高速公路路基材料非破坏性检测技术研究

摘要 为探索高速公路路基材料非破坏性检测技术，文章以贵州某段高速公路连续弯道路段为例，深入探索了声波检测、电阻率测定、地面雷达、定期检测等不同非破坏性检测技术的实测过程与效果。对比分析了不同技术的优缺点，在实际应用中，为了确保路基工程的安全性和稳定性，可以根据路段的地质特征、工程需求和经济成本等因素，灵活选择合适的检测技术和方案。考虑每种检测技术的优缺点，建议工程实测可以采用综合性的非破坏性检测方案。

关键词 非破坏性检测技术；高速公路；力学性能；综合检测

中图分类号 U415 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）23-0106-03

0 引言

随着交通基础设施的快速发展，高速公路作为连接城市与地区的重要纽带，其安全性和稳定性越来越受到人们的关注[1]。作为高速公路重要组成部分的路基，其材料力学性能的好坏直接关系到路面的使用寿命和行车安全。因此，对高速公路路基材料力学性能的检测至关重要[2]。该文以贵州某段高速公路连续弯道路段为例，探讨非破坏性检测技术在路基材料力学性能检测中的应用。

1 工程概况

贵州某段高速公路是加强贵州西部地区南北向的关键交通通道，该高速公路穿越多个地形复杂、气候多变的地区，其中一段较长连续弯道路面因其独特的地形条件和设计特点，对路基材料的力学性能提出了极高的要求[3]。在工程特点上，此连续弯道路段穿越山地、河谷等地形，地势起伏大，对路基的稳定性和承载能力提出了更高要求。同时，该地区气候差异明显，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，这对路基材料的耐久性和抗老化性能同样提出了严峻的挑战。而连续弯道路面的设计标准要求更高，尤其需要保证在高速行驶和频繁交通流下的稳定性和安全性。该连续弯道路面工程主要包括路基设计、材料选择、施工工艺、质量检测等方面。其中，路基材料力学性能的非破坏性检测是确保工程质量的关键环节之一[4]。由于连续弯道路面的特殊性和复杂性，传统的破坏性检测方法难以满足频繁的质量检测和实时监测的需求。因此，引入非破坏性检测技术成为解决这一技术难题的有效途径。

2 路基材料力学性能的非破坏性检测设计及试验

针对西部某S11高速公路连续弯道路段的复杂地质条件和工程要求，设计了如表1所示非破坏性检测方案：

（1）选择合适的检测技术。综合考虑地质条件和工程特点，选择适用于路基材料的非破坏性检测技术，如声波检测、电阻率测定、地面雷达、定期检测等。

（2）确定检测位置。根据地质调查结果和工程需求，确定路基材料力学性能检测的位置，包括不同地层和地形条件下的代表性区域。

（3）制定检测方案。如表２所示，设计具体的检测方案，包括检测参数、采样间距、检测深度等，确保对路基材料的力学性能进行全面、准确的评估。同时，考虑连续弯道路段的特殊性，结合实际施工和使用情况，合理安排检测时间和频率，确保检测结果能够及时反映路基材料的变化和性能。

3 试验效果分析

3.1 声波检测

针对A、B区域的声波检测数据如下表2所示：

区域A的声波检测数据显示，采样点间距较小且采样密度高，声波传播时间的变化较为平滑。具体来说，A1至A5采样点的声波传播时间分别为10.2 ms、11.5 ms、10.8 ms、10.6 ms和11.2 ms。数据表明：在区域A内，声波传播时间的变化趋势较为一致，呈现出相对稳定的特征。这反映了区域A内路基材料的均匀性和一致性较高，声波在其内部传播的受阻和变化较少。相比之下，在区域B的声波检测数据表现出一定的不规则性。B1至B5采样点的声波传播时间分别为9.8 ms、10.9 ms、9.5 ms、10.3 ms和10.7 ms。这些数据显示了声波传播时间的变化相对不连续，存在一定的波动和不确定性。可能受到区域B内地质条件的影响，例如地下结构的复杂性、地质构造的变化等因素都可能导致声波传播的不规则性。进一步分析声波检测数据，可以发现在不同地质条件下声波传播的特点有所不同。在地质条件较为均匀、一致的区域，声波传播时间呈现出相对稳定的趋势；而在地质条件复杂、多变的区域，声波传播时间可能会呈现出较大的波动和不确定性。

