和非侵入性的评估。第二，负相关法是一种利用雷达波进行路基检测的方法。该方法利用地震雷达设备发送的雷达波和接收到的回波信号之间的波形对比来分析路基结构和土壤性质的变化。通过观察回波信号的反向关系，可以推断出地下结构的特征，如路面厚度、土层厚度和土壤密实度等。第三，多频段雷达是一种使用不同频率的雷达波进行多角度探测的方法。通过不同频率的雷达波与地下介质的相互作用，可以获取更多深度和分辨率的信息。多频段雷达可以提供更详细的地下结构和土壤性质，如高含水层、岩石、沉积物和土壤类型等的成像。第四，扫描方法是一种使用地震雷达设备进行连续扫描的方法，以获取更全面的地下结构信息。将雷达设备沿着路基表面进行扫描，记录不同位置的雷达波回波信号。通过分析这些信号，可以获得地下的连续剖面，帮助评估路基结构的连续性和土壤特征的变化。

在进行雷达波的试验检测时，需要根据具体情况选择合适的雷达设备和方法，并按照相应的标准和规范进行操作。试验过程需要注意设备设置的准确性和可靠性，采集和处理数据需要精细和细致，以确保结果的准确性和可靠性。此外，也需要根据试验结果进行路基设计和施工方案的优化和调整，以确保公路路基的安全和可靠性。

4 结语

公路路基工程试验检测是确保路基质量和工程安全的重要环节。它通过对路基结构、土壤性质和工程质量的检测，为工程设计和施工提供科学依据。试验检测方法可以帮助工程师及时发现和解决问题。在路基工程中，常常会遇到土质条件复杂、地质情况不稳定等问题。通过试验检测，可以及时获取施工过程中的数据，如沉降、变形等，发现问题隐患。及时采取措施，解决问题，可以避免工程质量事故的发生，保证公路的安全性。