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我国公路建设过程也是其技术规范不断完善和施工水平逐步提高的过程。经过10多年运行，虽然大部分路基在动载作用下已基本稳定，但由于初期公路是在规范不成熟，施工技术、管理水平较低的状况下建设的，路基填料、压实度、排水等要求较低，有些路基在自然环境的长期作用下其性状(水文状况、承载能力等)发生了很大变化，由此引起了很多路基路面病害，严重时路基整体破坏甚至造成交通中断。因此预防和修复病害成为公路养护部门的一项重要工作。
另外一方面，我国开始大规模进行高等级公路建设已经有十多年时间，随着社会经济的发展，公路交通量呈现快速增长趋势，这使得一部分原有公路设计规模已经不能满足现状，加之车辆超载重载等现象的普遍存在，未到设计年限，即需要进行改扩建升级。而目前设计施工规范对新建公路提出了更高的要求，原有路基路面状况能否满足现有要求，成为广大设计者和建设管理部门关心的问题。
这些情况下都需要对既有路基进行检测，以客观评价路基状况，为养护维修和改扩建工程及时提供决策和设计依据。而关于既有路基的检测评价，国内外尚缺乏成熟的先进技术。现行规范中有关路基现场检测的方法和评价指标仅限于新建路基表面，不能进行深层测试。
所以，既有路基状况的检测评价技术是当前急需解决的技术问题。
1既有路基调查内容及检测方法
1．1既有路基调查目的及特点
作为路面的支承结构既有路基被路面结构层所覆盖，加之在经过车辆运行、养护维修和自然环境的长期作用后其性质和状态都将发生一定变化，所以既有路基内部现状一般很难通过竣工资料了解清楚，这造成公路改扩建时难以判断其是否满足新标准和规范的要求；由于路基病害形式的隐蔽性和长期积累性，一些由路基病害引起的路面病害由于缺乏足够证据证明，往往造成公路养护部门维修决策的困难，因此路基调查的目的在于了解路基现状以及路基病害情况，为设计、养护、病害处治、灾害预防提供依据。
公路既有路基调查检测区别于一般地质调查或新建路基质量检测，有以下特点：
(1)调查环境条件要求高。公路往往为地区间交通主要通道，车流量大，调查检测不可中断交通，也不能过多干扰车辆正常行驶。
(2)现有路基调查手段受限。公路既有路基上覆有较厚的路面结构层(一般H≥6Ocm)，无法用现行路基路面现场检测规范中的承载板、CBR、弯沉等表层测试方法进行，采用FWD测试结果反算路基模量等间接测试方法还不成熟，反算指标(动态模量)也缺乏评价标准。
(3)既有路基状况复杂，调查复杂。一条公路既有路基可能修建于不同时期，分布地域较广，填筑土质，基底状况、自然地理环境差异很大，又由于路基为层状人工构筑物，即便同一地点不同深度填土和状况也是千差万别，没有任何规律可循，因此造成调查检测困难。
(4)既有路基经过多年使用，内部结构大部分已趋于自然平衡稳定状态，评价其强度和稳定性指标和方法应有异于一般路基。
1．2既有路基调查内容
既有路基调查内容应能反映路基状况，具体应根据调查目的、检测手段和资金状况确定，一般包括以下方面内容：
(1)路基填料物理性状。如填土工程类型(颗粒组成、界限含水量)，含水率(稠度)、密度(包括压实度、相对密度)等。
(2)路基力学强度指标。如现场CBR承载比、路基回弹模量E0(回弹弯沉l0)、填土的抗剪强度指标c和 路基承载力等。
(3)路基路面结构分层状况，如路面结构层厚度、路基路面层间状况、路基内部排水状况、路基基底状况。
(4)路基路面病害状况，如路基病害平面、纵向分布范围，病害类型，与路面病害关系等。
1．3 既有路基检测方法
