公路路面检测中短脉冲雷达检测技术的应用_王素春.pdf

运输经理世界道路工程与技术0引言随着技术的不断发展，特别是公路施工技术的不断进步，当前国内公路检测相关的处理变得越来越便捷、规范。相比有损检测，无损检测的技术优势更为突出。该技术能够在不改变公路面貌的条件下提升检测的质量，所呈现出的综合效益更为突出。短脉冲雷达检测技术是无损检测技术重要的一种，在当前很多工程中有着极为广泛的应用，所呈现出的应用优势也极为突出。1短脉冲雷达检测概述1.1 脉冲雷达脉冲雷达主要是基于一定的传感系统运行的（见图 1），在信号的传送下获取与被测物体之间的距离。该技术的应用原理具体如下：在脉冲调制器的作用下放大短脉冲，以完成特定信号的传送。通过脉冲与相应实体的有效接触，以获取相应的信号并完成一定信息的传输。基于开关与双工器的共同作用，根据现实性的情况切换脉冲发射方向。通常情况下，如果接收信号强度较弱的话，可通过放大器放大信号强度，再完成相应的信息检测。在检测器发出脉冲和接收信号的过程中进行检测，以根据现实性的情况作出灵活的调整。1.2 短脉冲雷达路面施工中，路面层厚直接影响着公路整体的强度和质量。就现实性的情况来看，不管路面是柔性或刚性，其强度都是由各层的厚度所决定。因此，要想提升路面的强度并使其稳定长效地使用，就应做好路面各层厚度的严格把控。以往对路面的检测多是通过钻孔取芯的方式进行，该技术的应用应在明确既定操作规范的条件下进行，通过随机选点钻孔取样等的有序处理，以提高检测的质量和效率。就现实性的情公路路面检测中短脉冲雷达检测技术的应用王素春（上饶市国控工程检测有限公司，江西 上饶 334000）摘 要：为解决路面检测中的问题，采用方法论的形式，通过介绍短脉冲雷达检测技术在路面检测中的应用，探讨其在路面状况评估、结构健康监测和交通管理等方面的效果。分析可知，短脉冲雷达在路面检测中具有精确度高和数据采集速度快的优势。它能够实时获取路面的详细信息，并且不受光照和天气条件的限制，适用于各种环境和天气条件下的路面检测。此外，短脉冲雷达的非接触式检测方式还可以减少对路面的干扰和损伤。关键词：短脉冲雷达；路面检测技术；现代公路中图分类号：U416.2文献标识码：A图 1 脉冲雷达原理图31运输经理世界道路工程与技术况来看，尽管该技术检测速率较高且所得到的检测效果比较理想，但是钻孔操作上存在着一些不合理的地方，这就给路面的性能造成了不良影响。要想降低钻孔对道路性能的影响，一些检测人员多会采用减少钻孔数量的方式降低钻孔的不良影响。然而这样的一种处理并不能保障检测的质量且会违背现实性的操作情况，所得到的检测结果也不具有推广价值。为此，就应加强短脉冲雷达技术的应用。该技术是基于路面雷达系统进行的，以开展对路面厚度的精细检测。该技术检测不仅不会损坏基层面，还能推进对路面下方高湿区域的精细检测，所呈现出的综合效益也会比较理想。当前很多施工单位是通过 SIR-20 雷达系统进行检测的，检测的过程中应重点关注以下几点：第一，由装载有雷达系统的车辆在待测路面上匀速行驶，行驶的过程中通过雷达进行相应的检测。第二，通过接收机接收电磁脉冲的反射波，基于系统的分析做好相应的处理。由于道路各层材料有着一定的差异，相应的构成情况也并不相同，因此对应电介质的表现情况也会存在差异。通常情况下，电介质数值发生突变的区域即是结构层边缘，相应的质量检测即可基于此进行针对性的处理。第三，在获取测试数据的条件下，结合其他参数对路面各层厚度进行计算，同时还能确定各层实际的含水量以及损坏情况。对于短脉冲雷达来说，其更为关注的是短脉冲，即在一定时间内没有达到毫秒级的脉冲波。相应的检测主要表现出以下优点：首先，应能够抵抗外部的干扰因素；其次，要有显著的判定距离的能力；再次，处在强波环境下也能精细地进行检测；最后，能够保障检测的质量和效率，整个的综合效果更为理想1。