探地雷达在城市道路病害检测中的运用.pdf

路面破损的识别对路面的修复具有十分重要的意义。采用传统的岩心采样法进行沥青混合料测试，其测试结果并不完整，而且会对沥青混合料造成很大损害。地质雷达是一种有效的无损探测手段，它为无损探测公路病害开辟了新途径。针对这一现状，文章对雷达技术在公路病害探测方面的应用进行了详细地分析与论述。关键词：探地雷达城市道路病害检测随着公路在我国的快速发展，公路的修建工程也日益增多。但是，目前我国公路维修技术还存在着不少问题，公路建设中的公路品质的保证与检验也有待于进一步探索。国内学者提出以下观点：李东海（2 0 1 8）提出基于探地雷达技术的道路检测探究及应用；银卓（2 0 1 5）提出探地雷达在道路检测技术中的应用研究；朱洁、全润北、于建洋（2 0 2 0）提出探地雷达在道路厚度和板底脱空检测中的应用研究；陈运飞、刘士海、李东海（2 0 1 8）提出基于探地雷达技术的道路检测探究及应用；胡艳杰、余湘娟、高磊（2 0 1 7）提出探地雷达在道路结构层厚度检测中的应用。概念的界定(一)探地雷达的应用原理地质雷达技术是一种基于宽频带、高频波速特征的道路结构隐蔽病害检测技术。该方法通过设备在路面上均匀移动时，将一体化天线持续地发射到地面，并接收地面上的高频电磁波，从而得到剖面上的探测图。利用电磁波在各种媒质的交界面的反射、透射、折射等特征，对媒质的空间分布进行了研究。在探测时，雷达天线接收到的回波与各介质的介电系数之差成线性关系，此差越大，则回波能力也越大；发射天线整合到一起，反射设备在接受了反射的电磁波以后，再经由雷达计算机对其做出更精确的数据分析，然后经过信息处理将其变换为扫描测线上的雷达图像，并以此表现出地下的内部状态。综上所述，它的主要优点是：能够实现无破坏性的侦察；能够对整个道路进行全面检查；也能够精准地判断铺面病害的情况，以便快速检测。通过地质雷达对沥青混料的压实性、空隙、疏松、脱空等问题进行了测试；在对目标进行检测的过程中，探地雷达的特征表现为对目标的发送和接收。探地雷达探测系统探测时，将其在媒质中的传输时刻作为探测时刻，然后根据已校准的媒质中的传输速率得到媒质中的厚度。道路内部和路面厚度的不均匀造成了电磁波在介质中的传输时间的差异，对初始的检测数据进行了数据处理，最后将其显示在雷达检测图谱中。(二)探地雷达的特点地质雷达探测技术具有四大特征：一是它具有很好的适用性，通过非破坏性探测技术，可以在城镇或建筑工地上使用，而且工作环境比较轻松。二是具有较好的抗干扰性和抗EMI性能，能够适应多种不同的城市噪音且不会受到环境影响。三是定位迅速、精确。该技术探测深度较大、分辨力较强，能直接给出现场的断面图，图像清晰、直观。四是它具有灵活性和携带性。该系统采用手持式微机进行数据采集、记录、存储、处理等操作，具有很好的灵活性、便携性。二、道道路表面常见病害的种类与雷达成像特点(一）反射裂纹公路路面的反射裂纹主要是由纵向裂纹构成的，根据电磁波纵向叠加理论，反射裂纹在探地雷达成像中具有明显的纵向特性。在路面反射裂纹区域中，水、空气、土壤等介质的介电常数有很大差别，从而导致了影像中的形态变化。反射裂纹在地质雷达上的表现为纵向不规则波型，波型两边基本对称。(二)路面不均匀路面不均匀是因为施工技术不合格造成了铺装材料的离析和空隙率。在非均质路面上，由于铺装材料的含水量及其高于均质路面，二者介电常数存在较大差异，从而造成非均质路面上的SAR成像特性与均质路面上的SAR成像特性有较大区别。非均质路113产品可靠性报告2 0 2 3 年第4 期.质量技术面上有明显的高频干扰，这些干扰可以用来判断道路的沉陷程度。三、路面破损探测的探地雷达技术应用(一）工程概况以某市的城市主干路为例，该路段的设计车速为7 0 km/h，采取了3 幅路形式，中间2 幅路宽2 mx16.5m，中心分隔带宽2.8 m。