
在道路結構體系中,自上而下依次是面層(厚度約15厘米)、基層(厚度約30厘米)、墊層(厚度約25厘米)以及路基。公路路基會(huì )因多種因素而出現問(wèn)題,比如人類(lèi)的地下作業(yè)活動(dòng),像采礦、開(kāi)挖地鐵等;路基下方存在不良地質(zhì)構造、地質(zhì)病害;地基土較為軟弱;回填土壓實(shí)度欠佳;承載力不足;地下管線(xiàn)發(fā)生滲漏;地下水入侵等。這些因素會(huì )致使路基土質(zhì)疏松,地層產(chǎn)生過(guò)量沉降,進(jìn)而逐步形成脫空、空洞以及裂縫等路基病害。而公路路面在車(chē)輛荷載的反復作用之下,也會(huì )慢慢受損,出現開(kāi)裂、翻漿現象,嚴重時(shí)甚至會(huì )因失穩而坍塌、沉陷。正因如此,道路路基質(zhì)量檢測愈發(fā)受到建設方、監理方以及設計人員的高度關(guān)注。
過(guò)去,探測道路路基病害主要采用鉆孔或開(kāi)挖的方式,也就是在路面鉆孔取芯來(lái)探測。這種方法最大的優(yōu)勢在于直觀(guān),但缺點(diǎn)同樣突出:其一,會(huì )對路面造成一定程度的破壞;其二,只能通過(guò)個(gè)別點(diǎn)位來(lái)推斷整體情況,檢測精度不高,難以精準確定病害的形態(tài)與分布范圍,無(wú)法全面評估路基質(zhì)量;其三,檢測速度緩慢,周期漫長(cháng),既耗費時(shí)間又消耗人力。
與之相比,運用探地雷達技術(shù)來(lái)探測道路路基病害,具有傳統方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)。例如,探地雷達不會(huì )對路面造成破壞;擁有極高的分辨率,檢測質(zhì)量可靠;能夠快速移動(dòng)、快速采樣并且實(shí)時(shí)顯示,工作效率大幅提升。
自20世紀90年代中期起,國內外的工程技術(shù)人員便在利用探地雷達技術(shù)進(jìn)行道路路基質(zhì)量檢測方面展開(kāi)了一系列研究與探索,包括瀝青層厚度檢測、公路基層和路基質(zhì)量檢測以及路基病害(諸如路基下沉、翻漿、孔洞、軟弱體、裂縫等)檢測等多個(gè)領(lǐng)域。近些年來(lái),我們借助探地雷達技術(shù),針對道路路基病害探測開(kāi)展了諸多研究與實(shí)踐工作,收獲了頗為理想的檢測成果。
在道路路基病害檢測過(guò)程中,探地雷達一般會(huì )使用100至900MHz的屏蔽天線(xiàn)。然而,當需要探測埋深較大(超過(guò)20米)的溶洞或者地下采空區時(shí),通常會(huì )選用十幾至幾十MHz的棍狀組合天線(xiàn)(MLF)。雷達測線(xiàn)的布設一般沿著(zhù)公路路面進(jìn)行,線(xiàn)距和點(diǎn)距需依據工程性質(zhì)以及探測對象的幾何形態(tài)來(lái)確定。在實(shí)際探測時(shí),要依據現場(chǎng)測試信號的質(zhì)量,合理選擇時(shí)窗、增益大小以及疊加次數,以此消除各類(lèi)電磁干擾,從而獲取更為理想的測試效果。
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