近年來，以探地雷達、瑞雷波為代表的地球物理方法用于道路工程檢測成為熱點問題。目前，我國公路路面厚度測試常采用鉆孔測量芯樣厚度的方法，給路面造成損壞或留下隱患，而探地雷達測試系統(tǒng)是一種非接觸、非破損的路面厚度測試技術(shù)，它可以檢測公路結(jié)構(gòu)層厚度及識別脫空，進行壓實度及含水量的評價等。探地雷達具有探測速度快、非接觸、非破壞性、分辨率高、可直接獲得地下剖面圖、可進行數(shù)據(jù)的實時成像處理、檢測費用低廉的特點，而且它還可以檢測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中有著極其廣闊的應(yīng)用[1]。本文研究了探地雷達方法應(yīng)用于高速公路水泥混凝土路面現(xiàn)有路況檢測的適應(yīng)性。

　　2、探地雷達檢測

　　2.1、探地雷達監(jiān)測概述

　　探地雷達無損檢測是一種高新技術(shù)，用于路基路面物理力學(xué)指標(biāo)的無損檢測開始于20世紀(jì)80年代后期，歐美應(yīng)用最早，我國應(yīng)用的時間大約在20世紀(jì)90年代初。雷達檢測技術(shù)實質(zhì)上是一種特高頻電磁波發(fā)射與接受技術(shù)。雷達波頻率很高，波長很短，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[2]。人們正是利用這些特點，為工程質(zhì)量監(jiān)控服務(wù)，達到無損、快速、高精度的檢測要求。

　　2.2、探地雷達監(jiān)測原理

　　探地雷達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，該雷達脈沖在地下傳播過程中，遇到不同電性介質(zhì)交界面時，部分雷達波的能量被反射回地面，被接收天線接收。我國現(xiàn)有高等級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。空氣的相對介電常數(shù)為1，混凝土面層相對介電常數(shù)為6～9，瀝青面層相對介電常數(shù)為3～5，基層與路基的相對介電常數(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)相對較大的材料，其相對介電常數(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，這為雷達檢測道路結(jié)構(gòu)提供了可靠的地球物理依據(jù)。

　　3、探地雷達應(yīng)用于高速公路路況檢測

　　3.1、工程概述

　　某項目，共線段現(xiàn)狀路基總寬約24m，為雙向四車道，設(shè)計車速為100km/h，高程在22.8米～42.0m之間，路基寬度由24m擴寬至32m。高速公路擴建需對現(xiàn)有路況進行檢測，為制定擴建對策提供依據(jù)，而在已通車運行的高速公路上進行檢測不能中斷現(xiàn)有交通、檢測路線長、檢測時間有限。如何對原有高速公路的路基路面結(jié)構(gòu)狀況進行快速準(zhǔn)確的現(xiàn)場檢測，是一個值得深入探討的問題?，F(xiàn)場檢測采用了瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達，以期對探地雷達檢測路基路面狀況的有效性進行檢驗。

　　3.2、檢測儀器

　　本次檢測工作使用瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達，信號采集、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，理想測深為1.5m。

　　2、主機

　　采用通用型主機（CUII），該主機用采集軟件GroundVision(Windows2000/XP中文系統(tǒng))進行操作，它通過并口用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，并可升級成多道系統(tǒng)。

　　3、信號采集軟件

　　GroundVision是RAMAC/GPR雷達單道或多道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件,它可以用CUII，X3M或X3MCORDER等主機來采集數(shù)據(jù)。所有雷達數(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：可以對各層進行追蹤并加以保存，可以進行自動追蹤，也可以手動追蹤或各道調(diào)整；分層顯示：對追蹤的各層，它可以將各層的厚度自動繪出來，并可以自動出厚度報告；速度擬合：該功能可以在已知鋼筋或管線的管徑和走向時，通過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，通過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、測試參數(shù)

　　采樣頻率為85000MHz、采樣點數(shù)480點/512點、疊加次數(shù)為自動疊加、時窗隨樣點數(shù)變化、觸發(fā)方式為距離觸發(fā)。

　　3.3、檢測結(jié)果與分析

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

　　1、路面面層厚度

　　圖2雷達探測路面結(jié)構(gòu)層厚度

　　此次使用的瑞典MALA公司制造的RAMAC/GPR型探地雷達可以掃描得到清晰的雷達剖面圖，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為南幅行車道k0+668~k0+6g0段的雷達掃描面剖圖，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)對雷達掃描圖像進行處理，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

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

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