路基注浆加固效果的检测评价方法与流程

1.本发明涉及路面注浆检测技术领域，具体涉及一种路基注浆加固效果的检测评价方法。


背景技术：

2.道路注浆加固技术是对既有道路路基加固的一种方法，该技术具有对道路破坏小、施工方便、加固效果明显等优点。然而，由于路基注浆加固属隐蔽工程，如果发生质量问题，会达不到加固效果，致使路基强度不足，从而导致路基路面发生早期破坏，造成返工等巨额损失。因此，在注浆后需要对注浆加固效果进行检测。
3.现有的道路注浆加固效果检测方法有钻孔取芯法、地址雷达探测法钻孔窥视法等，这些方法多为定性评价，只能评定好或者不好，对于不好的结果无法提供有用的依据。
4.对此，有人提出了无损检测方法，例如，p-q-t评价法，根据注浆时的注浆压力、注浆量以及注浆时间对注浆加固效果进行评价。这种方法没有考虑到注浆设备、注浆原料等因素对注浆结果的影响，评价方式较为片面，评价结果的准确度也不高。
5.还有人提出了采用落锤式弯沉仪（fwd）等设备反演路基动态弹性模量的提高率来表征注浆效果的方法，该评估方法需要使用一些基本的材料参数，包括路面层和基层的弹性模量等，但是，考虑到注浆的路段道路面层和基层必然出现了损坏，其弹性模量通常取面层和基层同样的“初始模量”，而非既有道路出现损坏后的“有效模量”，其反演的路基模量必然和真实模量之间存在很大的差异，使结果的准确性存疑。另外，注浆浆液对于面层和基层也有一定的补强作用，尤其是底基层和路基的交接处，该区域是道路的“薄弱”区域，恰恰是注浆“重点”区域，注浆加固的效果尤为明显，此时，注浆后的路基和基层已连为一体，这种方法判定的注浆效果是不准确的。
6.此外当前市面上还存在诸如“水泥注浆”、“改性的聚合物注浆”、“高聚物注浆”等道路注浆形式，不同单位施工技术不一、鱼龙混杂，部分施工单位还存在着“浆液流动性不重要，只要能注就行，注浆压力越大越好，注浆量越多越好”的想法。实际上，浆液越是粘稠、注浆压力越大、浆液量越多就越有可能破坏道路整体结构，使得道路各结构层更为“疏松”，承载力相较于注浆前反而降低，导致无效注浆。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是：现有的评价方法无法进行定量评价，且无法检测出“无效注浆”的技术问题。为此，本发明提供一种路基注浆加固效果的检测评价方法。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种路基注浆加固效果的检测评价方法，包括以下步骤：s1、在测试路段标记多个弯沉测试点；s2、对多个弯沉测试点进行探地雷达探测并测试注浆前的弯沉测试值l
i前
；s3、统计所述注浆前的弯沉测试值l
i前
的舍弃数量n1；
s4、测试所述弯沉测试点在注浆后的弯沉测试值l
i后
；s5、统计所述注浆后的弯沉测试值l
i后
的舍弃数量n2；s6、计算注浆前的综合当量回弹模量e1以及注浆后的综合当量回弹模量e2；s7、计算综合当量回弹模量e1和e2的比值作为评价指标，根据评价指标以及舍弃数量n1和n2的比值，综合评价注浆加固效果。
9.进一步的，所述注浆前的综合当量回弹模量e1的计算公式为：
10.其中，、、表示权重系数，且++=1，表示测试车轮的平均垂直载荷，表示测试加载车双圆载荷单轮传压面当量圆的半径，表示测试层材料的泊松比，表示弯沉系数，表示注浆前的弯沉代表值。
11.进一步的，步骤s7的评价策略包括：初次评价和再次评价。
12.进一步的，所述初次评价包括：若＜100%且n1/n2＞1，则判定本次注浆不合格，为无效注浆，需要重新注浆；若100%≤＜110%，则判定本次注浆效果未达到预期，需要补浆；若≥110%，则判定本次注浆加固合格。
13.进一步的，所述再次评价包括：若初次评价中需要重新注浆或补浆的测试路段，在整改后≥110%，则改判为本次注浆加固合格；若整改后105%≤＜110%，表明测试路段本身存在问题，注浆方式有效，改判本次注浆加固合格；若整改后100%≤＜105%，则采用雷达探测的方式对测试点进行探测，若探测未发现脱空、不密实的情况，则改判本次注浆加固合格，否则，判定本次注浆仍不合格；若整改后＜100%且n1/n2＞1，则表明重新注浆或补浆超量，破坏了道路结构，判定本次注浆仍不合格。
14.进一步的，所述注浆前的弯沉代表值的计算公式为：，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的平均值，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的标准差，k表示温度修正系数。
