長沙理工大學碩士研究生論文選題報告表論文名稱基于現代無損檢測技術的三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路路面施工質量評價與分析姓名：張建華學號：學位級別：學科專業：道路與鐵道工程研究方向：路基路面工程指導教師：曾勝教授所屬單位：長沙理工大學填表說明研究生應根據本表所提出的要點，在教研室作選題報告，充分聽取意見，并作修改后填寫此表。本表一式二份，經教研室及院（系、所）批準后，研究生所在院（系、所）及研究生保留一份，報研究生部一份。檢測，采集路面雷達詳細數據信息。（2）基于雷達測試數據的裂縫參數反演分析根據相關性試驗，確定雷達數據反演基本參數，通過對雷達圖像數據的解析研判，確定基層裂縫的位置（樁號）、長度、深度、寬度等。3、基層FWD檢測及基于彎沉盆數據的基層剛度反算與評價（1）基層頂面FWD檢測在路面各標段基層施工完成后，對雙向六車道（含路肩）進行詳細的FWD檢測，采集各標段基層在標準荷載作用下的動態彎沉盆數據。分路段對彎沉測試數據進行數理統計，分析代表彎沉、彎沉的變異性等。（2）基于FWD彎沉盆的基層動態模量反算通過對檢測得到的彎沉盆數據，采用專業的模量反算軟件進行路面基層及土基模量的反算分析，分路段對模量反算結果進行數理統計，計算各路段平均值與變異性等。（3）三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路半剛性基層剛度及其層間結合狀態科學評價針對三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路路面結構設計特點，計算分析三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路半剛性基層強度的合理范圍。對基層和土基強度進行科學評價。基于FWD動態彎沉盆數據，分析基層層間結合狀態，及時發現松散、層間結合不良等基層病害。4、基層及面層FWD動態彎沉與貝克曼梁靜態彎沉對比分析（1）對比路段的FWD及貝克曼梁測試分析根據路面結構設計、地質情況、施工水平等變異性，確定動態彎沉與靜態彎沉的對比試驗路段。在三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路路面基層頂面和面層頂面兩層進行對比試驗。對試驗路段進行FWD和貝克曼梁的對比測試。（2）動態彎沉和靜態彎沉的對比分析基于對比試驗檢測結果，建立不同路段的FWD動態彎沉與靜態彎沉之間的回歸關系。分析各影響因素對回歸關系式的影響。為基于動態彎沉進行基層和面層施工質量檢驗提供參考依據。方案及準備采取的措施：1、路面雷達檢測路面結構層分層厚度測試方案本項目路面雷達厚度測試采用LET-2200型探地雷達。探地雷達由主機、GC1500MHz、GC900MHz、GC400MHz和GC270MHz屏蔽天線、HP100MHz高能平板天線、AL1.5GHz車載喇叭天線、采集和數據處理軟件、測距裝置及雷達配件組成，可用于隧道超前地質預報、隧道襯砌施工質量監控探測、路基路面質量及缺陷探測、高速公路面層厚度檢測、橋梁結構及構件的質量及缺陷探測和地下管線探測等領域。2、路面雷達基層裂縫測試方案本次路面雷達基層裂縫測試主要是對三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路雙向所有車道（含路肩）。路面雷達測試天線頻率選擇為400HZ。裂縫檢測采取分段的方式進行現場測試，以里程樁號為依據，4km為一個檢測段，各段的起止位置與現場整樁號對齊，各車道檢測線為車道中線。3、FWD測試方案本次動態彎沉檢測設備采用Dynatest8000型落錘式彎沉儀，該設備是目前國際上使用最廣泛，性能最先進，系統最穩定可靠的型號。一級荷載，兩次加載，設定標準荷載為50kN，與瀝青混凝土路面設計規范采用的100KN單軸雙輪組一側的荷載對應。4、FWD與貝克曼梁比對試驗通過對三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路全線路面結構和地質條件的調研，選取代表性路段5處，每處約2km。