地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用实践分析

第第页地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用实践分析【摘要】现今我国公路道路的建设逐渐发展，并在规模上和投资成本上呈现逐渐扩大的形式，因此公路的路面的好坏将直接影响公路的整体运行质量，同样的公路投入运营的使用质量将直接影响投资建设的效益和公路形象。因此对公路工程的运营质量进行检测已经成为了公路维护的重要环节。因此随着公路检测的难度加大以及重要性的发展，新型的雷达检测技术得到了广泛的发展，它可以弥补过去随机测点方法在速度上和密度上的不足，实现公路检测的信息化和科学化，因此本文首先对雷达检测技术的特点进行概述，然后分析雷达检测的工作原理，然后通过某工程实例，来探讨雷达检测技术在我国公路工程检测中的实际应用。

【关键词】雷达检测；公路工程；应用实践

雷达检测技术在公路检测中的应用是指在不损害路面的情况下就可以对路面的结构层进行合理的、全面的掌握因此具有检测速度快，检测全面合理的独特优势，我国传统公路路面的检测都是通过钻芯取样的方法，来检测路面的实际厚度，因此会对公路的路面产生损坏，因此雷达检测的技术在今后的公路检测技术发展中将得到更广泛的运用。

一、雷达检测技术的特点

雷达的检测应用主要是通过超高频的脉冲电磁波来有效的探测地下的整体介质分布的一种物理检测手段。现今雷达技术应用的范围愈加的广泛，如建筑工程的地质探测、矿井探测以及公路路面厚度检测等多个领域，这与它独特的优势特点是分不开的，其中具体的优势特点有：（1）可以对路面进行无损性的探测，雷达检测技术在公路路面的检测中可以不进行损毁就可以进行连续的探测，因此省去了后面修补路面的成本和劳力，从而节约大量的成本和劳动时间。（2）检测效率高，雷达探测器可以实现数据的采集和应用成像的全过程，并且整个过程仪器操作较为简单，数据采集迅速，并且在车辆实际运行的状况下也能进行检测，检测的速度达到80km/h。（3）检测的精度高，同其它检测方法相比，探测雷达的实际分辨率可以达到厘米的等级，并且探测深度的符合率通常都小于5cm，因此探测的精度较高。（4）探测频带较宽，雷达探测器的无载频脉冲类型，可以拥有宽度较高的频带，因此可以通过信息处理技术的应用来提高公路检测的探测能力和信号的分辨效率。（5）较强的抗干扰能力，雷达中设有屏蔽天线，因此可以只接受地面探测的信号，避开其它电磁波的影响，因此具有较强的抗干扰能力。

二、地质雷达检测工作原理和依据

（一）地质雷达检测工作原理

地质雷达的检测主要是通过雷达探测器向地下目标发着脉冲式的高频电磁波来进行检测，当电磁波到达路面之后会根据不同的电性目标和介质，发散出不同散射和反射的现象。主要是指反射或散射出来的波频和波长会出现明显的差异，当电磁波到达地面后，地面反射的波频就会通过天线然后传输到频率接收仪器上，然后就会通过观测屏幕将检测图像具体的显示出来，然后路面的检测人员就可以根据图像的特征来分析路面运行的质量好坏，并可以迅速的采取相应的促使进行路面维护和补救。例如：当路面发生脱空的情况时，雷达探测器发射的电磁波遇到地下的脱空状态会反射出两条反射波，然后根据具体的工作原理，检测人员就可以实际的了解到路面是否发生脱空的现象，具体的路面脱空雷达检测原理我们可以从图一中形象的来看[1]：

图一：地质雷达检测路面脱空原理图

（二）地质雷达检测工作依据

地质雷达检测最为明显的特征就是对路面的无损检测，由于探测深度较小，数据的分辨率较高，公路检测目标周围存在电性差，当差值越小，反射的系数就越小，差值越大，反射的系数也就越大。因此我们可以根据路面的结构组成进行分析，通常情况下路面分为表面层，由水泥混凝土或者沥青改性材料修筑。基层和路基层，由水泥混凝土、稳定性碎石或者石灰的稳定材料等修筑。可以根据相关数据来确定各种材料的电性参数，公路表面层水泥混凝土电性参数为3-5，沥青改性材料为5-10。基层的电性参数通常情况下要不小于8。所以根据不同介质的电性参数可以为雷达检测提供良好的检测依据。

三、地质雷达检测技术的实际应用

我们主要通过对某个发生路面损毁的公路进行雷达检测技术的实际应用探析，运用CSSISIR-20的地质探测雷达来具体的阐述检测技术的应用。

1.路面厚度的检测分析

通常情况下公路建设为了成本的节约，会减少公路路面的摊铺厚度来获得利润的增加，所以现在对公路的检测中路面厚度的检测指标已经成为了路面质量的重要标志。我们对某公路路面的检测设立IG形式的空气耦合天线，然后数据的采集点的距离为每米1点，然后通过雷达进行检测，检测完成后，选取70米的公路剖面长度进行取芯试样，总共设立3个取芯点，对第一个取芯路面厚度和雷达检测数据进行选取，然后根据雷达检测的具体时间来确定第二个和第三个取芯点的路面厚度，检测的结果说明，雷达检测的第二个和第三个孔位的厚度与实际钻芯取样的厚度的误差较小分别小于1.2毫米和负1.6毫米。所以地质雷达的检测数据和精度完全的满足相关的规定和标准。具体的对比表如表一所示：

表一：取芯厚度与雷达测定厚度对比表

2.公路路面病害的检测

某公路建设后，在长时间通车负荷的情况下发生了许多病害，我们可以利用地质雷达探测技术有效的检测路面病害的类型，然后采取合理的措施进行维护。首先运用具有400米的屏蔽天线的探测雷达对公路的病害进行检测，该公路的路面结构为沥青表层、水凝混凝土的底板和基层，然后进行分层探测，从雷达检测的图像进行分析，该路段存在的主要病害类型有许多种，我们对其病害产生的原因和防护进行分析：（1）基层的顶面较松散，主要是由于路面的施工时基层的材料配比不达标，路面的压实度不强，通车后长期受到雨水的侵蚀和车辆负荷的压力等就会造成这种病害的发生。在雷达的图像上这一类型的病害特征是路面基层的顶面起伏比较大，然后整体呈现松散的状况。（2）路面基层发生沉降病害，使结构层整体滑移，产生这种现象的原因是路面长期受到超载车辆负荷压力，或者公路在前期建设中基层结构不够密实。雷达成像的特点路面的剖面图呈现不平稳的下降趋势。（3）路基沉陷的病害发生，路基坍塌与路面建设不规范有关，会造成公路的局部段发生沉陷的现象。雷达检测图像显示基层发生塌落，顶面的起伏比较大[2]。

结语

随着我国公路建设的不断发展，地质雷达检测技术在公路工程的检测的应用中将会更加广泛，运用雷达探测仪进行公路工程的路面检测，不仅具有超高的检测精度和检测速度，同时还能最大限度的减少检测成本的应用解放劳动力，所以在未来的不断发展中，地质雷达检测技术在公路检测中将会进一步完善，为我国公路的合理建设和运营提供强大的技术支持。

参考文献：

[1]刘栋.探地雷达在公路工程检测中的应用研究[D].东北大学，2008.