例如北京四环与张新路的交汇点，在四环南端，沿张新路的南北方向布置，为两层明挖岛式地下站场。该站的主体工程为明掘，基坑深2 1 m，采用钻孔灌注桩内撑进行支护。该车站的北端和南端都与盾构部分相连。从隧道顶至南四环路的纵向最小间距为1 4.4 2 m，此区间为盾构隧道的直线区。(二)现场检测在进行测试之前，必须做好以下各项准备工作。（1）对所检测项目进行实地调研，广泛搜集项目的设计信息、施工信息，对项目的作业情况及环境情况有全面了解。（2）对于在施工过程中可能出现的一些特别的施工地段要做好详细的勘察工作，并将建筑物的确切方位、可能会对探伤产生影响的障碍和其他干扰因素的确切方位做好详细记载。（3）对现存的道路病害进行普查，并对其确切的部位和种类进行详细记载。（4）在测试之前，首先要对雷达系统进行调试，确保其连接就绪。（5）对测试区段的里程数和线路定位进行精确地记录和标注。（6）在使用测量轮对数据进行持续采集时，必须保证测量轮正常工作，这样才能保证计程结果的精度。（7）对需要持续行驶的公路进行测试，在相应的仪器后面应紧跟有警告的车辆，并在测试过程中配备专职安保员，确保该路段交通安全。(三）林检测方法为全面掌握被测路段目前的运行情况，对其运行状态做出客观、合理的评价，需要采取科学的测试手段，保证测试结果的精确性。1.测试路面下土壤的致密程度该段道路用劳雷SIR-30E地震仪检测了道路下方5 m以内的土壤致密程度。2.测量线路的排列探测区域每个车道设置1 条雷达测线，对可疑区采用网格测线进行加密。在四环主干道上，雷达测线8 根、辅路6 根，总长度为2 3 2 4 m。(四）检测要求进行现场试验时必须要注意下列各项条件：（1）探测时应保证天线平稳地沿着一条直线前进，尽量减小或防止天线摇摆，并避免不必要的迁回。（2）为了避免所收集到的数据缺失，探测设备的运动速度必须不能太快。（3）注意观察雷达图像中出现的各种变化，对各种不正常的部分进行详细记录，并在需要时进行重新检查或加密检查。（4）对影响测定结果的特定位置和形状进行记录。（五）楼数据处理点、测线或里程数不清楚，干扰背景太强，有效波段不能被辩识，相关数据不能被可靠地收集，必须取消数据，重新收集相关数据。（3）资料处理及资料解译软件均需获得授权，并于正式投入应用之前须经评估，确定其资格，方可投入应用。（4）合适的工艺参数的选取。所确定的各种参数应该可以从本质上压制干扰，保证信噪比，并且可以精确地反映各种地下介质的真实状况，从而可以获得清楚而精确的处理曲线。（5）在数据处理完毕后生成的数据中，要确保公里桩编号、坐标等的标注是正确的。四、结语对探地雷达探测结果的比较与分析证明了该方法具有快速、准确、无损伤、操作简单等特点。因为道路周边的环境和路面下的岩石的参数有不同，所以在未来的公路检测实践中，我们可以利用必要的勘探、钻探等手段保证公路检测结果的可靠性和准确性。Q作者单位北京九通衢检测技术股份有限公司参考文献1陈运飞,刘士海,李东海.基于探地雷达技术的道路检测探究及应用.市政技术,2 0 1 8,3 6(0 1):2 0-22.2银卓.探地雷达在道路检测技术中的应用性研究 D长沙理工大学,2 0 1 5.3朱洁,全润北,于建洋,等.探地雷达在道路厚度和板底脱空检测中的应用研究公路交通科技(应用技术版),2 0 2 0,1 6(0 9):1 4 8-1 5 1.4胡艳杰,余湘娟,高磊,等.探地雷达在道路结构层厚度检测中的应用.河北工程大学学报(自然科学版),2 0 1 7,3 4(0 4):3 7-4 1+5 6.（1）在对各种原始数据进行处理前，必须对数据进行全面、清楚地检验，对检验结果不符合标准的数据进行处理。（2）若野外原始记录中出现测