15.进一步的，弯沉测试值的舍弃依据为：当沉弯测试点经雷达探测发现在测试点0.3m范围内的沥青层、基层存在明显脱空时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值；当沉弯测试点的极限值大于对应的临界值时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值；当弯沉测试值大于+3s或弯沉测试值小于-3s时，表示弯沉测试值的平均值，s表示弯沉测试值的标准差，舍弃该弯沉测试值。
16.进一步的，所述极限值的计算公式为：，表示弯沉测试值与平均值之间的差值，表示自然误差。
17.进一步的，所述弯沉测试值通过贝克曼梁弯沉仪或落锤式弯沉仪测量得到。
18.本发明的有益效果是，通过对评价参数的改进以及评价策略的改进，一方面，能够实现定量化对注浆效果进行评价，能够分析出“无效注浆”的情况，不仅可以提高评价结果的准确性，而且可以对施工单位提供整改依据；另一方面，采用新型的评价策略，可以减少施工单位的经济损失，也有利于整改提高道路注浆效果。并且，本方法的综合当量回弹模量具有通用性，有利于提高现场评价的检测效率。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.图1是本发明的检测评价方法的流程图。
21.图2是道路结构层的示意图。
具体实施方式
22.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.如图1至图2所示，本发明的路基注浆加固效果的检测评价方法，包括以下步骤：s1、在测试路段标记多个弯沉测试点。s2、对多个弯沉测试点进行探地雷达探测并测试注浆前的弯沉测试值l
i前
。s3、统计注浆前的弯沉测试值l
i前
的舍弃数量n1。s4、测试弯沉测试点在注浆后的弯沉测试值l
i后
。s5、统计注浆后的弯沉测试值l
i后
的舍弃数量n2。s6、计算注浆前的综合当量回弹模量e1以及注浆后的综合当量回弹模量e2。s7、计算综合当量回弹模量e1和e2的比值作为评价指标，根据评价指标以及舍弃数量n1和n2的比值，综合评价注浆加固效果。
26.本发明通过计算注浆前、后的综合当量回弹模量的比值作为评价指标，能够实现定量化评价，并且，通过评价指标结合异常点的数量能够分析出“无效注浆”的情况，有利于
提高评价结果的准确性，并为施工单位提供改善依据。
27.需要说明的是，弯沉是指在规定的荷载作用下，路基或路面表面产生的总垂直变形值（总弯沉）或垂直回弹变形值（回弹弯沉），以 0.01mm 计。在测试路段标记多个弯沉测试点可以采用均匀标记法（将道路沿纵向或横向进行等间距划分， 并在划分点处做好标记， 在划分点上布置测试点）、连续标记法（按相应标准的规定，沿道路纵向间距连续、均匀布置测区）等方式。标记好弯沉测试点后，即可开始测试。例如，弯沉测试值可以通过贝克曼梁弯沉仪或落锤式弯沉仪测量得到。
28.基层是路面结构的主要承重层，但是对以水泥稳定碎石为基层的既有道路而言，底基层强度的弱化速率明显大于上基层，而道路承载能力下降通常是先从底基层的疲劳破坏开始的。注浆是利用浆液渗透、压密、劈裂的作用，可有效填充提升路基及底基层的密实度，注浆不仅提升了路基的弹性模量，同时能提升道路整体的弹性模量，所以，采用道路整体的弹性模量可以表征注浆效果。
29.需要说明的是，本发明中的综合当量回弹模量并不是常规的单一回弹模量，而是综合型的回弹模量。
30.注浆前的综合当量回弹模量e1（单位mpa）的计算公式为：
31.其中，、、表示权重系数，且++=1，表示测试车轮的平均垂直载荷（mpa），表示测试加载车双圆载荷单轮传压面当量圆的半径（mm），表示测试层材料的泊松比，表示弯沉系数（例如取0.712），表示注浆前的弯沉代表值。其中，18638=176p0r，p0表示落锤式弯沉仪的承载板施加载荷（mpa），r表示落锤式弯沉仪承载板半径（mm）。
32.需要说明的是，本发明的综合当量回弹模量的计算公式考虑了三个方面：检测工具（贝克曼梁弯沉仪、落锤式弯沉仪）、路面类型（基层顶面、路面顶面）以及经验统计。对于同一段道路，可能会出现多种情况（平整、坑洼、破损等），不同施工单位可能会采用不同的检测工具，同一施工单位的不同施工小组可能也会采用不同的检测工具（测试工具数量有限），这就导致在检测时会出现多种多样的因素。本发明的综合当量回弹模量综合了贝克曼梁弯沉仪、落锤式弯沉仪的理论回弹模量的计算方式以及经验统计得出的回弹模量的计算方式，然后，根据现场实际采用的方式设置权重系数，即可计算出测试路段的综合当量回弹模量。例如，某一测试路段三分之一路面是采用贝克曼梁弯沉仪测试的，三分之一路面是采用落锤式弯沉仪测试的，三分之一路面是采用贝克曼梁弯沉仪测试并结合经验，这样，权重系数可以设为=1/3，=1/3，=1/3。