如上节所述，既有路基的特点造成现有的路基检测方法和一般的地基检测手段都难以直接使用，即便有可行的检验手段，因缺乏相应的标准也难以作出恰当的评估。目前对既有路基检测方法多来自生产实践中的摸索，大致可分为如下3类。
(1)适应既有路基特点，对现有仪器改进后的检测方法。主要是适应深层检测要求。如某山区一级公路升級改造勘察中研制了传力杆成功改进现场承载板、CBR测试方法，测试深度达到3m(车辆的荷载作用区)，为路基稳定性评价提供了可靠数据。
深层核子密度湿度仪检测。利用核子密度湿度仪可以检测路基的密实度和含水量，其原理是通过测量 射线在经物质散射前后强度的变化和测试快中子的散射能量来确定被测物质的密度和含水量。现行路基路面现场测试规程中的方法仅适用于路基路面表层检测，深层核子密度湿度仪可以通过对既有路基开孔检测深层路基。此类仪器常见的有美国CPN国际公司CPN501DR型(测试深度0．2-l.Om，如图l所示)，湖南交科所的MT5012D型(测试深度0．64m)。这些仪器在路基深层压实度检测和桥梁台背回填土压实度检测等方面已有应用。
此类方法其优点在于检测指标可以参考现行规范直接用于路基评价，但需局部开挖，检测效率较低，对行车有干扰，由于仪器普及度不高，检测方法难以有统一标准。
(2)采用地基深层原位测试技术。
原位测试可在原位的应力条件、天然含水量下进行，克服了钻孔及室内试验对土的扰动，对难以取原状样的土(如路基常采用的碎石土)测试优势明显。动力触探等测试还有可以取得土层在深度上连续记录，提供土层在深度上变化的完整信息的优点。可用于既有路基检测的深层原位测试技术主要包括：轻型、重型圆锥动力触探，便携式动力触探，标准贯入试验。一般需要结合路基钻探进行。原位测试可用于土层划分、承载力确定、密实状态判断等方面。
动力触探是按规定的锤击能量将探头打入土中一定深度，根据所需的锤击数来区分及确定土层物理力学指标的方法。其中锤重10kg落距50cm的轻型动力触探可用于细粒土路床质量评估，锤重63．5kg落距76cm的重型动力触探可用于砂土、碎石土和极软岩路基评估，但其分辨率不高，易受介质不均匀的影响；便携式动力触探是其他贯入触探设备的改进产品，贯入时由数据采集系统连续记录锥尖阻力，对土层有较高的分辨率，并可滤掉介质不均的影响，检测结果稳定可靠，且具有携带方便的特点；标准贯入试验采用标准贯入击数评价均匀土层地基承载力，还可用于强度变形参数的确定，应用面广，有规范可查。
原位测试方法测试是一种间接测试方法，其结果一般需通过经验换算、查表得到常用的地基基础物理力学指标，这些指标也无法直接用于路基评价。但其测试有标准操作规程，简单易于推广，测试结果可用于直观定性评价路基状况和路基病害诊断。
(3)采用物探方法进行的无损检测技术。
运用物探方法探测路基运用较多的有地质雷达、面波法和电测法。地质雷达探测由天线定向向路基发射电磁波，在介质介电常数改变的地方会发生折射与反射，通过记录反射波能确定结构层交界位置。路基为人工填筑，具有明显的分层结构特性，具备地质雷达使用的地球物理条件，采用地质雷达可对路基病害和路床状况进行大面积调查，该技术具有无损、快速、直观的突出特点，但地质雷达一般只能反映结构现状，不能与路基物理力学指标联系。
面波法则通过在路基表面激振和接受信号，根据面板传播规律反演各地层波速情况，以波速区分地层调查地层异常，测试速度较快，对行车干扰小，但分辨率较低。
电测法是利用电场分布规律研究地层差异来认识地质构造的一种勘探方法，通过建立人工电场，用仪器测定电场分布，计算地下土层的电阻率，以此反映地层变化，探测路基病害分布范围等，但其精度受各种因素影响较多，测试速度也不快，难以建立地层力学性质关系。
