CN113567977A - 一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法 - Google Patents

一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，包括以下步骤：步骤一：检测公路面层、基层、路基的工程地质成分；步骤二：初步确定普查区域；步骤三：对初测中发现的疑似点进行复测，并进行数据对比分析；步骤四：对确定后的塌陷区进行钻孔验证并修复，对其他异常情况进行检测，确保道路安全运行。本适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，分别运用车载探地雷达和手推探地雷达对立面变形沉降区域进行综合检测，以提高结果的准确性，针对不同的公路工程和公路环形，采用不用的勘测重心，从而有针对性的、有效的进行检测决策，效率高，检测精准，大大减少了检测时间，大大提高了道路使用安全性，有效的消除了安全隐患。

Description

一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法
技术领域
本发明涉及路面塌陷检测技术领域，特别涉及一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法。
背景技术
地面塌陷，是指地表岩、土体受自然或人为因素影响塌陷的一种地质现象。路面沉陷变形会导致公路路面高低不平、平整度差，严重影响行车和行人行走的舒适度，尤其是在高速公路上，车辆行驶速度较快，容易诱发翻车、撞车等严重的交通事故，同时也是路面塌陷的前期征兆。因此，必须对路面沉陷变形区域进行及时检测，查清路面沉陷变形的严重程度、范围及其形成原因，为制定针对性的养护治理措施提供依据。路面沉陷变形是公路面层、基层、路基中存在隐蔽病害（如裂缝、破碎、不均匀沉降、脱空或孔洞等）的外在表现。其中，路基填料控制不严格、湿软地基处理不当、路基土石方填土不实、填挖交界处压实标准不一致等施工过程中处置不当问题，均可引发路基不均匀沉降。另外，路面荷载、施工扰动等原因也有可能引发路面塌陷。传统的检测采用钻孔取芯的方法对路面进行检测，随机性大、代表性差，且会对公路造成永久破坏，无法适应路面变形沉降检测的发展需要。并且在城市公路和高速公路的明显环境的不同，受到特殊的环境限制，人们所采用的方法必须具备无损的特点，无法采取相同的方法进行检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，分别运用车载探地雷达和手推探地雷达对立面变形沉降区域进行综合检测，可以实现深浅结合、相互验证的方法，取的更好的探测效果，以提高结果的准确性，针对不同的公路工程和公路环形，采用不用的勘测重心，从而有针对性的、有效的进行检测决策，效率高，检测精准，大大减少了检测时间，从而保证了后续修复的质量，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，包括以下步骤：
步骤一：检测公路面层、基层、路基的工程地质成分，分析地质成分特征和公路周边环境，判断可能会造成路面塌陷形成的基本条件；
步骤二：采用车载探地雷达读取道路图像，对道路进行初测普查，初步确定普查区域，实时获取车载探地雷达对普查区域上预设的参考点的参考位置；
步骤三：采用手推探地雷达对初测中发现的疑似点进行复测，并进行数据对比分析，进行特征提取，并形成记录生成表格；
步骤四：对确定后的塌陷区进行钻孔验证并修复，对其他异常情况进行检测，形成检测结果，依据检测结果分析现存隐患可能产生的影响程度，剔除相应的处理和维修方案，采取有效处理措施消除安全隐患，确保道路安全运行。
进一步地，针对步骤一，检测内容分别为土壤质地和地下排水管网，检测出城市公路的土质为湿陷性黄土，土质较均匀、结构疏松、空隙发育，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，下沉稳定后，受水浸湿，土地结构会被迅速破坏，并产生显著附加变形或下沉，导致路基的整体或局部下沉，路面纵横向开裂。
进一步地，针对步骤一，初步判断道路塌陷原因，根据道路环境排查管道范围，包括市政雨水管道、污水管道、窨井及其附属设施等公共排水设施，对测取进行现场踏勘，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验。
