公路隧道桥梁及路基路面检测技术

10 公路隧道桥梁及路基路面检测10.1 公路混凝土桥梁结构的检测检测内容地质雷达用于混凝土桥梁检测包括施工质量检测、工程验收检测和工程健康状况检测。桥梁检测主要内容包括以下内容：1混凝土预制梁片的质量，梁体的混凝土浇注质量，两板厚度、强度、密实性；2 波纹管注浆密实性检测；3 T型钢构混凝土浇注质量，强度、密实度、工程处置修补质量；4钢筋系统与预应力系统施工质量； 桥梁检测中的雷达天线配置混凝土桥梁有T梁和箱梁，混凝土结构厚度多在40cm100cm范围内，混凝土中钢筋密集，并配置有预应力系统，波纹管和钢绞线。雷达要穿透钢筋混凝土，提供高分辨图像，要求高，难度大。钢筋和钢绞线的强散射相互干扰大，为获得满意探测结果，必须保证高分辨的探测要求。天线频率应足够高，应在1.21.5GHz的范围内。天线最好配备采集轮，用采集轮凡是工作有利于定位精度和现场异常体标记。测线布置根据探测目的不同，测线布置也会有所差异，但一般的原则是横竖交叉布置。特别是探测钢筋、预应力束时，使测线有垂直和平行钢筋的测线。垂直测向有利于寻找钢筋的位置，平行的测线有利于追踪钢筋、钢绞线的线形变化。探测时最好使天线电场的极化方向平行于钢筋走向，这样散射信号较强。雷达混凝土资料解释要点工程混凝土介质是复杂的非均质结构，骨料、水泥、钢筋、孔隙空洞共同组成混凝土混合结构。雷达探测混凝土要寻找不密实区、钢筋与钢绞线、孔隙空洞、残留水等分布位置。钢筋和钢绞线、水对电磁波都是低波速介质，空气是高的波速，水泥和骨料凝结后中波速介质，即以区分，波速如下表。材料 波速 材料 波速水 3cm/ns 钢筋 0素混凝土 14cm/ns 空气 30cm/ns电磁波由空气进入混凝土，反射波极性反向，遇到钢筋和水反射或散射也反向，与表面反射极性相同，遇到空洞反射波不反向，记录到的反射波极性与表面反射波相反。最好将表面反射波的极性作为分析的参考，便于识别。与表面同极性的反射都是遇到了低速的介质，与表面极性相反的是遇到了松散介质，多半是孔隙空洞等。桥梁检测的图像比较复杂，资料处理时一定要使用彩色显示，正负极性用不同彩色显示，金属的负反射设成红色，空洞的正散射设成白色，易于识别。此外应该注意，高筋的散射是双脉冲，不能将其解释为双钢筋。现列举一些检测实例。 梁体里的钢筋金网 预应力束及波纹管 例1 大桥外型照片例1 大桥混凝土强度分布例1 桥梁混凝土外观质量 大桥外型例2 混凝土及钢筋、预应力束的分布 混凝土及三层钢筋网分布 混凝土钢筋网周围空隙 混凝土中的钢筋钢筋钢筋钢铰线 混凝土中钢绞线的位置 波纹管注浆密实度 波纹管注浆密实度与积水横切预应力束雷达剖面2 路基路面检测高速公路路基路面的检测在逐年增多，雷达检测对于提高公路路基路面的施工质量起到了很好的作用。雷达检测的主要内容有两项：1 厚度检测：沥青层、水稳层的厚度；2 水稳层的密实度；雷达能清晰地追踪出沥青层、水稳层、级配层之间的界限，确定各层的厚度分布，评价是否达到设计标准；同时能发现不密实的地段，及时进行补压处理。 路基路面检测的雷达配置 路基路面检测要求纵向分辨率很高，沥青层一般15-18cm, 其中还有5cm左右的面层，如果天线的频率不够高，街面很难清晰显现出来。