近年來(lái)，以探地雷達(dá)、瑞雷波為代表的地球物理方法用于道路工程檢測(cè)成為熱點(diǎn)問(wèn)題。目前，我國(guó)公路路面厚度測(cè)試常采用鉆孔測(cè)量芯樣厚度的方法，給路面造成損壞或留下隱患，而探地雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)是一種非接觸、非破損的路面厚度測(cè)試技術(shù)，它可以檢測(cè)公路結(jié)構(gòu)層厚度及識(shí)別脫空，進(jìn)行壓實(shí)度及含水量的評(píng)價(jià)等。探地雷達(dá)具有探測(cè)速度快、非接觸、非破壞性、分辨率高、可直接獲得地下剖面圖、可進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)成像處理、檢測(cè)費(fèi)用低廉的特點(diǎn)，而且它還可以檢測(cè)橋面混凝土剝落情況、橋內(nèi)混凝土與鋼筋脫離狀況等，它以其特有的高分辨率在淺層或超淺層探測(cè)中有著極其廣闊的應(yīng)用[1]。本文研究了探地雷達(dá)方法應(yīng)用于高速公路水泥混凝土路面現(xiàn)有路況檢測(cè)的適應(yīng)性。

　　2、探地雷達(dá)檢測(cè)

　　2.1、探地雷達(dá)監(jiān)測(cè)概述

　　探地雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)是一種高新技術(shù)，用于路基路面物理力學(xué)指標(biāo)的無(wú)損檢測(cè)開(kāi)始于20世紀(jì)80年代后期，歐美應(yīng)用最早，我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間大約在20世紀(jì)90年代初。雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種特高頻電磁波發(fā)射與接受技術(shù)。雷達(dá)波頻率很高，波長(zhǎng)很短，但畢竟也是一種波，因此，該種電磁波也遵守波的傳播規(guī)律，即也有入射、反射、折射和衰變等傳播特點(diǎn)[2]。人們正是利用這些特點(diǎn)，為工程質(zhì)量監(jiān)控服務(wù)，達(dá)到無(wú)損、快速、高精度的檢測(cè)要求。

　　2.2、探地雷達(dá)監(jiān)測(cè)原理

　　探地雷達(dá)是利用高頻電磁脈沖波(10MHz～1000MHz或更高)以寬頻帶短脈沖形式由發(fā)射天線送入地下，該雷達(dá)脈沖在地下傳播過(guò)程中，遇到不同電性介質(zhì)交界面時(shí)，部分雷達(dá)波的能量被反射回地面，被接收天線接收。我國(guó)現(xiàn)有高等級(jí)公路一般采用瀝青混凝土或水泥混凝土路面，基層與路基材料一般為水泥土、水泥穩(wěn)定粒料、石灰土、石灰穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰土等?？諝獾南鄬?duì)介電常數(shù)為1，混凝土面層相對(duì)介電常數(shù)為6～9，瀝青面層相對(duì)介電常數(shù)為3～5，基層與路基的相對(duì)介電常數(shù)隨其材料不同而不同，但由于其濕度較大，且采用土、礫石、粉煤灰、石灰等介電常數(shù)相對(duì)較大的材料，其相對(duì)介電常數(shù)一般都大于8。因此道路各層之間都存在介電常數(shù)的差異，這為雷達(dá)檢測(cè)道路結(jié)構(gòu)提供了可靠的地球物理依據(jù)。

　　3、探地雷達(dá)應(yīng)用于高速公路路況檢測(cè)

　　3.1、工程概述

　　某項(xiàng)目，共線段現(xiàn)狀路基總寬約24m，為雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速為100km/h，高程在22.8米～42.0m之間，路基寬度由24m擴(kuò)寬至32m。高速公路擴(kuò)建需對(duì)現(xiàn)有路況進(jìn)行檢測(cè)，為制定擴(kuò)建對(duì)策提供依據(jù)，而在已通車(chē)運(yùn)行的高速公路上進(jìn)行檢測(cè)不能中斷現(xiàn)有交通、檢測(cè)路線長(zhǎng)、檢測(cè)時(shí)間有限。如何對(duì)原有高速公路的路基路面結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行快速準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，是一個(gè)值得深入探討的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)采用了瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達(dá)，以期對(duì)探地雷達(dá)檢測(cè)路基路面狀況的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　3.2、檢測(cè)儀器