进一步地，针对步骤二，车载探地雷达通过雷达天线发射高频电磁脉冲对地面进行探测，车载探地雷达在城市路面的探测深度小于5m，雷达发射的脉冲遇到地下2m范围内公路结构层中各种界面产生反射，返回到地面被雷达接收机接收，探测裂缝、破碎破损、沉陷变形，以及路基中的脱空、孔洞等隐蔽病害的分布情况，同时圈定重点探测区域。
进一步地，针对步骤二，车载探地雷达由于天线沿着表面移动，所以图形记录器会接收的信号进行处理，然后显示出来，图形记录器显示结果为截面记录或地面雷达图像，由于在地质雷达相对多大数土层物质表现短波长，所以对界面和独立目标体的分辨率极佳，车载探地雷达实时获取目标位置和探测点的经纬度，根据经纬度确定大地坐标，将确定的大地坐标所标记的位置作为重点探测区域，并将相应的大地坐标储存起来。
进一步地，针对步骤三，圈定重点探测区域后，采用手推探地雷达对探测区域进行高密度地震勘探，探测深度可达20-30m，采用相同的偏移距进行激发和接收，记录点位于激发和接收距离的重点，每次激发，在接收点采用单个检波器接收，一起记录后，激发点和接收点同时向前移动一定的距离，重复上述过程获得测线上的一条地震映像时间剖面。
进一步地，针对步骤三，当地下界面水平时，每次激发的反射波传播时间不变，反射点的位置正好在记录点上，当界面深度发生变化是，反射波的传播时间也会发生变化，反射点的位置偏离记录点向界面的上倾方向移动，因此，反射波同相轴的变化情况能直观反映地下界面的起伏情况，时间剖面波形直观，易于对比分析，根据地震映像时间剖面图中反射波同相轴、振幅、频率、相位的变化情况，可推断地下介质的纵向和横向的分布情况。
进一步地，针对步骤四，施工人员对道路质量注意进行检查并做好记录，对发现质量隐患的部位进行修复，塌陷处进行回填作业，结构层以下回填时，回填土与原土层相接处设置成阶梯型，每层压实后厚度不超过20cm，路床顶面以下回填处理不小于80cm，均采用灰土进行层层夯实回填。
进一步地，针对步骤一，探测高速公路采用瞬态瑞雷波获得面波速度，探测深度可达20-30m，可以直接反映高速公路地层的软硬程度，判断地层中是否存在软弱夹层或软弱地基，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，高速公路各个结构层裂缝大于较多，多束裂缝向上发展到沥青面层，且应急车道结构层中的裂缝数量明显多于行车道和超车道，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验。
进一步地，针对步骤一，利用瞬态冲击荷载作为震源，激发一定频率范围的瑞雷波，在震源稍远处，用低频检波器记录面波的垂直分量，对记录的面波信号做频谱分析和处理，计算并绘制频散曲线，通过定量解释，得到各地层的厚度机面波速度，面波速度的大小直接反映了地层的软硬程度，从而确定地层中是否存在否存在软弱夹层或软弱地基，判断地下一定的范围内地基承载力分布情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提出的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，分别运用车载探地雷达和手推探地雷达对立面变形沉降区域进行综合检测，可以实现深浅结合、相互验证的方法，取的更好的探测效果，以提高结果的准确性。
2.本发明提出的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，针对不同的公路工程和公路环形，采用不用的勘测重心，从而有针对性的、有效的进行检测决策，效率高，检测精准，大大减少了检测时间。
3.本发明提出的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，保证了后续修复的质量，及时了解道路路面塌陷程度以及严重性，大大提高了道路使用安全性，有效的消除了安全隐患。
附图说明
图1为本发明的适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，包括以下步骤：
