DB13-T 1750-2013 公路路基路面探地雷达检测规程

ICS93.080.01DB13 2013-08-12发布2013-08-31实施河北省质量技术监督局发布IDB13/T1750—2013本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由石家庄市质量技术监督局提出。本标准起草单位：河北道桥工程检测有限公司。本标准主要起草人:范威、张建强、董伯春、王鹏飞、倪立宾、程小玲、甄育红、邢然。DB13/T1750—20131公路路基路面探地雷达检测规程本规程规定了公路路基、路面探地雷达检测术语、符号、基本规定、仪器设备、现场检测、参数的计算、数据处理、检测报告等内容。本规程适用于以探地雷达对道路路基、路面结构层检测及病害缺陷探查等方面检测,公路工程其它部位雷达检测可参照本规程。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTGF80公路工程质量检验评定标准JTGE60公路路基路面现场测试规程3术语和定义下列术语定义适用于本文件。3.1探地雷达GroundPenetratingRadar，(简称“GPR”)又称透地雷达、地质雷达，是一种能够发射和接收高频电磁波信号，并利用介质对电磁波的反射特性，对介质内部的构造和缺陷进行无损探测的仪器。3.2时窗timewindow探地雷达信号采集的时间范围。3.3有效异常effectiveanomaly检测目标体(路基、路面)产生的异常。3.4干扰异常interferenceanomaly检测目标体(路基、路面)体以外的其他因素引起的异常。4基本规定2DB13/T1750—20134.1公路路基、路面探地雷达检测适用于：a)路面面层厚度检测；沥青层分层变形、断裂、松散、层间离析检测；水泥混凝土板底脱空检测；b)路面基层沉陷、断裂、松散破碎、高含水等病害探查；c)路基脱空、沉陷、疏松、高含水等病害探查。4.2对于旧路基层、面层病害的分析，根据实际检测中发现的空洞、不密实等问题，可以布置测网进行检测。5探地雷达测试系统5.1探地雷达主机应具备以下性能a)系统的信噪比大于120dB；b)不低于8位的采样分辨率；c)不低于16位的模/数（A/D）转换器；d)具有信号迭加次数的选择功能；e)最小采样间隔，不大于0.5ns（1ns=10-9sf)点测量和连续测量功能；g)手动和自动位置标记功能；h)可连接不同频率的屏蔽天线或组合；i)车载探地雷达扫描速率应不低于800扫/秒。5.2所配置的探地雷达天线根据所探测目标选择合适的雷达天线，可参考附录A。5.3探地雷达应具有以下3种不同的测量方式a)时间触发采集b)距离触发连续采集c)单点控制采集5.4信息采集软件和数据处理软件应具有的功能：测试系统软件包括实时采集软件和事后处理软件。其中，实时采集软件应具有参数调试、数据采回放和快速输出功能；事后处理软件应具有道（剖面）编辑、背景消除、滤波去噪、自动增益、滑动平均、层位追踪、异常标定和回放输出功能。6芯样标定6.1在开展检测工作前，应对相应中心频率的雷达天线、不同检测目的，进行取芯标定，确定出不同界面对应的雷达反射波的图像特征。标定出各层或相近结构层集料的电磁波速或介电常数。在待测路段内选择直观、典型的部位进行取芯。6.2芯样标定方法：将雷达天线在需要标定芯样点的上方采样，钻芯取样，测量芯样的实际厚度，并将厚度数据输入到计算机中，反算出路面材料的介电常数或者雷达波在材料中的传播速度。DB13/T1750—201337现场检测7.1安装雷达天线：将雷达天线安装牢固，并与主机正确连接。7.2检查连接安装无误后，开机进行充分预热，预热时间不得少于规定的时间。7.3设置样点数、采样频率，时窗，道间距，增益等参数。7.4检测现场必须做好记录，包括记录测区、标段、测线号、测量方向、测线的起始桩号、天线类型，并随时记录可能对检测产生电磁影响的其它构造物（如桥梁、涵洞、隧道等）及其位置。