При эксплуатации, ремонте и реконструкции автомобильных дорог возникают вопросы, связанные с изучением строения земляного полотна и прогноза его состояния.

В частности:

1) изучение строения конструктивных слоев дорожной одежды:

1. определение толщины и характера искусственного покрытия автомобильной дороги (асфальтобетон, цементо-, армо- или железобетон, характер армирования, размеры плит);
2. определение толщины и характера конструктивных слоев;
3. выявление зон повышенной влажности, трещиноватости, зон пучения;
4. локализация инородных тел в конструктивных слоях;

2) изучение состояния подстилающих (коренных) грунтов:

1. определение положения уровня грунтовых вод;
2. выявление в разрезе грунтов, характеризующихся повышенной водонасыщенностью;
3. выявление зон разуплотнения;

3) картирование подземных коммуникаций.

Ответы на эти вопросы Вам сможет дать геофизика. Признанными достоинствами геофизических методов являются: применение неразрушающих, бесконтактных, способов получения информации, высокая технологичность и относительно низкая стоимость. Использование современных геофизических технологий: новейших аппаратурных разработок, соответствующих методик и программного обеспечения, а так же привлечение данных бурения позволяет получать надежное решение поставленных задач. Наиболее часто для решения вопросов, возникающих в строительстве, используются следующие методы: георадиолокация, малоглубинная электроразведка и малоглубинная сейсморазведка. В комплексе или по отдельности они дают надежные решения инженерно-геологических задач.

Рассмотрим подробнее метод георадиолокации.

Георадиолокация широко распространена в строительных и инженерно-геологических фирмах большинства высокоразвитых стран, таких как Россия, США, Канада, Швеция, Корея и др.

Метод георадиолокации базируется на изучении поля высокочастотных электромагнитных волн (используются частоты от первых десятков МГц до первых единиц ГГц). В основе метода лежит различие горных пород по диэлектрической проницаемости. Излучаемый импульс, распространяясь в обследуемой среде или объекте, отражается от границ, на которых меняются электрические свойства - электропроводность и диэлектрическая проницаемость. Отраженный сигнал принимается приемной антенной, усиливается, преобразуется в цифровой вид и запоминается

Достоинством метода является высокая производительность и высокая разрешающая способность, как в плане, так и по глубине. Глубинность исследования - от первых десятков сантиметров до первых десятков метров.

Георадары "ОКО" выпускаются серийно на предприятии, сертифицированном по международной системе качества ISO-9001, имеют гигиенический сертификат и сертификат соответствия.

Георадар имеет в своем составе антенный блок, в который входят приемная и передающая антенны, блок управления и устройство отображения, в качестве которого используются портативный компьютер или специализированный блок обработки, предназначенный для работы в сложных климатических условиях (мороз, дождь, снег, яркое солнце) и защищенный от механических воздействий.

Для точной пространственной привязки профилей наблюдения используются датчики перемещения.

* - в условиях сухого песка

Георадар "ОКО" отличается высокой производительностью. Максимальная скорость перемещения при сборе информации может достигать 20-30 км/час.

Георадар "ОКО" и все входящие устройства проходят полный цикл приемосдаточных испытаний, включая климатические испытания в диапазоне температур от -200С до +500С и механические испытания - удары, вибрация, транспортная тряска.

Некоторые примеры решения задач.

Пример 1.

На рис. 3 представлены фрагмент радарограммы, полученный по профилю вдоль автомобильной дороги. При интерпретации радарограммы были определены мощности искусственного покрытия и конструктивных слоев дорожной одежды. Привязка по глубине осуществлялась по результатам ближайшей скважины.

На радарограмме в верхней части разреза достаточно четко выделяются две отражающие границы. Они соответствуют подошвам асфальтобетона и гравийно-щебеночного слоя.

Толщина асфальтобетона колеблется от 6 до 13 см, мощность щебня колеблется от 15 до 40 см.

Ниже залегает слой песка, мощность его достигает 50 см. Песок подстилается супесью и суглинком. Нижняя граница суглинка является границей раздела между насыпными и коренными отложениями.

В основании насыпи находится плотная глина.

Профиль пересекает водопропускную трубу. Над осью трубы происходит смена покрытия (до пересечения оси трубы асфальтобетон перекрыт сверху песчано-гравийной смесью (ПГС)). По обе стороны от трубы наблюдаются просадки в теле насыпи. Непосредственно над трубой наблюдается увеличение мощности слоев слоя супеси, возможно здесь насыпали дополнительно грунт после закладки трубы.  

Пример 2.

Профиль, показанный на рис.4 выполнен по поперечному профилю. Профиль проложен по автомобильной дороге с разрушенным асфальтобетоном (рис.4. вверху). Работы выполнены георадаром "ОКО" с антенным блоком АБ-700.

Профиль пересекает скважину. Скважина пробурена до глубины порядка 1 м. Привязка верхних слоев по глубине осуществлялась по результатам скважины.

На радарограмме выделено четыре отражающие границы (рис.4. в центре).

Границы соответствуют подошвам слоев дорожной одежды - первый слой это ас-фальтобетон мощностью 6-11 см, второй - щебень мощностью 18-24 см, третий слой передсавлен песком мощностью 25-70 см. Четвертый слой включает в себя сугленично-супесчаную толщу. Граница раздела супеси и суглинка проявляется неоднозгначно в силу малой контрастности свойств. В основании насыпи, с глубины порядка 1,75м, залегают глины.

По результатам интерпретации построен геологический разрез (рис.4. внизу).

Помимо разделения земляного полотна на слои дорожной одежды и построения геологических разрезов, как говорилось выше, георадиолокация позволяет выявлять и локализовывать неоднородности в строении земляного полотна.

На рис. 5 показан фрагмент радарограммы, полученной георадаром серии "ОКО" с антенным блоком АБ-1200.

Выделенный участок записи характеризуется интенсивными отражениями, по сравнению с соседними отложениями, и нарушенными осями синфазности (границами). Такой тип записи характерен для неоднородного строения участка грунта с возможным наличием пустот или промоин. Участок проинтерпретирован как зона разуплотнения грунта.

Пример 4.

На рис.6 показан фрагмент радарограммы, полученной георадаром серии "ОКО" с антенным блоком АБ-1200.