步骤一：检测公路面层、基层、路基的工程地质成分，分析地质成分特征和公路周边环境，检测内容分别为土壤质地和地下排水管网，检测出城市公路的土质为湿陷性黄土，土质较均匀、结构疏松、空隙发育，在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小，在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，下沉稳定后，受水浸湿，土地结构会被迅速破坏，并产生显著附加变形或下沉，导致路基的整体或局部下沉，路面纵横向开裂，判断可能会造成路面塌陷形成的基本条件，初步判断道路塌陷原因，根据道路环境排查管道范围，包括市政雨水管道、污水管道、窨井及其附属设施等公共排水设施，对测取进行现场踏勘，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验；
步骤二：采用车载探地雷达读取道路图像，对道路进行初测普查，车载探地雷达由于天线沿着表面移动，所以图形记录器会接收的信号进行处理，然后显示出来，图形记录器显示结果为截面记录或地面雷达图像，由于在地质雷达相对多大数土层物质表现短波长，所以对界面和独立目标体的分辨率极佳，车载探地雷达实时获取目标位置和探测点的经纬度，根据经纬度确定大地坐标，将确定的大地坐标所标记的位置作为重点探测区域，并将相应的大地坐标储存起来，初步确定普查区域，车载探地雷达通过雷达天线发射高频电磁脉冲对地面进行探测，车载探地雷达在城市路面的探测深度小于5m，雷达发射的脉冲遇到地下2m范围内公路结构层中各种界面产生反射，返回到地面被雷达接收机接收，探测裂缝、破碎破损、沉陷变形，以及路基中的脱空、孔洞等隐蔽病害的分布情况，同时圈定重点探测区域，实时获取车载探地雷达对普查区域上预设的参考点的参考位置；
步骤三：采用手推探地雷达对初测中发现的疑似点进行复测，圈定重点探测区域后，采用手推探地雷达对探测区域进行高密度地震勘探，探测深度可达20-30m，采用相同的偏移距进行激发和接收，记录点位于激发和接收距离的重点，每次激发，在接收点采用单个检波器接收，一起记录后，激发点和接收点同时向前移动一定的距离，重复上述过程获得测线上的一条地震映像时间剖面，并进行数据对比分析，进行特征提取，并形成记录生成表格，当地下界面水平时，每次激发的反射波传播时间不变，反射点的位置正好在记录点上，当界面深度发生变化是，反射波的传播时间也会发生变化，反射点的位置偏离记录点向界面的上倾方向移动，因此，反射波同相轴的变化情况能直观反映地下界面的起伏情况，时间剖面波形直观，易于对比分析，根据地震映像时间剖面图中反射波同相轴、振幅、频率、相位的变化情况，可推断地下介质的纵向和横向的分布情况；
步骤四：对确定后的塌陷区进行钻孔验证并修复，对其他异常情况进行检测，形成检测结果，依据检测结果分析现存隐患可能产生的影响程度，剔除相应的处理和维修方案，施工人员对道路质量注意进行检查并做好记录，对发现质量隐患的部位进行修复，塌陷处进行回填作业，结构层以下回填时，回填土与原土层相接处设置成阶梯型，每层压实后厚度不超过20cm，路床顶面以下回填处理不小于80cm，均采用灰土进行层层夯实回填，采取有效处理措施消除安全隐患，确保道路安全运行。
实施例二
请参阅图1，一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，包括以下步骤：
步骤一：检测公路面层、基层、路基的工程地质成分，分析地质成分特征和公路周边环境，探测高速公路采用瞬态瑞雷波获得面波速度，利用瞬态冲击荷载作为震源，激发一定频率范围的瑞雷波，在震源稍远处，用低频检波器记录面波的垂直分量，对记录的面波信号做频谱分析和处理，计算并绘制频散曲线，通过定量解释，得到各地层的厚度机面波速度，面波速度的大小直接反映了地层的软硬程度，从而确定地层中是否存在否存在软弱夹层或软弱地基，判断地下一定的范围内地基承载力分布情况，探测深度可达20-30m，可以直接反映高速公路地层的软硬程度，判断地层中是否存在软弱夹层或软弱地基，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，高速公路各个结构层裂缝大于较多，多束裂缝向上发展到沥青面层，且应急车道结构层中的裂缝数量明显多于行车道和超车道，判断可能会造成路面塌陷形成的基本条件，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验，；