7.5测线应根据检测目的和实际需求进行布设，根据需要可布设多条测线。7.6采用距离触发连续采集方式时，应进行距离标定。8参数的计算和确定8.1垂直分辨率垂直分辨率是垂直方向上可以划分的最薄层次，一般把波长的1/4作为其下限。8.2水平分辨率水平分辨率是可以分辨的地下最小目标的横向尺寸，与天线波束的覆盖区面积有关，覆盖面积又跟目标的埋藏深度有关。天线波束的覆盖面积可由下式计算：A…………（1）式中：A—天线波束覆盖区半径m）—探地雷达天线的中心波长(m)；D—地表到反射面的深度(m)；K—反射面以上介质的平均介电常数。8.3测量时窗的确定根据检测厚度及介质的相对介电常数，由下式来确定测量时窗：T2d打a…………（2）r式中：错误！未找到引用源。—时窗长度(ns)；d—目标体的厚度（或埋深）(m)；a—调整系数，一般取1.5～2.0；r—相对介电常数。8.4采样率的确定电磁波的一个周期内不少于2个点，可由下式确定：DB13/T1750—20134s2Tfk103…………（3）式中：s—采样率(Hz)；T—时窗长度(ns)；k—调整系数，一般取5～10；f—天线中心频率(MHz)。8.5介质的介电常数确定参照附录B或依据6.2芯样标定方法8.6探地雷达波速的计算探地雷达波波速有如下几种方法，可根据现场实际情况选择某种方法来进行计算：a)已知介质的介电常数时计算探地雷达波波速：vc★r…………式中：c—电磁波在空气中的传播速度，取300m/ns；r—介质的相对介电常数。b)已知目标体埋深时，计算探地雷达波速：v…………（5）式中：h—已知目标体的埋深(m)；t—探地雷达接收到的已知目标体所反射的电磁波的时间(ns)。v…………（6）式中：X—距中距离(m)；tx—不同X点上的雷达波的反射时间(ns)；DB13/T1750—20135td—中点反射时间(ns)。9探测信息数据处理与解释9.1当数据记录不完整、信号不清晰，里程标记不准确时，原始探测数据信息需要进行处理,才能进行解释。9.2探测数据处理与解释的一般流程如图1所示，几种不同算法信号（数据）的处理步骤参考附录C。图1探地雷达数据处理解释参照流程图9.3路基、路面结构层图像主要判别特征：a)路基、路面完好：雷达图像呈现水平型展布，信号强度基本一致，图像无明显变化；b)存在裂缝类病害：雷达波反射产生较大变化，同相轴断裂，幅值变小；c)存在脱空、松散病害：雷达波反射强烈，同相轴错断，波幅增强，多呈现弧形曲线；d)存在沉陷病害：雷达波反射强烈，波幅增强，多呈现弧形曲线。9.4信息数据处理应符合下列规定：DB13/T1750—20136a)位置标记准确、无误；b)信号不失真；c)厚度测试分层应准确；d)图像清晰易辨识。9.5信息数据解释工作应符合下列原则：a)解释应去伪存真，提高信号的信噪比，突出有用反射波；b)分析可能存在的干扰体位置与探地雷达记录中异常的关系，区分有效异常和干扰异常；c)追索雷达图像上反射波同相轴的展布，对发生间断、错动、分叉、明显弯曲及反射波幅明显变化的图像分析和判别。10检测报告10.1路面结构层厚度测试报告应包括检测路段的平均值、标准差、厚度代表值。质量评定按照国家、行业有关现行规程、规范执行。10.2路面、路基病害测试报告应包括所识别的病害类型，病害详细纵向位置、横向位置及深度，在雷达图上应明确标注。DB13/T1750—20137（资料性附录）雷达天线的选取的天线或天路用雷达屏蔽天线频率（100的天线或天路用雷达屏蔽天线频率（100MHZ~2200MHZ）探测深度见表A.1。A.1DB13/T1750—2013（资料性附录）B.1常见介质的相对介电常传播速度vB.1常见介质的相对介电常传播速度v见表B.1。B.182466煤水冰13DB13/T1750—20139（规范性附录）几种不同算法信号（数据）的处理步骤C.1