　　本次檢測(cè)工作使用瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達(dá)，信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理采用專用的GroundVision和Reflexw軟件系統(tǒng)：

　　1、天線

　　選用瑞典RAMAC800MHz屏蔽天線。屏蔽天線特別適合于城市及有干擾背景（如高壓線，車(chē)等）的地方，800MHz屏蔽天線主要用于隧道、路面等淺層高分辨率探測(cè)，理想測(cè)深為1.5m。

　　2、主機(jī)

　　采用通用型主機(jī)（CUII），該主機(jī)用采集軟件GroundVision(Windows2000/XP中文系統(tǒng))進(jìn)行操作，它通過(guò)并口用ECP方式傳輸資料，因此傳輸速度很快。CUII可與RAMAC/GPR的所有天線兼容，并可升級(jí)成多道系統(tǒng)。

　　3、信號(hào)采集軟件

　　GroundVision是RAMAC/GPR雷達(dá)單道或多道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件,它可以用CUII，X3M或X3MCORDER等主機(jī)來(lái)采集數(shù)據(jù)。所有雷達(dá)數(shù)據(jù)都可以打印或用其它軟件做后處理。

　　4、數(shù)據(jù)處理軟件

　　Reflexw雷達(dá)數(shù)據(jù)處理及解釋軟件包為模塊式組合，包括二維數(shù)據(jù)分析及解釋、三維數(shù)據(jù)分析及解釋，三維立體顯示，正演，層析成像，CMP數(shù)據(jù)處理，孔中數(shù)據(jù)處理及解釋等模塊，在歐洲它是權(quán)威性的雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件。二維數(shù)據(jù)分析模塊的主要功能：層位追蹤：可以對(duì)各層進(jìn)行追蹤并加以保存，可以進(jìn)行自動(dòng)追蹤，也可以手動(dòng)追蹤或各道調(diào)整；分層顯示：對(duì)追蹤的各層，它可以將各層的厚度自動(dòng)繪出來(lái)，并可以自動(dòng)出厚度報(bào)告；速度擬合：該功能可以在已知鋼筋或管線的管徑和走向時(shí)，通過(guò)拋物線擬合得出介質(zhì)的速度；也可在已知鋼筋或管線的埋深時(shí)，通過(guò)擬合求出鋼筋直徑或管徑；編輯地形；編輯標(biāo)記；調(diào)整道增益

　　5、測(cè)試參數(shù)

　　采樣頻率為85000MHz、采樣點(diǎn)數(shù)480點(diǎn)/512點(diǎn)、疊加次數(shù)為自動(dòng)疊加、時(shí)窗隨樣點(diǎn)數(shù)變化、觸發(fā)方式為距離觸發(fā)。

　　3.3、檢測(cè)結(jié)果與分析

　　采用探地雷達(dá)對(duì)某高速公路共線段南幅行車(chē)道靠路肩一側(cè)位置進(jìn)行掃描，獲得了連續(xù)的雷達(dá)探測(cè)剖面圖，利用GroundVision和Reflexw軟件系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行了處理。

　　1、路面面層厚度

　　圖2雷達(dá)探測(cè)路面結(jié)構(gòu)層厚度

　　此次使用的瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達(dá)可以掃描得到清晰的雷達(dá)剖面圖，在圖中可以比較清楚直觀的分辨出路面面層的厚度狀況。圖2為南幅行車(chē)道k0+668~k0+6g0段的雷達(dá)掃描面剖圖，可以得出該路段水泥混凝土路面面層厚度為19.5cm。

　　2、脫空判斷

　　采用GroundVision和Reflexes軟件系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)掃描圖像進(jìn)行處理，可直接從圖中判讀脫空位置與嚴(yán)重程度。從圖中可以看到基層底部材料的松散狀況嚴(yán)重。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　在某高速公路共線段改擴(kuò)建工程中，利用瑞典MALA公司生產(chǎn)的RAMAC/GPR探地雷達(dá)進(jìn)行了路基路面結(jié)構(gòu)層厚度及缺陷(深度、大小、范圍)的探測(cè)。論文采用REFLEX軟件對(duì)雷達(dá)剖面圖進(jìn)行處理，然后結(jié)合鉆探取芯的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，研究探地雷達(dá)在水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層厚度及缺陷探測(cè)中的準(zhǔn)確性、有效深度、適用范圍等。

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