步骤二：采用车载探地雷达读取道路图像，对道路进行初测普查，车载探地雷达由于天线沿着表面移动，所以图形记录器会接收的信号进行处理，然后显示出来，图形记录器显示结果为截面记录或地面雷达图像，由于在地质雷达相对多大数土层物质表现短波长，所以对界面和独立目标体的分辨率极佳，车载探地雷达实时获取目标位置和探测点的经纬度，根据经纬度确定大地坐标，将确定的大地坐标所标记的位置作为重点探测区域，并将相应的大地坐标储存起来，初步确定普查区域，车载探地雷达通过雷达天线发射高频电磁脉冲对地面进行探测，车载探地雷达在城市路面的探测深度小于5m，雷达发射的脉冲遇到地下2m范围内公路结构层中各种界面产生反射，返回到地面被雷达接收机接收，探测裂缝、破碎破损、沉陷变形，以及路基中的脱空、孔洞等隐蔽病害的分布情况，同时圈定重点探测区域，实时获取车载探地雷达对普查区域上预设的参考点的参考位置；
步骤三：采用手推探地雷达对初测中发现的疑似点进行复测，圈定重点探测区域后，采用手推探地雷达对探测区域进行高密度地震勘探，探测深度可达20-30m，采用相同的偏移距进行激发和接收，记录点位于激发和接收距离的重点，每次激发，在接收点采用单个检波器接收，一起记录后，激发点和接收点同时向前移动一定的距离，重复上述过程获得测线上的一条地震映像时间剖面，并进行数据对比分析，进行特征提取，并形成记录生成表格，当地下界面水平时，每次激发的反射波传播时间不变，反射点的位置正好在记录点上，当界面深度发生变化是，反射波的传播时间也会发生变化，反射点的位置偏离记录点向界面的上倾方向移动，因此，反射波同相轴的变化情况能直观反映地下界面的起伏情况，时间剖面波形直观，易于对比分析，根据地震映像时间剖面图中反射波同相轴、振幅、频率、相位的变化情况，可推断地下介质的纵向和横向的分布情况；
步骤四：对确定后的塌陷区进行钻孔验证并修复，对其他异常情况进行检测，形成检测结果，依据检测结果分析现存隐患可能产生的影响程度，剔除相应的处理和维修方案，施工人员对道路质量注意进行检查并做好记录，对发现质量隐患的部位进行修复，塌陷处进行回填作业，结构层以下回填时，回填土与原土层相接处设置成阶梯型，每层压实后厚度不超过20cm，路床顶面以下回填处理不小于80cm，均采用灰土进行层层夯实回填，采取有效处理措施消除安全隐患，确保道路安全运行。
综上所述，本适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，分别运用车载探地雷达和手推探地雷达对立面变形沉降区域进行综合检测，可以实现深浅结合、相互验证的方法，取的更好的探测效果，以提高结果的准确性，针对不同的公路工程和公路环形，采用不用的勘测重心，从而有针对性的、有效的进行检测决策，效率高，检测精准，大大减少了检测时间，从而保证了后续修复的质量，及时了解道路路面塌陷程度以及严重性，大大提高了道路使用安全性，有效的消除了安全隐患。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：检测公路面层、基层、路基的工程地质成分，分析地质成分特征和公路周边环境，判断可能会造成路面塌陷形成的基本条件；
步骤二：采用车载探地雷达读取道路图像，对道路进行初测普查，初步确定普查区域，实时获取车载探地雷达对普查区域上预设的参考点的参考位置；
步骤三：采用手推探地雷达对初测中发现的疑似点进行复测，并进行数据对比分析，进行特征提取，并形成记录生成表格；
步骤四：对确定后的塌陷区进行钻孔验证并修复，对其他异常情况进行检测，形成检测结果，依据检测结果分析现存隐患可能产生的影响程度，剔除相应的处理和维修方案，采取有效处理措施消除安全隐患，确保道路安全运行。
2.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤一，检测内容分别为土壤质地和地下排水管网，检测出城市公路的土质为湿陷性黄土，土质较均匀、结构疏松、空隙发育，在未受水浸湿时，压缩性较小。
3.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤一，初步判断道路塌陷原因，根据道路环境排查管道范围，包括市政雨水管道、污水管道、窨井及其附属设施等公共排水设施，对测取进行现场踏勘，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验。
