高速公路路基材料非破壞性檢測技術(shù)研究

摘要 為探索高速公路路基材料非破壞性檢測技術(shù)，文章以貴州某段高速公路連續(xù)彎道路段為例，深入探索了聲波檢測、電阻率測定、地面雷達(dá)、定期檢測等不同非破壞性檢測技術(shù)的實測過程與效果。對比分析了不同技術(shù)的優(yōu)缺點，在實際應(yīng)用中，為了確保路基工程的安全性和穩(wěn)定性，可以根據(jù)路段的地質(zhì)特征、工程需求和經(jīng)濟(jì)成本等因素，靈活選擇合適的檢測技術(shù)和方案?？紤]每種檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，建議工程實測可以采用綜合性的非破壞性檢測方案。

關(guān)鍵詞 非破壞性檢測技術(shù)；高速公路；力學(xué)性能；綜合檢測

中圖分類號 U415 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）23-0106-03

0 引言

隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，高速公路作為連接城市與地區(qū)的重要紐帶，其安全性和穩(wěn)定性越來越受到人們的關(guān)注[1]。作為高速公路重要組成部分的路基，其材料力學(xué)性能的好壞直接關(guān)系到路面的使用壽命和行車安全。因此，對高速公路路基材料力學(xué)性能的檢測至關(guān)重要[2]。該文以貴州某段高速公路連續(xù)彎道路段為例，探討非破壞性檢測技術(shù)在路基材料力學(xué)性能檢測中的應(yīng)用。

1 工程概況

貴州某段高速公路是加強(qiáng)貴州西部地區(qū)南北向的關(guān)鍵交通通道，該高速公路穿越多個地形復(fù)雜、氣候多變的地區(qū)，其中一段較長連續(xù)彎道路面因其獨特的地形條件和設(shè)計特點，對路基材料的力學(xué)性能提出了極高的要求[3]。在工程特點上，此連續(xù)彎道路段穿越山地、河谷等地形，地勢起伏大，對路基的穩(wěn)定性和承載能力提出了更高要求。同時，該地區(qū)氣候差異明顯，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，這對路基材料的耐久性和抗老化性能同樣提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而連續(xù)彎道路面的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求更高，尤其需要保證在高速行駛和頻繁交通流下的穩(wěn)定性和安全性。該連續(xù)彎道路面工程主要包括路基設(shè)計、材料選擇、施工工藝、質(zhì)量檢測等方面。其中，路基材料力學(xué)性能的非破壞性檢測是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一[4]。由于連續(xù)彎道路面的特殊性和復(fù)雜性，傳統(tǒng)的破壞性檢測方法難以滿足頻繁的質(zhì)量檢測和實時監(jiān)測的需求。因此，引入非破壞性檢測技術(shù)成為解決這一技術(shù)難題的有效途徑。

2 路基材料力學(xué)性能的非破壞性檢測設(shè)計及試驗

針對西部某S11高速公路連續(xù)彎道路段的復(fù)雜地質(zhì)條件和工程要求，設(shè)計了如表1所示非破壞性檢測方案：

（1）選擇合適的檢測技術(shù)。綜合考慮地質(zhì)條件和工程特點，選擇適用于路基材料的非破壞性檢測技術(shù)，如聲波檢測、電阻率測定、地面雷達(dá)、定期檢測等。

（2）確定檢測位置。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果和工程需求，確定路基材料力學(xué)性能檢測的位置，包括不同地層和地形條件下的代表性區(qū)域。

（3）制定檢測方案。如表２所示，設(shè)計具體的檢測方案，包括檢測參數(shù)、采樣間距、檢測深度等，確保對路基材料的力學(xué)性能進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的評估。同時，考慮連續(xù)彎道路段的特殊性，結(jié)合實際施工和使用情況，合理安排檢測時間和頻率，確保檢測結(jié)果能夠及時反映路基材料的變化和性能。

3 試驗效果分析

3.1 聲波檢測

針對A、B區(qū)域的聲波檢測數(shù)據(jù)如下表2所示：

區(qū)域A的聲波檢測數(shù)據(jù)顯示，采樣點間距較小且采樣密度高，聲波傳播時間的變化較為平滑。具體來說，A1至A5采樣點的聲波傳播時間分別為10.2 ms、11.5 ms、10.8 ms、10.6 ms和11.2 ms。數(shù)據(jù)表明：在區(qū)域A內(nèi)，聲波傳播時間的變化趨勢較為一致，呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定的特征。這反映了區(qū)域A內(nèi)路基材料的均勻性和一致性較高，聲波在其內(nèi)部傳播的受阻和變化較少。相比之下，在區(qū)域B的聲波檢測數(shù)據(jù)表現(xiàn)出一定的不規(guī)則性。B1至B5采樣點的聲波傳播時間分別為9.8 ms、10.9 ms、9.5 ms、10.3 ms和10.7 ms。這些數(shù)據(jù)顯示了聲波傳播時間的變化相對不連續(xù)，存在一定的波動和不確定性?？赡苁艿絽^(qū)域B內(nèi)地質(zhì)條件的影響，例如地下結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、地質(zhì)構(gòu)造的變化等因素都可能導(dǎo)致聲波傳播的不規(guī)則性。進(jìn)一步分析聲波檢測數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)在不同地質(zhì)條件下聲波傳播的特點有所不同。在地質(zhì)條件較為均勻、一致的區(qū)域，聲波傳播時間呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定的趨勢；而在地質(zhì)條件復(fù)雜、多變的區(qū)域，聲波傳播時間可能會呈現(xiàn)出較大的波動和不確定性。