以上分析可见物探方法只适合用于大范围路基病害寻找和大致分布范围调查，定量评价路基病害状况和确定其分布还需要结合开挖或其他钻孔原位测试技术。
可将常用路基检测方法特点进行比较，见表1。
对公路等干线公路路基病害检测，在只具备一般检测手段情况下，建议采甩地质雷达普查，动力触探和钻探进行点面结合的方法进行。
2 既有路基检测技术在工程中应用
2．1 工程简介
泉厦高速公路扩建工程泉州段A1合同段起于泉州互通，终于大坪山隧道，起讫里程为K387+982.446-YYK395+000。路基工程利用原有公路在两侧加宽8米，为整体式42米路基。为确保扩建工程质量，甲方要求设计、监理、施工单位对既有路基硬路肩、土路肩以及路面发生病害的路段进行路基调查。
2．2 路基调查方法和内容
路基调查与路面调查与检测同步进行。路基采取钻孔勘察记录、现场原位测试和取样试验3种方式综合调查分析。
(1)路基钻孔
钻孔调查内容包括路面垫层与路床状况，路基填土状况及土层划分。
(2)原位测试
由于该路路基填料中含有较多成分的砾石、砂，因此选择超重型圆锥动力触探方法，锤重120kg，落距100cm，测试指标为贯入10cm的锤击数N120，该测试方法简单快速，适于本次路基调查要求。测试结果也可换算成重型触探锤击次数，进行评价。本次评价标准参考了《岩土工程勘察规》(GB 50021-2001)。见表2。
圆锥动力触探测试可用于土层划分和路基分层强度检测。
(3)取土样试验
取样试验检测项主要有：天然含水量、颗粒分析、液塑限、密度，部分土还进行了填料压实试验和CBR强度试验，主要用于了解填料性质和填土类型划分。
2．3 调查结果分析
(1)路段填土可大致作3段划分。
A段，路基填土多为黄色、深色、红色含砾低液限粘土和砂土，其次为夹黑色碳质页岩、泥岩碎石土和部分高液限土，填土类型较多，土质总体较差。
B段，路基填土多为黄色、褐色、红色含砾2O~40％的低液限粘土或砂土。
C段，路基填料以砂土为主，其次为碎石土。
(2)经过对路基钻孔调查检测，总结出以下4种引起路面破坏的路基典型模式：
模式一：路床表面积水软化，路基填土性质差；
模式二：路基底部原地表松散風化层造成局部路基沉陷；
模式三：路堑段路床回填厚度偏薄不均。
模式四：台背回填用料颗粒粒径偏大，细料不足，级配较差，压实度不足造成路基下沉。
统计结果表明全段路基病害发生率66％，实际路面病害点处存在路基病害的比例超过2／3。因此，可以推断路基病害成为该路路面病害形成和发展的主要原因。
(3)检测效果评价
本次调查工作运用上述调查检测方法效果明显，基本摸清了公路路基病害；既有路基强度不足判断标准可采用N ≤3或N ≤5，可作为今后类似工程参考。为了确定病害处理范围、减少钻孔和原位测试的盲目性，取得更好测试精度，建议初勘阶段采用物探手段对病害段进行大范围检测，圈定出典型异常点位置，有针对性的选取勘察测试方法。存在路床表面软化或厚度偏薄时，应采用轻型动力触探或便携式动力触探等分辨率较高的方法进行检测，可以较好描述路床状况。
2.4病害处理方案
(1)利用路基钻孔对既有路基进行压浆处理，提高路基强度；
(2)在新旧路基拼接处换填透水性材料，设置横向排水盲沟，铺设土工织物，提高路基的整体性；
3 结语
公路既有路基的检测评价是随公路技术发展中的提出的新问题，而且在今后也将越来越多的遇到，因此，依托一些先进的技术手段提出并建立一套快速、准确、可靠、对行车干扰较小的检测评价技术是十分迫切的。
几点建议：
(1)公路既有路基检测应根据检测的目的和要求，遵循原位钻孔和区域物探(地质雷达等)测试相结合(点面结合)、动态和静态相结合的检测方法，以便正确评估路基状况，同时也能从中提出用于路基处理后效果评价标准。
