地球物理方法在高速公路路基质量检测中的应用

地球物理方法在高速公路路基质量检测中的应用

云南公投建设集团第六工程有限公司

摘要:这篇文章我们来研究以探地雷达为主导、瑞雷波法为辅助的地球物理方法的无损检测技术,根据钻探工程岩土试验和地质信息资料对高速公路路基施工质量展开定量化的多途径、多数据、多资料,做出及时准确的分析和评测。通过研究分析,了解到该技术研究效果显著。

关键词:无损检测技术;地球物理方法;探地雷达;瑞雷波

前言

路基性能质量是影响高速公路质量的重要因素之一,所以,对路基质量实施无损检测受到了社会各界的关注。中国地质大学早在1996年就开始了公路路基质量的无损检测技术的地球物理方法的科研工作,系统的讲解了高速公路路基质量检测各环节的技术措施。各省市陆续使用国外生产的探地雷达检测技术,来研究路面厚度和密实度,有较多省市在高速公路上运用瑞雷波进行质量检测取得了良好成果。所以,国内对路面检测较为关注,对地球物理技术的科研投入、及对无损检测技术的研究是我们目前要解决的问题。

一、路基工程质量指标及影响因素分析

路基承载性与稳固性是提高路面承载性和稳固性的重要基础,为了强化路基的承载性和稳固性,不仅要规定路基断面尺寸、路面宽度规格、路基边坡坡度等满足设计标准,还要符合以下要求:

(1)具备一定的整体稳固性。

(2)存在一定的强度和刚性。公路路基强度就是在承受巨大压力的情况下,还依然维持自身特性,不会变形异常,特别是路基材料在遭受碾压、冲击时,还可以有强度支撑,保证路基不受外力影响而产生变形,影响公路的正常运行。

(3)存在一定的水稳性;路基在地表水及地面水的影响下,会使其强度有所减弱,所以需要路基有足够的水稳性。

为了确保路堤填筑质量满足要求,在公路工程施工期间,一定要确保路基路面的压实情况落实到位,是由于缺乏足够的压实度,就会使得公路在各区域的路基填土高低不平,从而导致路面受力程度不一致,出现沉降的情况,影响路面整体平整性。并且在路基路面建设期间,因选择的施工材料压实不到位,就会导致路面有空隙,在雨水的作用下,降低土壤的强度。在此情形下,若是路面在外力影响下,路面就会出现变形或者裂缝的情况,进而降低路面的稳定性。

二、检测原理

(1)探地雷达法原理

在保证道路质量水平时,最关键的环节就是对路面结构层厚度的测试。以往我们采用的钻芯取样法无法再适应精确检测的标准了,所以我们对探地雷达测厚的理念展开探讨,能够了解到探地雷达技术对公路质量检测起到的积极作用。

对公路工程的雷达检测还涉及到结构层的强度、结构缺陷及承载性。我们通常采取的是超声法对公路路面结构层厚度及缺陷实施的检测操作,这种措施借助超声脉冲在面对缺陷环节时出现绕射、散射及折射等情况产生的超声脉冲的主频、波幅及声速等变化,结合对超声脉冲的数据分析就能达到对结构层厚度、缺陷的试验检测目标。在对公路路面结构缺陷采取检测措施时,我们不仅有超声法,还有反射波法。我们对探地雷达检测法中最常用的一种方法就是反射波探测法。反射波法实施的结构缺陷检测通常有运行简单的特点,所以在工程检测中广泛推行,一般的检测原理是,锤击应力波可在面对结构缺陷时出现反射波,结合反射波特点就能达到检测目的。

(2)瑞雷波法原理

弹性波遇到弹性变化或者密度有差异的界面,就会出现反射、折射作用,并出现界面波,将顺着自由表面传播的波叫做表面波。根据瑞雷波的属性,我们可利用其进行高速公路路基质量无损检测:①瑞雷波对于分层传播期间具备的频散性;②介质具备的物理学性质直接影响着瑞雷波传播的速率。

三、路基质量指标与观测参数间的关系

3.1路基结构层厚度

①探地雷达法。把握好底界面的回波。如今,处理问题的关键在于获得界面同波信号,这是由于在当前技术要求下还无法从最初的波形中精准快速的辨别出路基界面和路面的反射回波。而分析这些波和干扰波,比较而言都是稳定的,所以我们利用相应的解决措施来减少杂波或干扰波。

②瑞雷波法。通过分析层状介质中瑞雷波频散曲线的分布特点的基础上,了解到其不仅受到结构层物理参数的影响,还与结构层厚度有重要影响。

3.2压实度

利用以探地雷达为主导、瑞雷波法为辅助的地球物理方法的无损检测技术,加强对高速公路路基路面的压实操作,在一定程度上增强路基路面强度和刚性,从而保证公路整体质量。控制好路基路面压实操作,能在一定程度上维护路面的稳固性。保证路基路面充分的压实操作,才能使得路面符合平整度要求。

3.3控制含水量

在进行路基路面压实操作期间,把握好含水量,就能在一定程度上减少路基结构面材料的含水量,对于增强路基密实度有着积极作用。因此,在具体施工期间,一定要明确控制土层粘结力与内摩阻力,控制含水量,确保路基密实度符合要求。

四、地球物理方法的特征分析

探地雷达检测有以下几点特征:(1)对混凝土有一定的穿透性,能够展开深层次的测量;(2)可进行非接触探测,以及探测效率高;(3)通过提升频率宽度和减缓波长,从而完成对高分辨率的探测;(4)微波有极化性质,能够把握缺陷的外形特征。所以,我们了解到,雷达检测技术有着损耗小、快速、简单、精准等优点,在后期的公路施工中,探地雷达检测技术逐渐发展成为一种关键性的地球物理探测技术,还为树立良好的道路建筑体制提供可信度较高的技术保障。然而,探地雷达检测技术在推行期间,一定要把握好勘探工作,协调配合才能起到作用。由于地下物理参数的不同及附近环境都会限制雷达检测技术的检测结果,因此既要重视探地雷达的检测作用,还要关注勘探工作的展开。所以,普及探地雷达技术要具体问题具体分析,借助其他勘探技术,才能起到最佳的技术效果。

在无损检测期间,采用传感器设备、高精度雷达技术等新型方式,达到人工在公路管理期间检测的自动化;借助高新检测技术来推动公路项目管理指令测试及养护管理的智能化;检测方式逐渐转变为无损检测技术,达到公路质量检测、病害分析的便捷性。要深入研究在公路检测管理中的先进技术、设备和材料的应用,实施同步碎石封层或石屑封层措施来增强公路养护管理效率。科学运用信息化管理方式,来推动公路养护管理信息数据的合理科学开发,从而达到公路养护管理的信息化、规范化。公路管理的机械化方向是公路发展的必经之路,推动我国交通领域的长足发展。

五、总结

这篇文章中,研究了探地雷达法与瑞雷波法的结合,展开高速公路路基质量的检测工作,技术体系科学、系统、完善。利用试验结果,构建出高速公路路基结构层介质的探地雷达水平层高频电磁波特性体系数学模型和瑞雷波勘探技术相关数学模型,分析出高速公路路基结构层的地球物理模型,从而得出最优技术参数,明确了高速公路路基指标与检测物理参数间存在的关联。

参考文献:

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