摘要：文章以科研項(xiàng)目路面基層注漿加固試驗(yàn)路為依托，采用3種無損檢測(cè)手段對(duì)注漿加固前后的基層進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，并取芯驗(yàn)證。結(jié)果表明：注漿前后，2D地質(zhì)雷達(dá)同軸圖像、高頻彈性波反射波法的主頻幅值和瞬態(tài)面波法的剪切波速度等的變化明顯，其中地質(zhì)雷達(dá)法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)路面注漿加固效果的定性描述，后兩者可作為半定量評(píng)價(jià)，而瞬態(tài)面波法的剪切波波速對(duì)路面結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況變化更敏感。

　　關(guān)鍵詞：無損檢測(cè);路面基層;注漿加固;質(zhì)量評(píng)價(jià)

　　0 引言

　　注漿是處治半剛性基層松散、脫空等病害的常用措施。探測(cè)注漿前后路面基層結(jié)構(gòu)的變化，真實(shí)客觀地評(píng)價(jià)注漿加固效果，對(duì)完善路面注漿補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)具有重要意義。

　　鉆芯是路面結(jié)構(gòu)層病害檢測(cè)的傳統(tǒng)手段，但是具有隨機(jī)性和代表性不足等局限性，而無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于路面隱性病害探測(cè)受到越來越多的關(guān)注。一些科研機(jī)構(gòu)先后利用探地雷達(dá)檢測(cè)路面基層病害，建立異常雷達(dá)圖像定性圖譜與路面結(jié)構(gòu)層可能存在的缺陷間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過傳統(tǒng)的方法進(jìn)行驗(yàn)證[1-2]。尹梓安對(duì)彈性波在路面材料中的傳播特性進(jìn)行模擬，基于模擬結(jié)果對(duì)路面壓實(shí)度、裂縫和厚度進(jìn)行分析，論證了彈性波在路面質(zhì)量檢測(cè)中的可能性[3]。

　　呂守航分析不同脫空狀態(tài)下彈性波的傳播規(guī)律及面波頻散曲線特征、確定路面基層脫空范圍，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路面基層脫空的定性識(shí)別和定量評(píng)價(jià)[4]。1983年美國Texas大學(xué)S Nazarian等[5]提出的Spectral Analysis of Surface Wave Method 簡稱SASW方法即瞬態(tài)面波法，用于確定土層和路面彈性模量。我國于20世紀(jì)80年代中期引入日本VIC公司研發(fā)的GR810穩(wěn)態(tài)面波勘探機(jī)，隨后瞬態(tài)面波檢測(cè)方法在我國得到快速發(fā)展[6]。1996年劉云禎[7]系統(tǒng)地闡述瞬態(tài)面波法的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。

　　李杰生[8]采用多道瞬態(tài)面波測(cè)試路基的頻散特性，通過反演路基的面波頻散特性來評(píng)價(jià)路基的力學(xué)性能。張獻(xiàn)民[9]根據(jù)路基加固處理前后，瞬態(tài)面波剪切波速的變化，反演路基剪切波速值，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基加固效果的評(píng)價(jià)。吳得勝等[10]利用瞬態(tài)面波法評(píng)價(jià)滬昆鐵路貴州段巖溶路基注漿加固效果。任新紅[11]研究南廣鐵路典型地質(zhì)斷面注漿前后瑞雷波波速傳播特征、地表質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特征及頻散曲線變化特征，對(duì)瞬態(tài)面波法注漿效果檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析。可見目前高頻彈性波法、瞬態(tài)面波法僅用于探測(cè)路基缺陷，且適用于探測(cè)缺陷尺寸較大的路基，尚未用于小尺寸缺陷或小尺寸嵌入物的路面檢測(cè)。

　　目前瀝青路面基層注漿加固施工驗(yàn)收時(shí)，一般采用取芯法觀察其完整性，檢測(cè)彎沉評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升情況[12-13]。雖然鉆芯法直觀，但數(shù)量終究有限且損害路面結(jié)構(gòu)，而彎沉檢測(cè)也屬于間接評(píng)價(jià)，因此基層注漿施工驗(yàn)收急需可連續(xù)檢測(cè)或可實(shí)施大量測(cè)點(diǎn)的無損檢測(cè)法。本研究以在役瀝青路面基層地聚合物注漿科研項(xiàng)目的試驗(yàn)路工程為依托，采用2D地質(zhì)雷達(dá)、極小偏移距高頻彈性波反射波法、瞬態(tài)面波法等3種無損檢測(cè)方法，進(jìn)行注漿前后檢測(cè)，對(duì)比檢測(cè)參數(shù)變化來評(píng)價(jià)注漿效果，并通過鉆芯、落錘式彎沉儀等常規(guī)檢測(cè)方法，分析驗(yàn)證3種無損檢測(cè)方法評(píng)價(jià)注漿處治效果的適用性。作為對(duì)比，同時(shí)檢測(cè)了與注漿段相鄰的未注漿段。本研究成果豐富了基層病害及注漿加固質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。