(2)现有各种检测方法各有特点，实际选取时应扬长避短，根据具体工程特点选择。
(3)今后应根据既有路基特点，建立一套可根据原位测试结果进行路基强度评价的新体系模式，以便此项技术推广应用。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
另外一方面，我国开始大规模进行高等级公路建设已经有十多年时间，随着社会经济的发展，公路交通量呈现快速增长趋势，这使得一部分原有公路设计规模已经不能满足现状，加之车辆超载重载等现象的普遍存在，未到设计年限，即需要进行改扩建升级。而目前设计施工规范对新建公路提出了更高的要求，原有路基路面状况能否满足现有要求，成为广大设计者和建设管理部门关心的问题。
这些情况下都需要对既有路基进行检测，以客观评价路基状况，为养护维修和改扩建工程及时提供决策和设计依据。而关于既有路基的检测评价，国内外尚缺乏成熟的先进技术。现行规范中有关路基现场检测的方法和评价指标仅限于新建路基表面，不能进行深层测试。
所以，既有路基状况的检测评价技术是当前急需解决的技术问题。
1既有路基调查内容及检测方法
1．1既有路基调查目的及特点
作为路面的支承结构既有路基被路面结构层所覆盖，加之在经过车辆运行、养护维修和自然环境的长期作用后其性质和状态都将发生一定变化，所以既有路基内部现状一般很难通过竣工资料了解清楚，这造成公路改扩建时难以判断其是否满足新标准和规范的要求；由于路基病害形式的隐蔽性和长期积累性，一些由路基病害引起的路面病害由于缺乏足够证据证明，往往造成公路养护部门维修决策的困难，因此路基调查的目的在于了解路基现状以及路基病害情况，为设计、养护、病害处治、灾害预防提供依据。
公路既有路基调查检测区别于一般地质调查或新建路基质量检测，有以下特点：
(1)调查环境条件要求高。公路往往为地区间交通主要通道，车流量大，调查检测不可中断交通，也不能过多干扰车辆正常行驶。
(2)现有路基调查手段受限。公路既有路基上覆有较厚的路面结构层(一般H≥6Ocm)，无法用现行路基路面现场检测规范中的承载板、CBR、弯沉等表层测试方法进行，采用FWD测试结果反算路基模量等间接测试方法还不成熟，反算指标(动态模量)也缺乏评价标准。
(3)既有路基状况复杂，调查复杂。一条公路既有路基可能修建于不同时期，分布地域较广，填筑土质，基底状况、自然地理环境差异很大，又由于路基为层状人工构筑物，即便同一地点不同深度填土和状况也是千差万别，没有任何规律可循，因此造成调查检测困难。
(4)既有路基经过多年使用，内部结构大部分已趋于自然平衡稳定状态，评价其强度和稳定性指标和方法应有异于一般路基。
1．2既有路基调查内容
既有路基调查内容应能反映路基状况，具体应根据调查目的、检测手段和资金状况确定，一般包括以下方面内容：
(1)路基填料物理性状。如填土工程类型(颗粒组成、界限含水量)，含水率(稠度)、密度(包括压实度、相对密度)等。
(2)路基力学强度指标。如现场CBR承载比、路基回弹模量E0(回弹弯沉l0)、填土的抗剪强度指标c和 路基承载力等。
(3)路基路面结构分层状况，如路面结构层厚度、路基路面层间状况、路基内部排水状况、路基基底状况。
(4)路基路面病害状况，如路基病害平面、纵向分布范围，病害类型，与路面病害关系等。
1．3 既有路基检测方法
如上节所述，既有路基的特点造成现有的路基检测方法和一般的地基检测手段都难以直接使用，即便有可行的检验手段，因缺乏相应的标准也难以作出恰当的评估。目前对既有路基检测方法多来自生产实践中的摸索，大致可分为如下3类。
(1)适应既有路基特点，对现有仪器改进后的检测方法。主要是适应深层检测要求。如某山区一级公路升級改造勘察中研制了传力杆成功改进现场承载板、CBR测试方法，测试深度达到3m(车辆的荷载作用区)，为路基稳定性评价提供了可靠数据。