3.2 电阻率测定

针对C、D区域的电阻率测定数据如下表3所示：

（1）电阻率差异。区域C的电阻率平均值为

198 Ω·m，而区域D的平均值为150 Ω·m。可以看出，区域C的电阻率明显高于区域D，表明区域C可能具有较好的地质稳定性。

（2）电阻率与地质特征关系。在地质稳定区域（区域C），电阻率相对较高，这可能表示地下水分布较为稳定，地质条件相对较好。在存在断裂带区域（区域D），电阻率相对较低，可能受到地下水动态影响，地质条件相对较差。

（3）采样点分布对电阻率的影响。采样点分布密集的区域C，电阻率数据变化相对平缓，表明地质条件较为一致。在区域D，采样点分布相对稀疏，电阻率数据变化较大，可能存在地下结构不均匀的情况。

（4）电阻率数据与水文地质关系。低电阻率值可能暗示着地下水位较高或者存在水分较多的地层。结合实际情况，低电阻率值的区域可能存在较高的地下水位，需要注意路基工程的设计和施工。

通过对电阻率测定数据的分析，可以初步了解不同地质条件下地下水分布情况，并为后续的路基工程提供参考。

3.3 地面雷达探测

针对E、F区域的地面雷达探测数据如下表4所示：

（1）地下结构差异。区域E的地下结构相对简单，多数采样点未发现异常，但存在地下裂缝和障碍物。区域F的地下结构复杂多样，存在潜在滑坡风险、泥石流风险以及断裂带等异常情况。

（2）地下结构与地质特征关系。在道路上（区域E），地下结构异常可能与路基工程或地质构造相关，需要注意路基的稳定性。在山地区域（区域F），地下结构异常可能受到地形和地质条件的影响，需要加强对潜在滑坡和泥石流等地质灾害的防范。

（3）采样点分布对地下结构的影响。采样点分布密集的区域E，地下结构情况相对清晰，可以更准确地评估路基的地质情况。在山地区域F，采样点分布相对稀疏，地下结构异常可能存在较大的局部差异，需要更多的数据支持。

（4）地下结构数据与工程安全的关系。地下裂缝、断裂带等异常结构可能对路基工程稳定性构成潜在威胁，需要在设计和施工中加以考虑。潜在滑坡和泥石流风险需要引起重视，可能需要采取相应的防护措施，确保路段的安全通行。

通过对地面雷达探测数据的分析，可以更全面地了解路基下方的地质情况，为路基工程的设计和施工提供科学依据，确保路段的安全运行。

4 结论

根据前文的研究结果，对不同非破坏性检测技术进行对比，可以得出如下结论：

（1）考虑各种检测技术的优缺点，建议采用综合性的非破坏性检测方法。通过结合声波检测、电阻率测定、地面雷达探测和定期监测等技术，可以尽可能获取更全面、准确的路基材料力学性能信息。

（2）实时监测不良地质现象和提供长期数据支持是定期监测的优势，但需要持续投入人力和物力。因此，在选择监测方案时，需权衡成本与收益，确保监测的有效性和经济性。

参考文献

[1]袁晓娟.分析路桥试验检测中的常见问题及解决对策[J].交通科技与管理， 2024（3）：154-156.

[2]吴承.路桥工程试验检测现状与提高检测质量的措施分析[J].运输经理世界， 2023（33）：70-72.

[3]李裕良.双幅连续梁桥结构非破坏性检测与加固技术研究[J].企业科技与发展， 2023（8）：58-61.