探地雷达检测技术在半刚性沥青混凝土路面检测中的应用
2020-04-14
深圳高速工程顾问有限公司,广东 深圳 518040
由于修建的公路质量各有差异。再加上公路的寿命年限限制、日益增长的交通压力等原因,运营中的道路各种病害产生。路面层下部的病害肉眼不易检查,因而,采取新的手段,提前发现和查找公路内部病害是预防性养护的重要措施之一。
1 半刚性基层沥青路面结构层无损检测技术
半刚性路面基层具有承载能力高、荷载扩散能力强和整体板结性好的优点,但半刚性基层的抗疲劳能力很差。路面可能出现纵缝、横缝、网裂、龟裂等现象,路基就可能出现诸如沉陷、疏松等路基变形情况,局部还会存在路基开裂的现象。
目前,针对半刚性基层沥青路面结构层病害的无损检测技术主要包括:贝克曼梁或落锤式弯沉仪;以探地雷达(GPR)、瑞雷波和超声波等新检测技术在公路路面结构层无损检测中应用研究。
探地雷达公路检测技术存在以下问题尚待解决:
(1)不同路段道路内部结构组成结构存在偏差
(2)道路内部损害异常GPR 图像缺乏评判的标准
(3)无专门的GPR 公路路面检测标准
(4)GPR 信号处理水平低
2 GPR 在半刚性沥青路面结构病害检测适用范围
2.1 沥青路面损坏
造成沥青路面病害的原因主要是道路结构设计不妥当、个别施工单位质量把控不严、日益增加的车流量。目前沥青路面的病害大概有以下几种:纵横向裂缝、龟裂、网裂、翻浆、波浪、沉陷、隆起、泛油、脱皮、坑槽、磨损、松散、松散、车辙等。
2.2 适用范围
路面探地雷达无损检测技术适用于路面结构层内部病害检测,检测内容主要包括:路面结构层厚度,层间粘结不密实,基层破碎、松散、裂隙,层间富水、高含水等内部缺陷检测。
2.3 工作流程
路面探地雷达无损检测技术的主要工作流程:
(1)现场数据采集;
(2)探地雷达数据处理;
(3)探地雷达检测成果解释分析。
3 深圳某高速公路维护修缮工程雷达应用实例
3.1 工程案例
K1+960 至K2+010 段,长度为50m,见图1,该段上面层厚度5cm,中面层厚度6cm,下面层厚度6cm。
雷达成果图1 所示,上图明显可以看到在位于十七厘米附近的位置GPR 的信号强,出现了GPR 轴向的反射,同时这里的反射波变长,由此可以推断此处上下层连接不结实。但是不太去分辨上下层结合处的GPR 反射情况,由此可以推断该地方的状态可能是离析,达不到脱空的标准。
图1 下面层离析典型雷达成果图
从钻取的岩芯图2 所示,下、中、上各个层结合比较密实,成为一个共同受力体,然而在沥青层和基层交界处取芯碎裂,因而证明上述GPR 反射情况,沥青层和基层发生了离析。
图2 现场取芯
3.2 判断准则
造成沥青层和基层发生了离析的原因是小的碎粒以及粉状物。这些非憎水性物质含水量增大,在GPR 反射波型出现各种较强的不规律性,断裂性。
4 结语
由于检测材料介质复杂不一,使得探地雷达检测很大程度上需要操作和判读人员的经验,在检测方法和评判标准的建立上还不十分成熟。本文通过工程实践,对探地雷达沥青路面典型病害无损检测进行了研究:
(1)结合深圳某高速公路维护修缮工程,对雷达实测数据进行了分析整理,给出了综合识别沥青面层离析。为建立路面病害图像的判别标准提供了实践基础和理论依据。
(2)半刚性沥青混凝土路面离析在GPR 反射波表现出较强的规律和典型的特征。利用GPR 反射技术进行沥青混凝土路面状态检查和评定,在不损害原有路面的情况下,达到迅速、精确判定路面病害情况和病害位置,综上,GPR 反射技术是沥青路面典型病害无损检测的有效手段。