深层核子密度湿度仪检测。利用核子密度湿度仪可以检测路基的密实度和含水量，其原理是通过测量 射线在经物质散射前后强度的变化和测试快中子的散射能量来确定被测物质的密度和含水量。现行路基路面现场测试规程中的方法仅适用于路基路面表层检测，深层核子密度湿度仪可以通过对既有路基开孔检测深层路基。此类仪器常见的有美国CPN国际公司CPN501DR型(测试深度0．2-l.Om，如图l所示)，湖南交科所的MT5012D型(测试深度0．64m)。这些仪器在路基深层压实度检测和桥梁台背回填土压实度检测等方面已有应用。
此类方法其优点在于检测指标可以参考现行规范直接用于路基评价，但需局部开挖，检测效率较低，对行车有干扰，由于仪器普及度不高，检测方法难以有统一标准。
(2)采用地基深层原位测试技术。
原位测试可在原位的应力条件、天然含水量下进行，克服了钻孔及室内试验对土的扰动，对难以取原状样的土(如路基常采用的碎石土)测试优势明显。动力触探等测试还有可以取得土层在深度上连续记录，提供土层在深度上变化的完整信息的优点。可用于既有路基检测的深层原位测试技术主要包括：轻型、重型圆锥动力触探，便携式动力触探，标准贯入试验。一般需要结合路基钻探进行。原位测试可用于土层划分、承载力确定、密实状态判断等方面。
动力触探是按规定的锤击能量将探头打入土中一定深度，根据所需的锤击数来区分及确定土层物理力学指标的方法。其中锤重10kg落距50cm的轻型动力触探可用于细粒土路床质量评估，锤重63．5kg落距76cm的重型动力触探可用于砂土、碎石土和极软岩路基评估，但其分辨率不高，易受介质不均匀的影响；便携式动力触探是其他贯入触探设备的改进产品，贯入时由数据采集系统连续记录锥尖阻力，对土层有较高的分辨率，并可滤掉介质不均的影响，检测结果稳定可靠，且具有携带方便的特点；标准贯入试验采用标准贯入击数评价均匀土层地基承载力，还可用于强度变形参数的确定，应用面广，有规范可查。
原位测试方法测试是一种间接测试方法，其结果一般需通过经验换算、查表得到常用的地基基础物理力学指标，这些指标也无法直接用于路基评价。但其测试有标准操作规程，简单易于推广，测试结果可用于直观定性评价路基状况和路基病害诊断。
(3)采用物探方法进行的无损检测技术。
运用物探方法探测路基运用较多的有地质雷达、面波法和电测法。地质雷达探测由天线定向向路基发射电磁波，在介质介电常数改变的地方会发生折射与反射，通过记录反射波能确定结构层交界位置。路基为人工填筑，具有明显的分层结构特性，具备地质雷达使用的地球物理条件，采用地质雷达可对路基病害和路床状况进行大面积调查，该技术具有无损、快速、直观的突出特点，但地质雷达一般只能反映结构现状，不能与路基物理力学指标联系。
面波法则通过在路基表面激振和接受信号，根据面板传播规律反演各地层波速情况，以波速区分地层调查地层异常，测试速度较快，对行车干扰小，但分辨率较低。
电测法是利用电场分布规律研究地层差异来认识地质构造的一种勘探方法，通过建立人工电场，用仪器测定电场分布，计算地下土层的电阻率，以此反映地层变化，探测路基病害分布范围等，但其精度受各种因素影响较多，测试速度也不快，难以建立地层力学性质关系。
以上分析可见物探方法只适合用于大范围路基病害寻找和大致分布范围调查，定量评价路基病害状况和确定其分布还需要结合开挖或其他钻孔原位测试技术。
可将常用路基检测方法特点进行比较，见表1。
对公路等干线公路路基病害检测，在只具备一般检测手段情况下，建议采甩地质雷达普查，动力触探和钻探进行点面结合的方法进行。
2 既有路基检测技术在工程中应用
