公路路基工程的試驗(yàn)檢測(cè)方法

王孫喆

南通市順通公路交通工程檢測(cè)有限公司 江蘇 南通 226001

公路路基工程是公路建設(shè)的重要組成部分，它承載著整個(gè)道路系統(tǒng)的荷載。在路基工程的施工過(guò)程中，試驗(yàn)檢測(cè)方法起著重要的作用。試驗(yàn)檢測(cè)方法可以幫助工程師評(píng)估路基工程的質(zhì)量。公路路基工程的質(zhì)量直接影響著公路的使用壽命和安全性。通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，可以測(cè)量和評(píng)估路基工程的各項(xiàng)指標(biāo)，如路基土的承載力、密實(shí)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(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)。

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(xiàn)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(guò)度使用或不當(dāng)修復(fù)等原因造成的?？硬鄄『Σ粌H給駕駛員帶來(lái)不適，還會(huì)導(dǎo)致車輛操控困難和行駛不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)交通事故。

1.2 水損害

水損害是由水分對(duì)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(fā)生在降雨量大、排水系統(tǒng)不暢的地區(qū)，會(huì)導(dǎo)致路面積水和車輛打滑。凍脹是因?yàn)樗跍囟认陆禃r(shí)凍結(jié)膨脹，導(dǎo)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(zhǎng)時(shí)間積水可能引發(fā)路面軟化和斷裂。水解是指水分與某些路面材料（如柏油）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致路面失去結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

1.3 路面裂縫

路面裂縫是指公路路面出現(xiàn)的裂紋和斷裂現(xiàn)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(yán)重影響了路面的平整度和強(qiáng)度，給駕駛員帶來(lái)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(guò)路面設(shè)計(jì)容量的情況。它通常發(fā)生在高峰時(shí)段或交通瓶頸區(qū)域，給交通參與者帶來(lái)了長(zhǎng)時(shí)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(fēng)險(xiǎn)，對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都造成了負(fù)面影響。

2 公路路基工程的試驗(yàn)檢測(cè)的重要性

公路路基工程的試驗(yàn)檢測(cè)是確保公路工程質(zhì)量和安全性的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)路基結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)和工程質(zhì)量的檢測(cè)，可以評(píng)估和驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)、施工工藝以及工程材料的合理性，為工程建設(shè)和養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

公路路基作為交通基礎(chǔ)設(shè)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(yàn)檢測(cè)是不可或缺的過(guò)程。通過(guò)地基系數(shù)、含水率、彎沉等試驗(yàn)檢測(cè)，可以評(píng)估路基土壤的承載能力、穩(wěn)定性和變形特性，提高工程的質(zhì)量。

試驗(yàn)檢測(cè)為設(shè)計(jì)和施工提供了科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，工程師可以了解路基土壤的特性和工程環(huán)境的變化，合理調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案，可以提高路基的承載能力、延長(zhǎng)使用壽命，降低工程成本。

通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，可以對(duì)路基結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。合適的檢測(cè)方法可以發(fā)現(xiàn)潛在的問題和隱患，如土壤不均勻性、地下障礙物等。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決這些問題，有助于降低交通事故和工程事故的風(fēng)險(xiǎn)，提高公路的安全保障水平。

3 公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)的方法

3.1 壓實(shí)度

公路路基工程中，試驗(yàn)檢測(cè)路基的壓實(shí)度是確保路基工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。壓實(shí)度試驗(yàn)主要通過(guò)測(cè)量路基的密度和相對(duì)密度來(lái)評(píng)估路基的壓實(shí)程度。壓實(shí)度試驗(yàn)通常使用密實(shí)度和相對(duì)密度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)估路基的壓實(shí)程度。

密實(shí)度是指路基顆粒間氣隙的減少程度，是指示路基是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要指標(biāo)。密實(shí)度試驗(yàn)通常采用剖面試驗(yàn)法或原位試驗(yàn)法來(lái)進(jìn)行。第一，剖面試驗(yàn)法：通過(guò)采集路基橫斷面樣品并測(cè)量其濕重和容重，計(jì)算得到路基的密實(shí)度。這種方法適用于對(duì)路基剖面進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，可以提供路基不同深度的密實(shí)度信息。第二，通過(guò)在路基中鉆取樣品并測(cè)量樣品的濕重和容重，計(jì)算得到路基的密實(shí)度。這種方法適用于對(duì)路基全面的密實(shí)度檢測(cè)，可以提供路基整體的密實(shí)度信息[2]。

