瑞典雷达在公路上的应用

1、 瑞典雷达在公路检测中的应用 北京鑫衡运公司 探地雷达在公路检测领域已经有广泛的应用，它不仅能进行路面分层（确定面层、垫层、基层等的厚度），而且可以查找路面下的缺陷（确定缺陷的位置和大小）。探地雷达进行公路检测的优点是探测速度快，瑞典雷达可以用汽车拖动进行高速探测；雷达的另一个优点是探测精度高，对分层来说它的探测精度可以达到毫米级。 一、 工作原理：探地雷达的基本原理是，由发射天线辐射一个电磁波，当遇到介质分界面或地下异常体时，该电磁波被反射回来，并被接收天线接收，该记录信号形成一类似于地震记录信号的图像。GPR系统的基本部分如下图：探地雷达主要由监视器（计算机）、控制单元、天线等组成，控制单

2、元是雷达的核心部分。对探地雷达来说，它的剖面横坐标是距离，即探测剖面的地面位置；纵坐标是电磁波在介质中的双程走时，是时间坐标。 我们希望得到探测物体的深度，为此必须知道电磁波在介质中的传播速度。 上述公式中，t是电磁波的传播时间，Z是深度，V是电磁波在介质中的传播速度。 V=光在空气中速度（3×10m/s）图1、雷达成图原理上图是雷达采集的典型图像，图中既有层位，又有孤立物体（如缺陷）。二、 采用的设备：对雷达来说，要解决不同深度和分辨率的探测问题，就要选择不同频率的天线。对于路面检测，有两种天线是最常用的，一种是1000兆的天线，它的探测深度约1米；另一种是500兆天线，它的探测深

3、度约34米。 主机 1000兆天线 500兆天线上图是设备的主要构成部分，雷达工作时，可以在地面拖动天线来检测，也可以用小推车推着天线来工作，还可以用专配拖车挂在汽车后面进行检测。其工作图片见下图： 在地面拖动天线进行检测 用小推车推动天线进行检测 用汽车拖动天线进行检测三、 应用实例： 1、2002年6月，北京鑫衡运公司在河北省衡水市某二级公路做公路厚度检测 这次检测，采用的设备为瑞典MALA公司的RAMAC/GPR雷达，天线为1000兆屏蔽天线，用距离触法测量轮来确定距离。 采集的原始数据如下： 用REFLEX软件做处理，并做层位追踪后，得到的图像如下： 上图为三层的厚度，第三层的深度在半

4、米左右。 另外，我们还在该处进行缺陷检测，采集的图像如下： 上图圈定的区域是路面损坏严重的地方。 上图圈定的区域是层间脱空。 上图圈定的区域是垫层严重损坏。2、瑞典探地雷达在嵩待高速公路上的应用2003年11月，北京鑫衡运公司和云南省公路科学技术研究所合作，在云南省的嵩待（嵩明待补）高速公路，用瑞典MALA公司的探地雷达进行探测和检测。首先我们采用500兆和1000兆屏蔽天线在高速公路路面进行检测，采用的主机为CUII, 天线放在拖车上，用汽车拖动进行检测。天线距地面10.5cm,汽车行驶速度为80公里/小时。 上图：现场工作图采用参数：500兆天线：道间距1米，采样频率6835MHz,样点数

5、480。1000兆天线：道间距0.5米，采样频率18513MHz,样点数480。 上图为500兆天线采集的图像，从图中可以看到，面层，水稳层，两层垫层和底层界面清晰可见。 上图为用1000兆天线采集的图像，从图中可以看到，面层，水稳层，基层清晰可见。 上图也是用500兆屏蔽天线采集的图像，从图中可以看出3.3米左右的层位，它的下部是原始层，上部是填充层。我们还用1000兆天线在隧道和桥面进行钢筋检测，道间距为2厘米，采用测量轮触发，采样频率为18513MHz,样点数为480。 在桥面检测 在隧道内检测 上图为在桥面检测的钢筋图像 上图为在隧道拱腰处检测的钢筋网图像3、用瑞典雷达做路面厚度检测应

6、河北交通规划设计院之邀，北京鑫衡运公司在京石高速公路用瑞典的探地雷达做路面沥青层厚度检测。我们采用瑞典MALA公司生产的RAMAC/GPR主机，1000兆屏蔽天线，用测量轮来定距离。这次连续探测了2公里，探测结果见下面的图像： 上面的图像是用瑞典MALA雷达采集的原始数据，我们仅将其调入到REFLEX软件中，没有做任何处理。图中的沥青层非常清晰。 图像的下半部分是用REFLEX软件做层位自动追踪得到的结果，它显示了整个剖面的厚度变化。 采用REFLEX软件还可以自动得到各点的厚度报告，当我们输入需要的距离参数时，它自动将各点的厚度以报告形式显示出来。下面是厚度报告：layer thicknes

7、ses and layer velocities to layer bounl1 output between 0.00 and 100.07 METER values with increment 5.00 METER average over 1 values. layer 1 Position thickness METER METER 5.00 0.158 10.00 0.154 15.00 0.158 20.00 0.172 25.00 0.176 30.00 0.172 35.00 0.172 40.00 0.176 45.00 0.185 50.00 0.172 55.00 0.181 60.00 0.176 65.00 0.158 70.00 0.154 75.00 0.149 80.00 0.140 85.00 0.145 90.00 0.149 95.00 0.140 在该处采集的数据，我们用处理软件进行处理后，得到的图像如下： 从该图中，我们可以清楚地看出路面各层。在图像左边，面层下的缺陷清晰可见。4、北京某小区路面厚度检测 上图是在小区路面进行的路面检测，最上面一层是面层，第二层是混凝土层，第三层是土壤。图中24米位置处的抛物线是管线。采用1000兆天线。5、在瑞典做路面检测 瑞典公路的90%的检测任务是由MALA公司完成的，下面是几个用雷达探