33.由此，采用综合当量回弹模量，不仅可以提高计算结果的准确性，从而提高评价结果的准确性，而且，还可以实现定量化评价，利于为后续整改提供依据。此外，采用综合当量回弹模量还有一个作用是，可以提高评价方法的通用性，现有的回弹模量的计算公式只能适配一种检测方式，更换测试方式后就得更换计算方式，对现场测试单位来说非常不便利，而采用本方法，不管是采用贝克曼梁弯还是落锤式，均能够计算综合当量回弹模量，能够大
大提高现场的测试效率。
34.注浆后的综合当量回弹模量e2与注浆前的综合当量回弹模量e1的计算方式相同，此处不再赘述。
[0035]35.例如，标记的弯沉测试点共有n个，先采用雷达对弯沉测试点进行探测，如果发现弯沉测试点存在脱空、不密实的情况，进行记录，便于后续有针对性的注浆。然后测试各个弯沉测试点的注浆前的弯沉测试值l
i前
，i=1，2，...，n，计算所有弯沉测试值l
i前
的平均值，所有弯沉测试值l
i前
的标准差为，由此，可以计算出弯沉测试值与平均值之间的差值，则沉弯测试点的极限值，表示自然误差，。
[0036]
其中，在综合当量回弹模量的计算公式中，弯沉代表值的计算公式为：，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的平均值，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的的标准差，k表示温度修正系数。由于注浆前沥青面层的温度和注浆后沥青面层的温度会有所差别，为了保证注浆前后的弯沉数据具有可比性，减少干扰，本方法中设置了温度修正系数，k的其具体取值可根据现场实际情况进行设置。
[0037]
需要说明的是，对于弯沉测试值的舍弃按照以下依据进行：（1）当沉弯测试点经雷达探测发现在测试点0.3m范围内的沥青层、基层存在明显脱空时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值。（2）当沉弯测试点的极限值大于对应的临界值时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值。（3）当弯沉测试值大于+3s或弯沉测试值小于-3s时，表示弯沉测试值的平均值，s表示弯沉测试值的标准差，舍弃该弯沉测试值。其中，极限值对应的临界值可参考表1。舍弃不合格的弯沉测试点可以显著提高计算结果的准确性。
[0038]
表1
[0039]
得到注浆前的综合当量回弹模量e1、注浆前的舍弃数量n1、注浆后的综合当量回弹模量e2、注浆后的舍弃数量n2后，可以对测试路段的注浆加固效果进行评价。评价因素包括两方面：评价指标和舍弃数量的比值n2/n1。
[0040]
评价策略包括：初次评价和再次评价。
[0041]
初次评价包括：若＜100%且n1/n2＞1，则判定本次注浆不合格，为无效注浆，需要重新注浆。这
种情况说明注浆后的既有道路的综合当量回弹模量小于注浆前，并且注浆后的异常点数量明显增多，表明本次注浆不仅没有起到道路加固的效果，反而破坏了道路的整体结构，导致道路各结构层之间更加“疏松”，同时，也表明本次注浆施工本身也存在问题（例如是材料问题、施工不规范等）。
[0042]
若100%≤＜110%，则判定本次注浆效果未达到预期，需要补浆；这种情况表明注浆后起到了一定的加固效果，但是并未达到预期，需要进行补浆。
[0043]
若≥110%，则判定本次注浆加固合格。这种情况表明，注浆后的综合当量回弹模量增加了10%以上，符合预期效果。
[0044]
在初次评价后，评价单位根据初次评价结果给予施工单位改善措施，施工单位可以根据结果进行修补或重新注浆。整改后，评价单位进行再次评价。这样做的目的是，往往一次道路注浆施工的项目经费是庞大的，也耗费了很多人力物力，如果评价单位在初次评价后直接定下结论，会导致项目施工单位损失巨大，不利于社会的发展。因此，本评价方法设置了再次评价。
[0045]
再次评价包括：若初次评价中需要重新注浆或补浆的测试路段，在整改后≥110%，则改判为本次注浆加固合格。
[0046]
若整改后105%≤＜110%，表明测试路段本身存在问题，不是光靠注浆就能提升加固效果的，本次注浆方式有效，改判本次注浆加固合格。
[0047]
若整改后100%≤＜105%，则采用雷达探测的方式对测试点进行探测，若相对于注浆前探测未发现新的脱空、不密实的情况，则改判本次注浆加固合格，否则，判定本次注浆仍不合格；若整改后＜100%且n1/n2＞1，则表明重新注浆或补浆超量，破坏了道路结构，判定本次注浆仍不合格。
