1、現代公路試驗檢測方法原理及應用 一、大路工程實驗檢測概述 大路工程實驗檢測工作是大路工程施工技術管理中的一個重要組成部分，同時也是大路工程施工質量控制和竣工驗收評定工作中不行缺少的一個主要環節。通過實驗檢測能充分地利用當地原材料，能快速推廣應用新材料、新技術和新工藝；能用定量的方法科學地評定各種材料和構件的質量；能合理地控制并科學地評定工程質量。因此，工程實驗檢測工作對于提高工程質量、加快工程進度、降低工程造價、推進大路工程施工技術長進，將起到極為重要的作用。 大路工程實驗檢測技術是一門正在進展的新興學科，它融實驗檢測基本原理和測試操作技能及大路工程相關學科基礎學問于一體，是工程設計參數、施工

2、質量控制、施工驗收評定、養護管理決策及各種技術規范和規程修訂的主要依據。作為大路工程實驗檢測工作的一個組成部分，路基路面現場實驗檢測技術已經被廣范應用于大路改擴建工程，其檢測結果對于合理決定改擴建方案，削減改擴建工程成本都起到舉足輕重的作用。 二、探達檢測方法的原理及應用 （一）探達檢測方法的原理 雷達檢測技術實質上是一種特高頻電磁波放射與采納技術，它與地震波不同，地震波是在錘擊或小量引爆狀況下產生的一種振動輻射波，一般具有低頻性質，而雷達波由自身激振產生，直接向路基路面中放射射頻電磁波，通過波的反射與接收獲得路基路面的采樣信號，再經過硬件與軟件及圖文顯示系統，得到檢測結果。從地球物理觀點看，

3、路基路面的結構類型可視為典型的水平層狀介質模型，鑒于路基路面構筑材料、構筑方法的差異，使其存在著各種物性（電性、密度、彈性波或電磁波傳揚速度和吸收等）差異，同時因為是人工構筑比自然的水平層狀地層要勻稱單一，因此為應用地球物理方法舉行無損檢測供應了物理前提和有利條件。同時，路基路面檢測是一種超淺層至淺層的探測，要求檢測方法精度高，辨別率高，信噪比高，能在自然和人文強干擾下適應工作，輕便高效。 探達是利用高頻電磁脈沖波以寬頻帶短脈沖形式由放射天線送入地下，該雷達脈沖在地下傳揚過程中，碰到不同電性介質交界面時，部分雷達波的能量被反射回地面，被接收天線接收。探達探測的是來自地下介質交界面的反射波，記錄

4、的每一雷達數據n（t）可看成是雷達脈沖子波b（t）與反射波系數序列R（t）的褶積。子波b（t）取決于所使用的雷達系統，而R（t）則包含了地下介質的信息。探達通過記錄反射波到達地面的時光t和反射波的波幅來研究地下介質的分布。在用探達對道路結構舉行檢測時，倘若道路的局部地段受到破壞，則介質的電性將發生變化，從而導致雷達波反射信號的雙程旅行時、振幅及頻譜特征發生顯然變化，按照這些變化特征，就可以推想路面下基層、路基等的情況，達到檢測目的。 （二）探達檢測方法的應用 例如，某高速大路擴建需對現有路況舉行檢測，為制定擴建對策供應依據，而在已通車運行的高速大路上舉行檢測不能中斷現有交通、檢測路線長、檢測時

5、光有限。如何對原有高速大路的路基路面結構情況舉行迅速精確的現場檢測，是一個值得深化探討的問題。該檢測工作使用瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探達，信號采集、數據處理采用專用的Ground Vision和Reflexw軟件系統： 1天線：選用瑞典RAMAC 800MHz屏蔽天線。屏蔽天線特殊適宜于城市及有干擾背景（如高壓線，車等）的地方，800MHz屏蔽天線主要用于隧道、路面等淺層高辨別率探測，抱負測深為1.5m。 2主機：采用通用型主機（CUII），該主機用采集軟件Ground Vision（Windows2000/XP中文系統）舉行操作，它通過并口用ECP方式傳輸資料，因此傳輸速度

6、很快。CUII可與RAMAC/GPR的全部天線兼容，并可升級成多道系統（4道系統MC4及16道系統MC16，升級時只需將MC4或MC16模塊從外部銜接并固定即可）。 3信號采集軟件：Ground Vision是RAMAC/GPR雷達單道或多道系統的數據采集軟件，它可以用UII，X3M或X3M CORDER等主機來采集數據。該軟件有十分簡單使用的用戶界面，以做文件管理，打印和其他工作。每一個采集的數據和設置都保存在文件中，可對采集數據舉行濾波。GROUND VISION軟件支持GPS或多種標記。全部雷達數據都以打印或用其它軟件做后處理。 4數據處理軟件：Reflexw雷達數據處理及解釋軟件包為模

