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(tǒng)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(shù)據(jù)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(nèi)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[1]。本文研究了探地雷達方法應用于高速公路水泥混凝土路面現(xiàn)有路況檢測的適應性。

　　2、探地雷達檢測

　　2.1、探地雷達監(jiān)測概述

　　探地雷達無損檢測是一種高新技術，用于路基路面物理力學指標的無損檢測開始于20世紀80年代后期，歐美應用最早，我國應用的時間大約在20世紀90年代初。雷達檢測技術實質上是一種特高頻電磁波發(fā)射與接受技術。雷達波頻率很高，波長很短，但畢竟也是一種波，因此，該種電磁波也遵守波的傳播規(guī)律，即也有入射、反射、折射和衰變等傳播特點[2]。人們正是利用這些特點，為工程質量監(jiān)控服務，達到無損、快速、高精度的檢測要求。

　　2.2、探地雷達監(jiān)測原理

　　探地雷達是利用高頻電磁脈沖波(10MHz～1000MHz或更高)以寬頻帶短脈沖形式由發(fā)射天線送入地下，該雷達脈沖在地下傳播過程中，遇到不同電性介質交界面時，部分雷達波的能量被反射回地面，被接收天線接收。我國現(xiàn)有高等級公路一般采用瀝青混凝土或水泥混凝土路面，基層與路基材料一般為水泥土、水泥穩(wěn)定粒料、石灰土、石灰穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰土等?？諝獾南鄬殡姵?shù)為1，混凝土面層相對介電常數(shù)為6～9，瀝青面層相對介電常數(shù)為3～5，基層與路基的相對介電常數(shù)隨其材料不同而不同，但由于其濕度較大，且采用土、礫石、粉煤灰、石灰等介電常數(shù)相對較大的材料，其相對介電常數(shù)一般都大于8。因此道路各層之間都存在介電常數(shù)的差異，這為雷達檢測道路結構提供了可靠的地球物理依據(jù)。

　　3、探地雷達應用于高速公路路況檢測

　　3.1、工程概述

　　某項目，共線段現(xiàn)狀路基總寬約24m，為雙向四車道，設計車速為100km/h，高程在22.8米～42.0m之間，路基寬度由24m擴寬至32m。高速公路擴建需對現(xiàn)有路況進行檢測，為制定擴建對策提供依據(jù)，而在已通車運行的高速公路上進行檢測不能中斷現(xiàn)有交通、檢測路線長、檢測時間有限。如何對原有高速公路的路基路面結構狀況進行快速準確的現(xiàn)場檢測，是一個值得深入探討的問題。現(xiàn)場檢測采用了瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達，以期對探地雷達檢測路基路面狀況的有效性進行檢驗。

　　3.2、檢測儀器

　　本次檢測工作使用瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達，信號采集、數(shù)據(jù)處理采用專用的GroundVision和Reflexw軟件系統(tǒng)：

　　1、天線

　　選用瑞典RAMAC800MHz屏蔽天線。屏蔽天線特別適合于城市及有干擾背景（如高壓線，車等）的地方，800MHz屏蔽天線主要用于隧道、路面等淺層高分辨率探測，理想測深為1.5m。

　　2、主機

　　采用通用型主機（CUII），該主機用采集軟件GroundVision(Windows2000/XP中文系統(tǒng))進行操作，它通過并口用ECP方式傳輸資料，因此傳輸速度很快。CUII可與RAMAC/GPR的所有天線兼容，并可升級成多道系統(tǒng)。

　　3、信號采集軟件

　　GroundVision是RAMAC/GPR雷達單道或多道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件,它可以用CUII，X3M或X3MCORDER等主機來采集數(shù)據(jù)。所有雷達數(shù)據(jù)都可以打印或用其它軟件做后處理。

　　4、數(shù)據(jù)處理軟件

　　Reflexw雷達數(shù)據(jù)處理及解釋軟件包為模塊式組合，包括二維數(shù)據(jù)分析及解釋、三維數(shù)據(jù)分析及解釋，三維立體顯示，正演，層析成像，CMP數(shù)據(jù)處理，孔中數(shù)據(jù)處理及解釋等模塊，在歐洲它是權威性的雷達數(shù)據(jù)處理軟件。二維數(shù)據(jù)分析模塊的主要功能：層位追蹤：可以對各層進行追蹤并加以保存，可以進行自動追蹤，也可以手動追蹤或各道調(diào)整；分層顯示：對追蹤的各層，它可以將各層的厚度自動繪出來，并可以自動出厚度報告；速度擬合：該功能可以在已知鋼筋或管線的管徑和走向時，通過拋物線擬合得出介質的速度；也可在已知鋼筋或管線的埋深時，通過擬合求出鋼筋直徑或管徑；編輯地形；編輯標記；調(diào)整道增益

　　5、測試參數(shù)

　　采樣頻率為85000MHz、采樣點數(shù)480點/512點、疊加次數(shù)為自動疊加、時窗隨樣點數(shù)變化、觸發(fā)方式為距離觸發(fā)。

　　3.3、檢測結果與分析

　　采用探地雷達對某高速公路共線段南幅行車道靠路肩一側位置進行掃描，獲得了連續(xù)的雷達探測剖面圖，利用GroundVision和Reflexw軟件系統(tǒng)對圖像進行了處理。

　　1、路面面層厚度

　　圖2雷達探測路面結構層厚度

　　此次使用的瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達可以掃描得到清晰的雷達剖面圖，在圖中可以比較清楚直觀的分辨出路面面層的厚度狀況。圖2為南幅行車道k0+668~k0+6g0段的雷達掃描面剖圖，可以得出該路段水泥混凝土路面面層厚度為19.5cm。

　　2、脫空判斷

　　采用GroundVision和Reflexes軟件系統(tǒng)對雷達掃描圖像進行處理，可直接從圖中判讀脫空位置與嚴重程度。從圖中可以看到基層底部材料的松散狀況嚴重。

　　結束語

　　在某高速公路共線段改擴建工程中，利用瑞典MALA公司生產(chǎn)的RAMAC/GPR探地雷達進行了路基路面結構層厚度及缺陷(深度、大小、范圍)的探測。論文采用REFLEX軟件對雷達剖面圖進行處理，然后結合鉆探取芯的結果進行對比分析，研究探地雷達在水泥混凝土路面結構層厚度及缺陷探測中的準確性、有效深度、適用范圍等。

溫馨提示：文章轉自網(wǎng)絡，版權歸原作者，如涉及版權，請聯(lián)系。