对雷达的基本要求有如下四点：1 天线频率要大于1.2GHz；2 采用空气耦合喇叭形天线，穿透深，表面界面清晰；3 配有采集轮，保证位置测量精度；4 天线脉冲宽度小于1ns，保证纵向分辨率优于5cm； 测线布置 为达到质量控制的目的，路基路面的测线布置最好每车道一条测xian；沿路及走向布置，水稳层和沥青层可以分别测量也可以一起测量，分别测量能及时发现问题，及时处理，起到质量控制作用。雷达资料解释要点路基路面雷达资料处理的主要环节是突出界面结构。公路的级配层、水稳层、路面碎石沥青层的层间差异不大，反射信号较弱，要突出界面信号出采取必要的滤波处理外，选择合理的显示方式和增益曲线很重要。一般情况下，水稳层的电磁波速要比级配层地一些，沥青碎石层的波速比水稳层的波速又地一些。从上到下波速逐层升高。波速表如下。层别 波速 层别 波速沥青碎石层 6-8cm/ns 水稳层 8-10cm/ns级配层 12-14 雷达路基路面检测图像的彩色显示 雷达路基路面检测图像的彩色显示 雷达路基路面检测图像的灰度显示3 路基岩溶的检测高速公路对路基的要求很高，路基岩溶会造成路基的塌陷，破坏路基与水稳层，是路基检测进常遇到的问题，在云南、贵州、重庆、湖南等岩溶出露较多地省份，高速公路检测中岩溶的地质病害及诊断是一个备受关注的问题。对路基岩溶的检测经常采用地质雷达与高密度电法相结合的综合物探方法。一般要求探测深度30m，重点是表面15m。检测内容1 隐伏溶洞、地下暗河；2 岩溶裂隙带及溶蚀洼地松散堆积厚度；雷达仪器配置路基岩溶检测要求高，浅部3040cm宽的岩溶裂带应该探测到，深部1m左右的溶洞不能漏掉。这种要求对一种雷达天线很难做到，一般采用100MHz和500MHz两种天线，分别进行前部和深部探测，有时还要采用高密度电法相配合。雷达测线布置首先根据地质资料分析岩溶发育规律，确定岩溶带的走向，垂直岩溶带的走向布置测线。雷达测线间距一般5-10m，不宜过大。根据工程需要，带有普查性质的探测也可沿路基方向布，要有一定的交叉测线以防漏掉规模较小的岩溶带。雷达资料解释不同类型岩溶记录图像的特点差异很大。裂隙岩溶常表现为倾斜的一系列小的交叉散射弧带，垂向高度不大，不同的裂隙岩溶带彼此近乎平行分布。隐伏的岩溶表现为集中的散射区，散射图形交叉杂乱。填充的鱼尾填充的溶洞散射波特点明显不同，填充式溶洞反射波以低频反射为主，同相轴有明显层序。未填充的岩溶空洞表现为高频乱散射，空洞边缘、菱角部位的散射强烈，弧线交叉，像一团乱线。空洞的散射及行为正，与地表反射及行相反；填充式溶洞的反射振相极性为负，与地表面反射同向。下边是路基岩溶检测的一些实例。 路基岩溶塌陷 路基岩溶空洞 填充的和未填充的岩溶裂隙带地质雷达与高密度电法勘测结果 高密度电法勘测结果4 路基含水检测路基含水会造成路基的失效，影响到稳定层和路面层，特别是在路堑基础段，地下水位较高，路基含承压水，汽车碾压，路面呈泉状渗水。查清路基含水带的位置及含水程度，对于分析病害的原因和制定处置方案具有重要意义。雷达仪器配置路基含水性检测一般配备500MHz天线，分辨率高探测深度4m左右，如果深度不够可采用100MHz天线，但效果没有500MHz天线清楚雷达资料解释要点含水带在地质雷达图像中是强反射信号易于发现，同时，水将基础岩土中的裂隙填充，起到界面平滑的作用，以强低频反射信号为主，反射极性是负的，可以根据上述三点进行判定。下列例证是路基含水性探测的几个典型。 路基路面破坏和含水带探测结果 路基含水带位置127