短脉冲原理图见图 2。图 2 短脉冲雷达原理图2短脉冲雷达用于路面检测的探究2.1 项目介绍该文引述的案例是某地改建后的省道公路，路面采用沥青混凝土材料进行施工。通常情况下，沥青混凝土路面主要有沥青面层和水稳层两种情况。后者通过特定的碎石等材料布置，路面厚度和沥青面层等都有着严格的要求。对于沥青面层来说，所用到的改性材料有着不同的规格，应根据特定的情况做好选择。通常情况下，上层和下层的材料有着很大的不同，厚度也有着不同的要求，且应根据现实性的情况作出灵活的调整。2.2 确定参数因项目方对检测有严格的要求，因此相关的处理要做好硬件方面的准备。通常情况下，应基于特定的设计模式生产相应的天线，以完成后续的测定。诸多的实践证明，其所呈现出的测量效果比较符合既定的要求，且能够得出比较理想的测定结果。另外，其具有如下优点：其一，能够稳定高效地推进特定的测量；其二，能够在保障测量速度的条件下推进稳定高效的处理。与此同时，还应加强软件设备的配置，以对地面直达波和反射波等进行分析，以得到测量数据和推进后续的针对性处理2。就我国当前的基本情况来看，沥青混凝土路面厚度通常在 40mm 以上，而相应的处理可将最小厚度设定在 40mm，以提高测量相关操作的质量和效率。就理论层面来看，其中存在着诸多不良的情况，理论与实际也有着不小的差距。鉴于此，就应做好天线主频的合理设置，以满足现实性的要求。该项目中，雷达波穿过道路面层的过程中，实时传播速度能够达到 9cm/ns 左右，而要想分清层厚，就应确保主频等设计的科学合理。需要注意的是，单纯地增大天线主频并不能达到既定的要求，且会出现一些不良的情况。之所以会出现这样的情况，多数是因为可探测深度与接收器主频为负相关关系。基于此，要想使探测区域达到既定的要求，就应注意误差范围的明确，且应适当降低天线主频。需要注意的是，雷达使用之前应先通电，以使雷达系统充分预热，且应做好增益和时间窗以及采样间隔时长等参数的设 计，从 而 为 后 续 检 测 的 稳 步 推 进 提 供 强 有 力 的支持。2.3 检测过程与结果2.3.1前期准备工作该项目所用到的雷达系统主要包括承载车和控制单元等几个部分，基于各个部分的联合作用提升系统运行的质量。测试的开展应基于特定的设备进行，这些设备应达到如下要求：一是测量结果与标定的误差应处在 0.1以内；二是应注意频率等符合既定的要求，为现实性的具体操作提供有利的条件。在检测之前，还应落实好以下五个方面的处理：其一，充分收集施工所需的各类材料，基于此推进后续的工程施工。其二，按照既定的要求精细地标定距离。其三，将信号接收设备安装到指定的位置并做好加固处理，在开启主机之前要落实好规范化的预热处理。其四，在天线的下方安装金属板，且应做好控制软件的设计，以使测试工作能够有序地进行。其五，基于测试目标做好各项控制软件参数的设置，为稳定高效的测试等提供有利的条件3。32运输经理世界道路工程与技术2.3.2脉冲检测过程在检测路面厚度的过程中，往往是在发射信号的条件下传送相应的信息。通常情况下，其发射出的信号多为高频类型，其能够穿透路面进行相应的检测。在到达沥青层边缘和水稳层边缘时，信号波即会发生明显的反射。而后由特定的接收器接收反射波，并将其传送到数据分析系统中。通常情况下，主机应按照既定的顺序有序进行，以起到精细推进相关处理的效果；随后，在显示屏正常运行的条件下，雷达检测所呈现出的结果也会更为精细直观，以满足多样化的多种需求。这样的检测路段面层下部铺设有多种材料介质，因不同材料对介电常数值的反应程度有强有弱，而材料的导电性也表现出较大的差异4。就现实性的情况来看，只有准确把握该性质对信号传播速度的影响，基于此才能切实地保障检测的应用价值。