道路路基疏松病害及雷达探测典型图像研究.pdf

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1、道路与交通工程器Road战TraficEngineering道路路基疏松病害及雷达探测典型图像研究吴冰(北京市市政工程研究院，北京100037)摘要：城市道路路基病害主要有路基疏松、路基脱空和路基空洞等。概括了路基疏松的形成原因，在微观上从土的三相结构分析了路基疏松病害的发展过程，认为路基疏松是路基各种病害的最初状态，整治路基病害应从路基疏松着手。通过修筑物理仿真试验路，对雷达法探测路基疏松病害进行了现场试验，以可靠、明晰的雷达图像为依据，提出了雷达探测路基疏松病害的现场使用要点，可为实际工程应用提供可靠的参照和借鉴。关键词

2、：城市道路；路基；病害；疏松中图分类号：U416．11文献标志码：B文章编号：1009—7767(2012)03—0031一o4ResearchonRoadSubgradeLoosenDiseaseandTypicalRadarDetectedImagesWuBing工程经验表明．城市道路路基的稳定对路面工程因其干收缩、固体稳定性差等特性，构成路基中的空质量影响极大，路基病害直接导致了大量路面沉陷、龟隙。从而引起路基疏松；裂等病害的发生。鉴于道路路基质量的重要性，大量3)不同土质的填料混合后进行统一碾压施工，导研究人员[i-

3、31对路基病害的产生机理及治理措施进行致路基压实度严重不均匀，引起路基疏松；了广泛深入的研究与实践。4)城市道路检查井周边局部位置碾压不足，引起笔者拟根据长期以来我院对道路工程的室内外试路基疏松：验与检测实践，对道路路基病害的成因与发展进行讨5)施工管理不严，如碾压机质量偏小、碾压次数论。重点对作为道路基础性病害的路基疏松病害的形不足、碾压不均匀、漏压、虚铺层过厚等，均可能在路成原因与地质雷达检测仿真路基疏松病害的试验结基中形成软弱层。从而引起路基疏松。果进行探讨。1．3路基受水浸泡1路基疏松病害成因分析路面积水、道路周围积

4、水、地下水位较高或地下路基疏松，即：路基土不够致密或路基土体不连管线渗漏都会浸泡路基土，从而使细颗粒土强度降低，续。造成路基疏松的原因较多，综述如下：逐步发生地基沉降，从而引起路基疏松。1．1地基下沉1．4施工降水1)地下工程开挖对土体产生扰动。进而造成地基降水施工是常见的工程措施之一，地下水位下降下沉并引起路基疏松：会引起周围土体附加应力增加，导致地层土体沉降，包2)管线沟槽回填时，回填区域填土压实度难以保括瞬时沉降、主固结沉降和次固结沉降。由于不同性质证，导致该区域中局部路基沉陷引起路基疏松。的土体沉降量不同，对路基下沉

5、的影响程度也不同，因1．2路基压实度不足此，在土层不均匀的城市道路路基施工中会产生不均1)路基填料中混有种植土、腐殖土时，由于该类匀沉降。从而出现不同程度的路基疏松。土壤有机质含量多、抗水性差、强度低、压缩性大，从2路基疏松病害本质[41而导致局部路基压实度不足，引起路基疏松；路基疏松是路基土体的一种物理状态，在同一种2)路基填料中混有含水量较高的膨胀土、冻土时．外界条件下不同种类的土由于不同的物理性质会有20l2卑第3期(5一)g3o巷技术31器道路与交通工程Road黩TraficEngineering不同的状态．微观上路

6、基疏松病害的演变过程如图1无损探测。使用雷达探测时，探测效果的准确性与操作所示。者的经验和分析能力关系很大。为提高雷达探测的客观性，提高对雷达图像的判读能力及准确性。摸索天线覆盖范围与路基病害范围的相互关系对图像判读的影响程度，我院参照北京市主干路结构设计相关技术要求，等比例设计、建造了一条长35113．宽3113的单车道试验路，并在在道路路基中埋设了常见的道路路基病害物理模型。3．1疏松病害模型制作试验道路路面结构为：沥青混凝土面层厚12cm，二灰基层厚40om。疏松模型呈扁球体状，最大厚度1．0m，埋深分1．0m、1．5

7、m两种。埋设时先挖出深坑，向深坑内回填松土至1／2厚度后，沿深坑内壁范围轻微夯实再继续回填，最后在道路土基表面将疏松自然土图1路基病害演化发展简图上方的覆土夯实。试验道路场景及疏松模型剖面如图首先，在各种外力作用下，路基土体中的三相体2、3所示关系发生改变，局部土体中土颗粒重新组合，彼此间孑L隙增大．强度降低。甚至低于抗剪强度而发生土体滑动开裂，此时宏观表现为土体疏松甚至空洞。其次，当外力继续作用于土体，土体持续改变其物理状态，将会出现两种情况：1)路基疏松范围逐渐增大，当疏松范围增大到一定程度，疏松部分土体无法承受附加应力

8、，而发生较大变形，这种变形不断向上传递，在路基与基层之间、基层与面层之间就会出现脱空病害。此时，道路结构已经开始发生破坏，整个道路承载能力已经降低。脱空达到一定程度，路面将开始出现图2试验道路病害埋设前实际场景裂纹，当路面的裂纹发展一定程度，整个路面结构就将发生破坏，从而使得道路结构破坏，