相對(duì)密度是指路基顆粒排列的緊密程度，是反映路基材料質(zhì)量的指標(biāo)。相對(duì)密度試驗(yàn)通常使用振動(dòng)法或重錘法來(lái)進(jìn)行。第一，通過(guò)在路基中插入振動(dòng)棒（也稱為振密錘）進(jìn)行振動(dòng)，以提高路基顆粒間的密實(shí)度。通過(guò)測(cè)量振動(dòng)前后樣品的容重差別，計(jì)算得到路基的相對(duì)密度。這種方法適用于對(duì)路基材料的相對(duì)密度進(jìn)行快速檢測(cè)，適用于路基材料顆粒較細(xì)的情況。第二，通過(guò)使用重錘或重錘振動(dòng)車輛對(duì)路基進(jìn)行打擊，以提高路基顆粒間的密實(shí)度[3]。通過(guò)測(cè)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(jì)算得到路基的相對(duì)密度。這種方法適用于對(duì)路基材料的相對(duì)密度進(jìn)行較準(zhǔn)確的檢測(cè)，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(yàn)檢測(cè)壓實(shí)度的主要方法。通過(guò)這些試驗(yàn)可以評(píng)估路基的壓實(shí)程度，幫助工程人員判斷路基是否滿足設(shè)計(jì)要求，及時(shí)調(diào)整施工方法或進(jìn)行補(bǔ)充工程，確保公路工程的安全和可靠。在進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和方法進(jìn)行，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理解釋和判斷，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2 路基彎沉

公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)路基彎沉是為了評(píng)估路基變形和沉降情況，從而確定路基的穩(wěn)定性和安全性。公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)路基彎沉的常見方法：第一，光纖光柵傳感器是一種能夠?qū)崟r(shí)、連續(xù)地檢測(cè)路基變形和沉降的高精度傳感器。該方法通過(guò)在路基中埋設(shè)光纖電纜，并通過(guò)光纖光柵傳感器測(cè)量光纖上的應(yīng)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(wěn)定性和快速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，適用于長(zhǎng)期和實(shí)時(shí)的彎沉監(jiān)測(cè)。第二，沉降觀測(cè)點(diǎn)法是在路基上設(shè)置一系列觀測(cè)點(diǎn)，在不同的位置和深度安裝沉降標(biāo)尺或沉降管。這些觀測(cè)點(diǎn)用于監(jiān)測(cè)路基的垂直沉降，通過(guò)定期測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)上標(biāo)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(jiān)測(cè)[4]。第三，測(cè)斜儀法是通過(guò)在路基上安裝測(cè)斜儀來(lái)測(cè)量路基的側(cè)向位移和變形情況。測(cè)斜儀通常由一個(gè)支架和一個(gè)測(cè)量元件組成，通過(guò)測(cè)量支架和測(cè)量元件之間的角度變化，可以獲得路基的側(cè)向位移。這種方法適用于小范圍和側(cè)向彎沉的監(jiān)測(cè)。第四，靜力觸探測(cè)試法是通過(guò)在路基上進(jìn)行靜力觸探測(cè)試，以了解路基的土層性質(zhì)和承載能力。這種方法通常通過(guò)在路基上鉆取孔洞，并在孔洞中插入靜力觸探桿來(lái)進(jìn)行。觸探桿通過(guò)施加垂直和水平負(fù)荷，測(cè)量路基土層的抗力和變形情況，從而評(píng)估路基的彎沉情況。

在進(jìn)行路基彎沉試驗(yàn)時(shí)，需要根據(jù)具體情況選擇合適的方法和設(shè)備，并按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。試驗(yàn)過(guò)程要注意確保測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性，以及數(shù)據(jù)的一致性和可比性。同時(shí)，還應(yīng)定期進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析，以監(jiān)測(cè)和評(píng)估路基的彎沉變化，并及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)和加固，以確保公路路基的安全和可靠性[5]。