2．1 工程简介
泉厦高速公路扩建工程泉州段A1合同段起于泉州互通，终于大坪山隧道，起讫里程为K387+982.446-YYK395+000。路基工程利用原有公路在两侧加宽8米，为整体式42米路基。为确保扩建工程质量，甲方要求设计、监理、施工单位对既有路基硬路肩、土路肩以及路面发生病害的路段进行路基调查。
2．2 路基调查方法和内容
路基调查与路面调查与检测同步进行。路基采取钻孔勘察记录、现场原位测试和取样试验3种方式综合调查分析。
(1)路基钻孔
钻孔调查内容包括路面垫层与路床状况，路基填土状况及土层划分。
(2)原位测试
由于该路路基填料中含有较多成分的砾石、砂，因此选择超重型圆锥动力触探方法，锤重120kg，落距100cm，测试指标为贯入10cm的锤击数N120，该测试方法简单快速，适于本次路基调查要求。测试结果也可换算成重型触探锤击次数，进行评价。本次评价标准参考了《岩土工程勘察规》(GB 50021-2001)。见表2。
圆锥动力触探测试可用于土层划分和路基分层强度检测。
(3)取土样试验
取样试验检测项主要有：天然含水量、颗粒分析、液塑限、密度，部分土还进行了填料压实试验和CBR强度试验，主要用于了解填料性质和填土类型划分。
2．3 调查结果分析
(1)路段填土可大致作3段划分。
A段，路基填土多为黄色、深色、红色含砾低液限粘土和砂土，其次为夹黑色碳质页岩、泥岩碎石土和部分高液限土，填土类型较多，土质总体较差。
B段，路基填土多为黄色、褐色、红色含砾2O~40％的低液限粘土或砂土。
C段，路基填料以砂土为主，其次为碎石土。
(2)经过对路基钻孔调查检测，总结出以下4种引起路面破坏的路基典型模式：
模式一：路床表面积水软化，路基填土性质差；
模式二：路基底部原地表松散風化层造成局部路基沉陷；
模式三：路堑段路床回填厚度偏薄不均。
模式四：台背回填用料颗粒粒径偏大，细料不足，级配较差，压实度不足造成路基下沉。
统计结果表明全段路基病害发生率66％，实际路面病害点处存在路基病害的比例超过2／3。因此，可以推断路基病害成为该路路面病害形成和发展的主要原因。
(3)检测效果评价
本次调查工作运用上述调查检测方法效果明显，基本摸清了公路路基病害；既有路基强度不足判断标准可采用N ≤3或N ≤5，可作为今后类似工程参考。为了确定病害处理范围、减少钻孔和原位测试的盲目性，取得更好测试精度，建议初勘阶段采用物探手段对病害段进行大范围检测，圈定出典型异常点位置，有针对性的选取勘察测试方法。存在路床表面软化或厚度偏薄时，应采用轻型动力触探或便携式动力触探等分辨率较高的方法进行检测，可以较好描述路床状况。
2.4病害处理方案
(1)利用路基钻孔对既有路基进行压浆处理，提高路基强度；
(2)在新旧路基拼接处换填透水性材料，设置横向排水盲沟，铺设土工织物，提高路基的整体性；
3 结语
公路既有路基的检测评价是随公路技术发展中的提出的新问题，而且在今后也将越来越多的遇到，因此，依托一些先进的技术手段提出并建立一套快速、准确、可靠、对行车干扰较小的检测评价技术是十分迫切的。
几点建议：
(1)公路既有路基检测应根据检测的目的和要求，遵循原位钻孔和区域物探(地质雷达等)测试相结合(点面结合)、动态和静态相结合的检测方法，以便正确评估路基状况，同时也能从中提出用于路基处理后效果评价标准。
(2)现有各种检测方法各有特点，实际选取时应扬长避短，根据具体工程特点选择。
(3)今后应根据既有路基特点，建立一套可根据原位测试结果进行路基强度评价的新体系模式，以便此项技术推广应用。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。