　　1 試驗(yàn)路概況

　　基層注漿加固試驗(yàn)路位于廣西百色至羅村口高速公路下行線K800～K801(2019年3月后，樁號(hào)改為K805～K806)，長1 000 m，路面結(jié)構(gòu)為15 cm瀝青混凝土+40 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+18 cm低劑量水泥(2%)級(jí)配碎石底基層+土基，其中，水穩(wěn)碎石基層分2層施工。試驗(yàn)路實(shí)施情況詳見文獻(xiàn)[14-15]。該高速公路于2006年1月建成通車，基層注漿試驗(yàn)路施工期為2018-11-27至2019-01-07。注漿目的是固結(jié)松散碎石和填充層底脫空。僅進(jìn)行行車道注漿，注漿孔縱向間距為1.2 m，橫向分別在左右輪跡帶、輪跡帶中間鉆孔3個(gè)。基層注漿施工前進(jìn)行鉆芯、FWD和病害調(diào)查檢測(cè)。19個(gè)鉆芯結(jié)果表明：大部分芯樣上下水穩(wěn)層層間、下水穩(wěn)層與級(jí)配碎石層層間存在松散夾層，F(xiàn)WD荷載中心彎沉較大，2016年10月罩面前原路面主要病害為橫向裂縫。注漿孔直徑為3.8 cm，深65 cm，水鉆，注漿孔進(jìn)入級(jí)配碎石底基層10 cm。注漿前FWD荷載中心代表彎沉為17.6(0.01 mm)，注漿8 d后為7.7(0.01 mm)，代表彎沉降低為注漿前的0.44倍。注漿后鉆芯發(fā)現(xiàn)松散碎石得以固結(jié)、層間脫空得以填充，基層整體密實(shí)度大幅提高[14-15]。注漿后漿體在有松散夾層的上下水穩(wěn)層之間凝結(jié)形成水泥石，上下水穩(wěn)層之間通過凝結(jié)的水泥石粘結(jié)成為一個(gè)整體，松散夾層得到有效固結(jié)，路面強(qiáng)度得到顯著提高。

　　2 地質(zhì)雷達(dá)法檢測(cè)

　　地質(zhì)雷達(dá)發(fā)射的電磁波在介電常數(shù)存在差異的兩種介質(zhì)界面上將會(huì)發(fā)生反射和透射現(xiàn)象。反射和透射現(xiàn)象符合反射定律和透射定律[16]，反射波和透射波能量的大小取決于反射系數(shù)

　　當(dāng)電磁波傳播到介電常數(shù)存在差異的兩個(gè)界面上時(shí)，其反射回來的電磁波能量、相位將會(huì)發(fā)生改變。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)中存在不密實(shí)、局部脫空等缺陷時(shí)，該區(qū)域與周圍介質(zhì)會(huì)存在明顯的介電常數(shù)差異，這為地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)提供了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。

　　采用自有的二維Mala地質(zhì)雷達(dá)儀進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)。注漿前后，分別使用800 MHz、1 200 MH雷達(dá)天線頻率開展檢測(cè)。圖1為注漿前后800 MHz天線雷達(dá)檢測(cè)時(shí)間剖面對(duì)比圖。

　　從圖1可見，注漿前：上基層底界面(深約35 cm)，950～960 m段、983～990 m段雷達(dá)反射波同相軸紊亂、錯(cuò)斷、下沉，表明該深度附近存在松散、軟弱段等缺陷;964～970 m段、975～981 m段，界面雷達(dá)反射信號(hào)相對(duì)增強(qiáng)，反射波形畸變，表明界面處存在脫空或松散夾層。其余地段，層間雷達(dá)反射信號(hào)較均勻，層厚變化小，無脫空、不密實(shí)等缺陷跡象。上述檢測(cè)判斷結(jié)果與鉆芯檢查、內(nèi)窺鏡觀察注漿孔結(jié)果相吻合。

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