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交通运输部科技项目可行性研究报告项目名称:高等级公路路基病害快速综合诊断及加固新技术研究第一承担单位:长沙理工大学(公章)编写日期: 、必要性 、推广应用领域 、开发实施方案 ,也是公路养护的重要内容之一。我国高等级公路网覆盖面广、各类地形地质条件复杂。从已通车的高等级公路来看,路基沉陷、不均匀沉降、高边坡滑塌、挡墙开裂、锚杆失效等各类典型路基病害屡见不鲜。路基病害的存在,大大减少了高等级公路的使用寿命和服务水平,甚至导致交通中断和恶劣交通事故,造成了重大的经济损失和社会不良影响。因此,如何准确、快速地诊断高等级公路路基病害,并科学处治路基病害,是道路工程界面临的一大重要课题。国内外大量研究已经证明,对公路病害遵循“早发现”、“早诊断”、“早预防”的预防性养护策略,是公路养护最科学、有效的养护方法。然而,目前我国高等级公路受以下两大关键技术因素的制约,路基的预防性养护仍处于较低水平。一是缺乏成熟的路基的快速综合诊断技术与装备。路基与路面相比属于隐蔽性工程,路基病害的诊断十分困难。目前对于路基病害的诊断与检测主要以传统的钻探、挖掘等破坏性试验为主,不仅效率低,采样频率低,代表性差,成本高,而且也没有一套成熟的路基病害诊断指标体系,不能满足对路基病害快速诊断的需要。二是路基养护技术水平仍然落后,有效路基养护维修措施比较缺乏,路基养护的新技术、新材料和新工艺的研究水平远远落后于路面等其它公路设施。基于此,本项目拟针对目前我国高等级公路路基养护两大制约性技术问题,开展高等级公路路基病害快速综合诊断及加固新技术研究。旨在研究路基病害快速识别及处治的新方法和新手段,大大促进我的提高。,使得对其检测诊断的检测难度大大增加。为此,国内外学者围绕路基病害特点,应用多种无损检测技术对对公路路基病害诊断进行了一些有益的探讨。目前可用于路基病害诊断的主要方法有:地质雷达法;高密度直流电法;FWD模量反算法;浅层地震法;瑞雷面波法、声波反射法;冲击回波法等。地质雷达法地质雷达法是利用电磁波在不同介电常数和电导率的介质中传播速度不同及在不同介质分界面电磁波反射的原理,来确定界面或病害的位置,通过分析接收波的形态、特征来判别病害的性质的一种无损检测方法。该方法在我国应用广泛于隧道施工的超前地质预报中,如李为腾等应用地质雷达技术进行了胶州湾海底隧道F4-5含水断层的超前地质预报。近年来,许多学者也对地质雷达在路基病害诊断中的应用理论与方法进行了研究。如杨新安[6],廖立坚[7]等研究了铁路路基雷达探测图像的自动解析算法,并应用于根据沪宁线地质雷达检测翻浆冒泥病害的实践,给出路基结构分层及其雷达图像特征,并建立数据库,对翻浆冒泥病害识别精度能达到90%。王晋国等根据电磁理论和现代信号处理原理,提出了应用小波反射系数估计和层速度估计定量提取土体相对介电常数,并以此定量估算路基含水量的方法。杨峰等提出了对数功率谱分析路基隐伏病害的观点,把时间剖面转换为谱剖面。空洞病害对电磁波的频谱响应具有较高灵敏度,利用对数功率谱算法和高斯窗口函数来计算时间窗口的对数功率谱剖面,提高了对空洞这类隐伏病害的识别能力。齐云龙等以超强地面耦合50MHz雷达天线探测为例探讨了砂岩及其坡积物结构面的地质雷达图像解译技术。余志雄等应用复信号分析技术对地质雷达数据进行了处理,其较大地提高了分辨率,提高了地质雷达图像解析的可信程度。同时,国外对地质雷达雷达应用于路基病害诊断在进行了一些报道[8][9]。从国内外研究现状来看,地质雷达应用与路基病害诊断是基本可行的,但是由于各种介质的相对介电常数难以确定,而且信号干扰因素