4.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤二，车载探地雷达通过雷达天线发射高频电磁脉冲对地面进行探测，车载探地雷达在城市路面的探测深度小于5m，雷达发射的脉冲遇到地下2m范围内公路结构层中各种界面产生反射，返回到地面被雷达接收机接收，探测裂缝、破碎破损、沉陷变形，以及路基中的脱空、孔洞等隐蔽病害的分布情况，同时圈定重点探测区域。
5.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤二，车载探地雷达由于天线沿着表面移动，所以图形记录器会接收的信号进行处理，然后显示出来，图形记录器显示结果为截面记录或地面雷达图像，由于在地质雷达相对多大数土层物质表现短波长，所以对界面和独立目标体的分辨率极佳，车载探地雷达实时获取目标位置和探测点的经纬度，根据经纬度确定大地坐标，将确定的大地坐标所标记的位置作为重点探测区域，并将相应的大地坐标储存起来。
6.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤三，圈定重点探测区域后，采用手推探地雷达对探测区域进行高密度地震勘探，探测深度可达20-30m，采用相同的偏移距进行激发和接收，记录点位于激发和接收距离的重点，每次激发，在接收点采用单个检波器接收，一起记录后，激发点和接收点同时向前移动一定的距离，重复上述过程获得测线上的一条地震映像时间剖面。
7.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤三，当地下界面水平时，每次激发的反射波传播时间不变，反射点的位置正好在记录点上，当界面深度发生变化是，反射波的传播时间也会发生变化，反射点的位置偏离记录点向界面的上倾方向移动，因此，反射波同相轴的变化情况能直观反映地下界面的起伏情况，时间剖面波形直观，易于对比分析，根据地震映像时间剖面图中反射波同相轴、振幅、频率、相位的变化情况，可推断地下介质的纵向和横向的分布情况。
8.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤四，施工人员对道路质量注意进行检查并做好记录，对发现质量隐患的部位进行修复，塌陷处进行回填作业，结构层以下回填时，回填土与原土层相接处设置成阶梯型，每层压实后厚度不超过20cm，路床顶面以下回填处理不小于80cm，均采用灰土进行层层夯实回填。
9.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤一，探测高速公路采用瞬态瑞雷波获得面波速度，探测深度可达20-30m，可以直接反映高速公路地层的软硬程度，判断地层中是否存在软弱夹层或软弱地基，初步拟定探测方法，结合现场踏勘结果，高速公路各个结构层裂缝大于较多，多束裂缝向上发展到沥青面层，且应急车道结构层中的裂缝数量明显多于行车道和超车道，对拟定采用的探测方法进行有效性实验，确定所采用的探测方法与技术，并在探测前对各类探测仪器进行仪器校验。
10.如权利要求1所述的一种适用于不同公路工程的路面塌陷程度检测方法，其特征在于，针对步骤一，利用瞬态冲击荷载作为震源，激发一定频率范围的瑞雷波，在震源稍远处，用低频检波器记录面波的垂直分量，对记录的面波信号做频谱分析和处理，计算并绘制频散曲线，通过定量解释，得到各地层的厚度机面波速度，面波速度的大小直接反映了地层的软硬程度，从而确定地层中是否存在否存在软弱夹层或软弱地基，判断地下一定的范围内地基承载力分布情况。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115267143A (zh) * 2022-09-28 2022-11-01 江苏筑升土木工程科技有限公司 道路空洞缺陷检测系统及检测方法

Cited By (1)

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CN115267143A (zh) * 2022-09-28 2022-11-01 江苏筑升土木工程科技有限公司 道路空洞缺陷检测系统及检测方法

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