3.3 地基系數(shù)

在公路路基工程中，試驗(yàn)檢測(cè)地基系數(shù)是為了評(píng)估地基的承載能力和穩(wěn)定性，從而確定路基設(shè)計(jì)和加固方案的重要步驟。地基系數(shù)是指地基土壤的力學(xué)參數(shù)，包括側(cè)向土壓力系數(shù)、水平土壓力系數(shù)和區(qū)域安全系數(shù)等。

公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)地基系數(shù)的常見方法和步驟：第一，動(dòng)力觸探法是一種常用的地基試驗(yàn)方法，通過(guò)在地基中插入動(dòng)力觸探鉆頭并以動(dòng)力方式推進(jìn)，觸探鉆桿在推進(jìn)過(guò)程中所受的阻力和擊擊數(shù)可用于評(píng)估地基的承載力和地基系數(shù)。觸探數(shù)據(jù)通常使用標(biāo)準(zhǔn)錘擊下的貫入擊數(shù)來(lái)表示，根據(jù)地層的不同可計(jì)算得出側(cè)向土壓力系數(shù)和水平土壓力系數(shù)等地基參數(shù)[6]。第二，擴(kuò)孔靜力觸探法是一種通過(guò)推進(jìn)擴(kuò)孔鉆桿來(lái)進(jìn)行地基試驗(yàn)的方法。在測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)在擴(kuò)孔鉆桿的頂部施加靜載并測(cè)量鉆桿下端的沉降和側(cè)壁的摩阻力，可以評(píng)估地基土壤的承載能力和地基系數(shù)。這種方法適用于較深或復(fù)雜的地基。第三，軸力板載荷試驗(yàn)法是一種直接加載地基的方法。通過(guò)在地基表面放置一個(gè)直徑較大的軸力板，并施加逐漸增加的靜載荷，測(cè)量荷載和沉降的關(guān)系，從而評(píng)估地基的承載能力和地基系數(shù)。這種方法適用于評(píng)估較大承載力或特殊地基條件的地基。第四，土工試驗(yàn)法是通過(guò)對(duì)從地基中取得的土壤樣本進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)來(lái)確定地基系數(shù)。常用的土工試驗(yàn)包括三軸剪切試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)可以提供土壤的力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而評(píng)估地基的承載能力和地基系數(shù)。

在進(jìn)行地基系數(shù)試驗(yàn)時(shí)，需要根據(jù)地基的特點(diǎn)和問題選擇合適的方法和設(shè)備。試驗(yàn)過(guò)程要注意確保試驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性，采集和處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)要精細(xì)和細(xì)致，以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.4 路基含水率

在公路路基工程中，試驗(yàn)檢測(cè)路基的含水率是為了評(píng)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(duì)路基的穩(wěn)定性和承載能力具有重要影響。

公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)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(cè)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(fā)，直到土壤樣品的重量不再變化。最后，根據(jù)初始濕重和干重的差異，計(jì)算得出土壤的含水率。第二，高頻復(fù)合電容法是一種非破壞性的含水率檢測(cè)方法。該方法通過(guò)測(cè)量土壤中電容的變化來(lái)間接評(píng)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(chǎng)引入土壤中并測(cè)量土壤的介電常數(shù)。通過(guò)校準(zhǔn)和轉(zhuǎn)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(cè)，并具有快速、便捷的優(yōu)點(diǎn)。第三，液限法和塑限法是用于確定土壤塑性指數(shù)和液性指數(shù)的方法，可以間接評(píng)估土壤的含水率。這些指數(shù)是由土壤的粘性和塑性特性決定的[7]。通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行液限試驗(yàn)和塑限試驗(yàn)，并測(cè)量土壤的含水量和相關(guān)指標(biāo)，可以計(jì)算得出土壤的含水率。第四，微波干燥法是一種快速測(cè)定土壤含水率的方法。該方法通過(guò)在微波輻射下迅速將土壤中的水分蒸發(fā)，然后測(cè)量土壤的重量變化，以計(jì)算含水率。這種方法適用于大批量土壤樣品的含水率測(cè)定，并具有快速、準(zhǔn)確和非破壞性的優(yōu)點(diǎn)。