鉴于此，在推进检测的过程中，相关的工作人员应充分利用以下公式，推进对其传播等的高效计算：U=C/r（1）式（1）中：U为电磁波穿过材料介质的速度，mm/ns；C为空气中电磁波的实际传播速度，其取值与光速基本相同；r为介电常数，基于对材料性质的分析，获得相应的一些数据信息。相关人员参照不同材料中信号等的具体情况，推导出面层厚度的计算公式：T=t C/r2（2）式（2）中：该公式新增了两个参数。其中，T表示材料介质的厚度，mm。t表示从信号传送到材料介质后，所呈现出的具体情况，ns。介电常数对路面铺设有着极为重要的作用，在处理的过程中应基于路面芯样进行精细的分析。在计算路面厚度的过程中，应重点关注以下几点：首先，基于特定的识别软件准确识别路面各层之间的分界线；其次，基于形成的分界线，以确定路面各面层内雷达波实际双程走时的相关参数，基于以上公式推进精细的计算，从而为后续的施工提供针对性的指导。基于检测所得到的工作报告应重点关注以下几点：首先，检测对象所涵盖的各类信息，路面所用到的材料应明确性质和规格，以满足现实性的施工要求；其次，明确测试过程中信号传播的实时速度，且应确保路段面层实际厚度达到既定的检测要求；最后，应重点关注测试对象的平均厚度，以推进精细高效的处理4。2.4 注意事项就当前的基本情况来看，短脉冲雷达检测技术多用于改建公路和新建公路等的质量验收，且可用于新铺路面的性能检测。应用该技术进行路面检测时，以下几点应重点关注：第一，测试应分阶段进行，且应做好各个部分的有效衔接，以提升系统操作的稳定性。第二，打开警示灯，使天线与起点保持对齐的状态，而后匀速增加承载车的行驶速度，直到达到测试所需的速度标准。第三，做好施工现场隧道和桥梁等位置的精准标记，以满足现实性的检测要求。第四，基于对现场施工环境的分析，明确承载车的行驶长度，在承载车完全停止后，即可通过采集软件标记相关的参数，以切实地保障检测等的稳定与规范。第五，在相应的设备操作完成以后，相关的工作人员即可终止正在运行的采集程序。基于对测试数据的整理和分析，即能稳定高效地推进对各类数据的处理，所呈现出的应用效果也会更为理想。如果发现文件内容存在缺漏的情况，则应再次进行测试，而后才可将雷达系统关停5。第六，如果施工方在原路面上铺筑了沥青材料，因公路基层材料和新建面层材料性质上有着较大的不同，且各层分界线之间有着明显的差异，因此相应的检测应做好合理的设计。就现实性的情况来看，通过雷达系统能够精细地检测路面的厚度等性能情况，所得到的结果不仅更为准确，而且整个的操作有着较高的实用性。3结语综上所述，雷达检测技术在当前道路的检测和优化提升中确实有着极为重要的作用。该技术呈现出的检测结果更为准确，且能够长效稳定地应用，是公路稳定高效运行的重要技术保障。检测技术直接影响着路面厚度等的综合性能，在应用该技术的条件下，既能明确公路的基本情况和所存在的缺陷，又对推进针对性的施工修复处理有着显著的表现。而要想保障相关处理的科学与规范，就应做好技术应用等的精细设计，且应根据实际的情况做好灵活的调整，从而为高质量的公路检测提供强有力的支持。参考文献：1王贤巍.现代公路路面检测中短脉冲雷达检测技术应用研究J.运输经理世界，2021（35）：43-45.2王佳宾.浅谈短脉冲雷达检测技术在现代公路路面检测中的应用J.四川水泥，2021（1）：270-271.3张小玉.公路路面检测中地质雷达技术的应用研究J.黑龙江交通科技，2019（7）：37-38.4周祖德.浅谈地质雷达技术在公路路面检测中的应用J.黑龙江交通科技，2015（6）：68.5廖振华，余江.地质雷达在公路路面检测中的应用J.交通世界，2021（23）：68-69.作者简介：王素春（1980-），女，本科，工程师，从事公路桥梁试验检测工作33