對試驗路段對測點在現場做好標記，先用FWD進行檢測，記錄FWD彎沉盆數據。再用貝克曼梁在相應測點上進行測試，荷載采用標準軸載。主要成果：近年來，以探地雷達、瑞雷波為代表的地球物理方法用于道路工程檢測成為熱點問題。目前，我國公路路面厚度測試常采用鉆孔測量芯樣厚度的方法，給路面造成損壞或留下隱患，而探地雷達測試系統是一種非接觸、非破損的路面厚度測試技術，它可以檢測公路結構層厚度及識別脫空，進行壓實度及含水量的評價等。探地雷達具有探測速度快、非接觸、非破壞性、分辨率高、可直接獲得地下剖面圖、可進行數據的實時成像處理、檢測費用低廉的特點，而且它還可以檢測橋面混凝土剝落情況、橋內混凝土與鋼筋脫離狀況等，它以其特有的高分辨率在淺層或超淺層探測中有著極其廣闊的應用。通過以上四項檢測方案，預計可得到以下成果：1、通過雷達檢測的應用，計算路面各結構層施工厚度，并分路段對各結構層厚度測試結果進行數理統計分析。2、通過對雷達圖像數據的解析研判，確定基層裂縫的位置（樁號）、長度、深度、寬度等。3、基于FWD動態彎沉盆數據，分析基層層間結合狀態，及時發現松散、層間結合不良等基層病害。4、分析各影響因素對回歸關系式的影響。為基于動態彎沉進行基層和面層施工質量檢驗提供參考依據。理論意義及實際應用價值：半剛性基層瀝青路面由于整體強度高、板體性好、耐久性好等突出優點，其在我國應用十分廣泛。三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路全線均采用半剛性基層瀝青路面。從我國半剛性基層瀝青路面設計、施工及養護的工程實踐來看，半剛性基層瀝青路面存在以下主要問題：（1）半剛性基層極易由于干縮和溫縮導致開裂。這些裂縫如不在瀝青面層施工前及時發現和重點處治，將容易導致反射裂縫、坑槽、松散等嚴重的瀝青路面早期病害，而且后期處治非常困難，且效果較差，嚴重影響半剛性基層瀝青路面的使用壽命和服務水平。（2）施工單位為了保證通過質量驗收，確保基層的強度及在檢驗中取出完整的芯樣，可能增加水泥劑量，將導致基層剛度過大。基層剛度過大將引起瀝青路面與基層的剛度比不協調，使車輛的沖擊荷載不能較快消散，引起過大的路面結構損傷，路面使用壽命的降低。（3）施工單位有可能為了既滿足檢測指標，同時又降低造價，人為增加基層厚度，減少瀝青面層厚度或改變各路面面層厚度（導致整個路面結構厚度符合要求，但各結構層厚度不符合要求）。柔性層偏薄將導致路面抗裂性能大大降低。針對以上半剛性基層瀝青路面施工中的突出問題，傳統的檢測方法即路面抽芯、貝克曼梁、劈裂試驗等傳統檢測方法不能完全滿足檢測評價要求。主要原因如下：（1）抽芯檢驗屬于破壞性試驗，其檢驗頻率有限，不可避免地存在檢驗盲區，使得檢驗結果代表性較差。（2）貝克梁檢測的是路面單點彎沉，反應的是檢測面向無限深范圍內的整體強度，不能檢驗指定結構層的剛度，對基層結構內部的松散或層間結合不良等病害不能準確識別，而且其檢驗受外界因素影響大，精度有限。（3）基層裂縫采取目測法評定，其對發源于基層底部，但沒有完全貫通基層的裂縫難以做到及時識別，并加以重點的預防性處治。路面無損檢測技術由于檢測速度快、精度高和對路面結構無損的技術特點，其被交通運輸部確定為我國“十二五”期間重點推廣應用的先進技術。該技術能有效彌補傳統檢測方法和手段的不足，對于控制施工質量具有意義。根據湖南省交通運輸廳和湖南省高速公路管理局“工程質量年”的要求，本項目擬引入先進的無損檢測技術（落錘式彎沉儀、路面雷達）對三淅高速公路靈寶至盧氏段高速公路路面結構施工質量及其缺陷進行全面檢測評價。檢測結果作為業主全面了解基層完工后的工作狀態，對于控制施工質量具有重要意義。指導及輔導試驗、論文撰寫人員姓名職稱主要工作任務備注曾勝教授選題及研究工作過程指導趙健博士選題及研究工作過程指導選題來源、經費預算項目預計經費（元）經費來源備注技術服務項目6000研究生培養經費課題經費選題來源5物質條件（實驗、測試、數據處理手段等）：1、試驗條件長沙理工大學交通運輸工程學院、長沙理工大學交通科學研究院、三淅高速公路注：選題來源類型為：1、國家及國務院各部門項目；2、國家科學基金項目；3、國防科研項目；4、地方政府項目；5、企事業單位委托項目；6、其