在進(jìn)行路基含水率的試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方法和設(shè)備，并按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。試驗(yàn)過(guò)程中需注意保持樣品的代表性和一致性，確保試驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，也需要注意測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性，以確保路基設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

3.5 雷達(dá)波

在公路路基工程中，試驗(yàn)檢測(cè)雷達(dá)波是為了評(píng)估路基結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)的重要方法之一。雷達(dá)波探測(cè)技術(shù)使用雷達(dá)設(shè)備向地下發(fā)射電磁波，并通過(guò)接收回波信號(hào)來(lái)獲取地下結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)的信息。

公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)雷達(dá)波的常見方法和步驟：第一，雷達(dá)成像是一種常用的檢測(cè)路基結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)的方法。通過(guò)使用地震雷達(dá)系統(tǒng)，將雷達(dá)波以一定的頻率和波長(zhǎng)發(fā)送到地下，然后接收和記錄由不同介質(zhì)（如土壤層、石頭或混凝土）引起的反射回波。利用這些回波數(shù)據(jù)，可以生成地下結(jié)構(gòu)的圖像，從而提供路基結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)的信息。這種方法適用于對(duì)路基下的地層結(jié)構(gòu)、水分含量和巖石分布等進(jìn)行快速和非侵入性的評(píng)估。第二，負(fù)相關(guān)法是一種利用雷達(dá)波進(jìn)行路基檢測(cè)的方法。該方法利用地震雷達(dá)設(shè)備發(fā)送的雷達(dá)波和接收到的回波信號(hào)之間的波形對(duì)比來(lái)分析路基結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)的變化。通過(guò)觀察回波信號(hào)的反向關(guān)系，可以推斷出地下結(jié)構(gòu)的特征，如路面厚度、土層厚度和土壤密實(shí)度等。第三，多頻段雷達(dá)是一種使用不同頻率的雷達(dá)波進(jìn)行多角度探測(cè)的方法。通過(guò)不同頻率的雷達(dá)波與地下介質(zhì)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(dá)可以提供更詳細(xì)的地下結(jié)構(gòu)和土壤性質(zhì)，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(dá)設(shè)備進(jìn)行連續(xù)掃描的方法，以獲取更全面的地下結(jié)構(gòu)信息。將雷達(dá)設(shè)備沿著路基表面進(jìn)行掃描，記錄不同位置的雷達(dá)波回波信號(hào)。通過(guò)分析這些信號(hào)，可以獲得地下的連續(xù)剖面，幫助評(píng)估路基結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和土壤特征的變化。

在進(jìn)行雷達(dá)波的試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，需要根據(jù)具體情況選擇合適的雷達(dá)設(shè)備和方法，并按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。試驗(yàn)過(guò)程需要注意設(shè)備設(shè)置的準(zhǔn)確性和可靠性，采集和處理數(shù)據(jù)需要精細(xì)和細(xì)致，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，也需要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行路基設(shè)計(jì)和施工方案的優(yōu)化和調(diào)整，以確保公路路基的安全和可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

公路路基工程試驗(yàn)檢測(cè)是確保路基質(zhì)量和工程安全的重要環(huán)節(jié)。它通過(guò)對(duì)路基結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)和工程質(zhì)量的檢測(cè)，為工程設(shè)計(jì)和施工提供科學(xué)依據(jù)。試驗(yàn)檢測(cè)方法可以幫助工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。在路基工程中，常常會(huì)遇到土質(zhì)條件復(fù)雜、地質(zhì)情況不穩(wěn)定等問題。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，可以及時(shí)獲取施工過(guò)程中的數(shù)據(jù)，如沉降、變形等，發(fā)現(xiàn)問題隱患。及時(shí)采取措施，解決問題，可以避免工程質(zhì)量事故的發(fā)生，保證公路的安全性。