3.2 電阻率測定

針對C、D區(qū)域的電阻率測定數(shù)據(jù)如下表3所示：

（1）電阻率差異。區(qū)域C的電阻率平均值為

198 Ω·m，而區(qū)域D的平均值為150 Ω·m。可以看出，區(qū)域C的電阻率明顯高于區(qū)域D，表明區(qū)域C可能具有較好的地質(zhì)穩(wěn)定性。

（2）電阻率與地質(zhì)特征關(guān)系。在地質(zhì)穩(wěn)定區(qū)域（區(qū)域C），電阻率相對較高，這可能表示地下水分布較為穩(wěn)定，地質(zhì)條件相對較好。在存在斷裂帶區(qū)域（區(qū)域D），電阻率相對較低，可能受到地下水動態(tài)影響，地質(zhì)條件相對較差。

（3）采樣點分布對電阻率的影響。采樣點分布密集的區(qū)域C，電阻率數(shù)據(jù)變化相對平緩，表明地質(zhì)條件較為一致。在區(qū)域D，采樣點分布相對稀疏，電阻率數(shù)據(jù)變化較大，可能存在地下結(jié)構(gòu)不均勻的情況。

（4）電阻率數(shù)據(jù)與水文地質(zhì)關(guān)系。低電阻率值可能暗示著地下水位較高或者存在水分較多的地層。結(jié)合實際情況，低電阻率值的區(qū)域可能存在較高的地下水位，需要注意路基工程的設(shè)計和施工。

通過對電阻率測定數(shù)據(jù)的分析，可以初步了解不同地質(zhì)條件下地下水分布情況，并為后續(xù)的路基工程提供參考。

3.3 地面雷達(dá)探測

針對E、F區(qū)域的地面雷達(dá)探測數(shù)據(jù)如下表4所示：

（1）地下結(jié)構(gòu)差異。區(qū)域E的地下結(jié)構(gòu)相對簡單，多數(shù)采樣點未發(fā)現(xiàn)異常，但存在地下裂縫和障礙物。區(qū)域F的地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，存在潛在滑坡風(fēng)險、泥石流風(fēng)險以及斷裂帶等異常情況。

（2）地下結(jié)構(gòu)與地質(zhì)特征關(guān)系。在道路上（區(qū)域E），地下結(jié)構(gòu)異?？赡芘c路基工程或地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)，需要注意路基的穩(wěn)定性。在山地區(qū)域（區(qū)域F），地下結(jié)構(gòu)異?？赡苁艿降匦魏偷刭|(zhì)條件的影響，需要加強(qiáng)對潛在滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的防范。

（3）采樣點分布對地下結(jié)構(gòu)的影響。采樣點分布密集的區(qū)域E，地下結(jié)構(gòu)情況相對清晰，可以更準(zhǔn)確地評估路基的地質(zhì)情況。在山地區(qū)域F，采樣點分布相對稀疏，地下結(jié)構(gòu)異?？赡艽嬖谳^大的局部差異，需要更多的數(shù)據(jù)支持。

（4）地下結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)與工程安全的關(guān)系。地下裂縫、斷裂帶等異常結(jié)構(gòu)可能對路基工程穩(wěn)定性構(gòu)成潛在威脅，需要在設(shè)計和施工中加以考慮。潛在滑坡和泥石流風(fēng)險需要引起重視，可能需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，確保路段的安全通行。

通過對地面雷達(dá)探測數(shù)據(jù)的分析，可以更全面地了解路基下方的地質(zhì)情況，為路基工程的設(shè)計和施工提供科學(xué)依據(jù)，確保路段的安全運(yùn)行。

4 結(jié)論

根據(jù)前文的研究結(jié)果，對不同非破壞性檢測技術(shù)進(jìn)行對比，可以得出如下結(jié)論：

（1）考慮各種檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，建議采用綜合性的非破壞性檢測方法。通過結(jié)合聲波檢測、電阻率測定、地面雷達(dá)探測和定期監(jiān)測等技術(shù)，可以盡可能獲取更全面、準(zhǔn)確的路基材料力學(xué)性能信息。

（2）實時監(jiān)測不良地質(zhì)現(xiàn)象和提供長期數(shù)據(jù)支持是定期監(jiān)測的優(yōu)勢，但需要持續(xù)投入人力和物力。因此，在選擇監(jiān)測方案時，需權(quán)衡成本與收益，確保監(jiān)測的有效性和經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]袁曉娟.分析路橋試驗檢測中的常見問題及解決對策[J].交通科技與管理， 2024（3）：154-156.

[2]吳承.路橋工程試驗檢測現(xiàn)狀與提高檢測質(zhì)量的措施分析[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2023（33）：70-72.

[3]李裕良.雙幅連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)非破壞性檢測與加固技術(shù)研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展， 2023（8）：58-61.