7、塊式組合，包括二維數據分析及解釋、維數據分析及解釋，三維立體顯示，正演，層析成像，CMP數據處理，孔中數據處及解釋等模塊，在歐洲它是權威性的雷達數據處理軟件。此次檢測可以掃描得到清楚的雷達剖面圖，在圖中可以比較清晰直觀的辨別出路面面層的厚度情況。 三、旁壓實驗檢測方法的原理及應用 （一）旁壓實驗檢測方法的原理 旁壓實驗PMT（pressure meter test）又稱橫壓實驗，是工程地質勘察中原位測試方法的一種，旁壓實驗是將圓柱形旁壓器豎直放在土中，利用旁壓器的擴張，對四周土體施加勻稱壓力，測量壓力和徑向變形之間的關系，即可得地基土在水平方向上的應力應變關系。旁壓儀分：預鉆式旁壓儀（PB-P

8、MT）、自鉆式旁壓儀（SB-PMT）、壓入式旁壓儀（PI-PMT）。壓入式旁壓儀包括圓錐壓入式旁壓儀和圓筒壓入式旁壓儀，不同旁壓儀的差異在于將旁壓器設置在土中的方法是不同的。 1預鉆式旁壓實驗是預先在巖土中鉆一符合要求的豎向鉆孔，然后將旁壓器放入孔內實驗標高處舉行實驗。它對于不易成孔或易縮孔的土層是不適用的。 2自鉆式旁壓實驗是將旁壓器（下端為環形刃具，內有旋轉切削鉆頭）以靜壓方式一邊壓入土中，一邊利用鉆頭破裂進入刃具的土，用泥漿將碎土循環沖到地面。用自鉆式旁壓儀的自鉆功能，鉆進到預定實驗位置后，舉行旁壓實驗。自鉆式旁壓儀的旁壓器直接與土接觸，旁壓器四周的土體不如預鉆式那樣經過應力釋放，故對四

9、周土的應力情況，基本保持原位的應力狀態，這是其優點。但其操作復雜，對含碎石的土層是不適用的。 3壓入式旁壓實驗中的圓錐壓入式旁壓儀可利用靜力觸探設備以靜壓方式壓入土中，壓到一定實驗深度舉行旁壓實驗，因為壓入過程有擠土作用，與擠土樁機理相像，圓筒壓入式旁壓儀是在孔底以靜壓方式壓入土中一定深度舉行旁壓實驗。它與自鉆式旁壓儀一樣，對四周土體的擾動相對較小，而操作技術比自鉆式旁壓儀容易，壓入式旁壓儀對一般粘性土、粉土和軟土均適用，對于硬粘土或密實土不易壓入時，也可在孔底先鉆一個直徑比旁壓器小些的鉆孔。 （二）旁壓實驗檢測方法的應用 旁壓實驗前，最好先舉行靜力觸探，初選貫入阻力勻稱、厚度不小于1m的層位

10、做旁壓實驗，實驗最小深度、繼續實驗層位間距、取土鉆孔或其它原位測試與旁壓實驗孔間的水平距離，均不宜小于1m。對于預鉆式旁壓實驗，成孔質量極為重要，要盡可能減小孔壁的擾動，即使不大的擾動帶，也會顯著影響實驗結果?？妆诘臄_動包括：鉆具對孔壁的擾動、塌孔、循環液的沖蝕和孔壁土的軟化，不同的土層條件，它們的擾動影響是不同的。針對詳細土層條件，應抉擇合適的鉆進成孔工藝，孔深不大的、土層軟的可以手動勺鉆，孔深大的，或遇軟巖和風化巖，可用回轉鉆進成孔。對可塑-硬塑粘性土，可用環刀成孔器；對軟塑-流塑軟土，可用提土器成孔，成孔直徑比旁壓器外徑大28mm為宜，強度高的土孔徑宜小，孔形要圓整，孔壁要垂直，應盡量減

11、輕對孔壁土體的擾動，庇護孔壁土體的含水量，成孔深度一般應比實驗深度大50cm，對孔壁穩定性差的或有縮孔的土層，宜采用泥漿護壁，成孔后實驗應盡快舉行，盡可能縮短間隔時光，一般不宜超過15min。 現場實驗步驟如下： 1先向水箱注滿蒸餾水或整潔的冷開水，然后將旁壓器直立于地面，打開水箱至測管和輔管管路上的全部閥門，并按逆時針方向擰松調壓閥，向水箱稍加壓力，加快注水速度，同時不停地拍打尼龍管束和搖晃旁壓器，以便排解旁壓器和管中滯留的氣泡，當測管內的水位達到或稍高于零位時，關閉注水閥和測量腔注水閥，終止注水。 2將旁壓器垂直舉起，使測量腔中點與測管零刻度齊平，把水位調至零位，并立刻關閉測管閥和輔管閥，然后將旁壓器放入鉆孔預定測試深度。 3打開測管閥和輔管閥，此時旁壓器內產生靜水壓力Pw