[0048]
综上所述，本发明通过对评价参数的改进以及评价策略的改进，一方面，能够实现定量化对注浆效果进行评价，不仅可以提高评价结果的准确性，而且可以对施工单位提供整改依据；另一方面，采用新型的评价策略，可以减少施工单位的经济损失，也有利于整改提高道路注浆效果。并且，本方法的综合当量回弹模量具有通用性，有利于提高现场评价的检测效率。
[0049]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在测试路段标记多个弯沉测试点；s2、对多个弯沉测试点进行探地雷达探测并测试注浆前的弯沉测试值l
i前
；s3、统计所述注浆前的弯沉测试值l
i前
的舍弃数量n1；s4、测试所述弯沉测试点在注浆后的弯沉测试值l
i后
；s5、统计所述注浆后的弯沉测试值l
i后
的舍弃数量n2；s6、计算注浆前的综合当量回弹模量e1以及注浆后的综合当量回弹模量e2；s7、计算综合当量回弹模量e1和e2的比值作为评价指标，根据评价指标以及舍弃数量n1和n2的比值，综合评价注浆加固效果。2.如权利要求1所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述注浆前的综合当量回弹模量e1的计算公式为：其中，、、表示权重系数，且++=1，表示测试车轮的平均垂直载荷，表示测试加载车双圆载荷单轮传压面当量圆的半径，表示测试层材料的泊松比，表示弯沉系数，表示注浆前的弯沉代表值。3.如权利要求1所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，步骤s7的评价策略包括：初次评价和再次评价。4.如权利要求3所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述初次评价包括：若＜100%且n1/n2＞1，则判定本次注浆不合格，为无效注浆，需要重新注浆；若100%≤＜110%，则判定本次注浆效果未达到预期，需要补浆；若≥110%，则判定本次注浆加固合格。5.如权利要求4所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述再次评价包括：若初次评价中需要重新注浆或补浆的测试路段，在整改后≥110%，则改判为本次注浆加固合格；若整改后105%≤＜110%，表明测试路段本身存在问题，注浆方式有效，改判本次注浆加固合格；若整改后100%≤＜105%，则采用雷达探测的方式对测试点进行探测，若探测未发现脱空、不密实的情况，则改判本次注浆加固合格，否则，判定本次注浆仍不合格；若整改后＜100%且n1/n2＞1，则表明重新注浆或补浆超量，破坏了道路结构，判定本次注浆仍不合格。6.如权利要求2所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述注浆前的弯沉代表值的计算公式为：，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的平均值，表示舍弃不合格的弯沉测试值l
i前
后剩余的弯沉测试值的标准差，k表示温度修正系数。7.如权利要求6所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，弯沉测试值的舍弃依据为：当沉弯测试点经雷达探测发现在测试点0.3m范围内的沥青层、基层存在明显脱空时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值；当沉弯测试点的极限值大于对应的临界值时，舍弃该沉弯测试点的弯沉测试值；当弯沉测试值大于+3s或弯沉测试值小于-3s时，表示弯沉测试值的平均值，s表示弯沉测试值的标准差，舍弃该弯沉测试值。8.如权利要求7所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述极限值的计算公式为：，表示弯沉测试值与平均值之间的差值，表示自然误差。9.如权利要求1所述的路基注浆加固效果的检测评价方法，其特征在于，所述弯沉测试值通过贝克曼梁弯沉仪或落锤式弯沉仪测量得到。

技术总结
本发明公开了一种路基注浆加固效果的检测评价方法，包括以下步骤：S1、在测试路段标记多个弯沉测试点。S2、对多个弯沉测试点进行探地雷达探测并测试注浆前的弯沉测试值L


技术研发人员：周文平 刘小泉 顾荣军 王路艳 张菁燕 黄海鲲 郭峰
受保护的技术使用者：常州市建筑科学研究院集团股份有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/14