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由于修建的公路質(zhì)量各有差異。再加上公路的壽命年限限制、日益增長的交通壓力等原因,運(yùn)營中的道路各種病害產(chǎn)生。路面層下部的病害肉眼不易檢查,因而,采取新的手段,提前發(fā)現(xiàn)和查找公路內(nèi)部病害是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要措施之一。
半剛性路面基層具有承載能力高、荷載擴(kuò)散能力強(qiáng)和整體板結(jié)性好的優(yōu)點(diǎn),但半剛性基層的抗疲勞能力很差。路面可能出現(xiàn)縱縫、橫縫、網(wǎng)裂、龜裂等現(xiàn)象,路基就可能出現(xiàn)諸如沉陷、疏松等路基變形情況,局部還會(huì)存在路基開裂的現(xiàn)象。
目前,針對(duì)半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)層病害的無損檢測技術(shù)主要包括:貝克曼梁或落錘式彎沉儀;以探地雷達(dá)(GPR)、瑞雷波和超聲波等新檢測技術(shù)在公路路面結(jié)構(gòu)層無損檢測中應(yīng)用研究。
探地雷達(dá)公路檢測技術(shù)存在以下問題尚待解決:
(1)不同路段道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)存在偏差
(2)道路內(nèi)部損害異常GPR 圖像缺乏評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)
(3)無專門的GPR 公路路面檢測標(biāo)準(zhǔn)
(4)GPR 信號(hào)處理水平低
造成瀝青路面病害的原因主要是道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不妥當(dāng)、個(gè)別施工單位質(zhì)量把控不嚴(yán)、日益增加的車流量。目前瀝青路面的病害大概有以下幾種:縱橫向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂、翻漿、波浪、沉陷、隆起、泛油、脫皮、坑槽、磨損、松散、松散、車轍等。
路面探地雷達(dá)無損檢測技術(shù)適用于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部病害檢測,檢測內(nèi)容主要包括:路面結(jié)構(gòu)層厚度,層間粘結(jié)不密實(shí),基層破碎、松散、裂隙,層間富水、高含水等內(nèi)部缺陷檢測。
路面探地雷達(dá)無損檢測技術(shù)的主要工作流程:
(1)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集;
(2)探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理;
(3)探地雷達(dá)檢測成果解釋分析。
K1+960 至K2+010 段,長度為50m,見圖1,該段上面層厚度5cm,中面層厚度6cm,下面層厚度6cm。
雷達(dá)成果圖1 所示,上圖明顯可以看到在位于十七厘米附近的位置GPR 的信號(hào)強(qiáng),出現(xiàn)了GPR 軸向的反射,同時(shí)這里的反射波變長,由此可以推斷此處上下層連接不結(jié)實(shí)。但是不太去分辨上下層結(jié)合處的GPR 反射情況,由此可以推斷該地方的狀態(tài)可能是離析,達(dá)不到脫空的標(biāo)準(zhǔn)。
圖1 下面層離析典型雷達(dá)成果圖
從鉆取的巖芯圖2 所示,下、中、上各個(gè)層結(jié)合比較密實(shí),成為一個(gè)共同受力體,然而在瀝青層和基層交界處取芯碎裂,因而證明上述GPR 反射情況,瀝青層和基層發(fā)生了離析。
圖2 現(xiàn)場取芯
造成瀝青層和基層發(fā)生了離析的原因是小的碎粒以及粉狀物。這些非憎水性物質(zhì)含水量增大,在GPR 反射波型出現(xiàn)各種較強(qiáng)的不規(guī)律性,斷裂性。
由于檢測材料介質(zhì)復(fù)雜不一,使得探地雷達(dá)檢測很大程度上需要操作和判讀人員的經(jīng)驗(yàn),在檢測方法和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的建立上還不十分成熟。本文通過工程實(shí)踐,對(duì)探地雷達(dá)瀝青路面典型病害無損檢測進(jìn)行了研究:
(1)結(jié)合深圳某高速公路維護(hù)修繕工程,對(duì)雷達(dá)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析整理,給出了綜合識(shí)別瀝青面層離析。為建立路面病害圖像的判別標(biāo)準(zhǔn)提供了實(shí)踐基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
(2)半剛性瀝青混凝土路面離析在GPR 反射波表現(xiàn)出較強(qiáng)的規(guī)律和典型的特征。利用GPR 反射技術(shù)進(jìn)行瀝青混凝土路面狀態(tài)檢查和評(píng)定,在不損害原有路面的情況下,達(dá)到迅速、精確判定路面病害情況和病害位置,綜上,GPR 反射技術(shù)是瀝青路面典型病害無損檢測的有效手段。