地质雷达在公路路面质量检测中的应用分析

地质雷达在公路路面质量检测中的应用分析

作者：王杰

来源：《科学与信息化》2019年第12期

摘 要 本文主要以公路路面质量检测中公路地质雷达的运用分析为重点进行阐述，结合当下公路路面质量检测中公路地质雷达的运用现状为主要依据，从在厚度检测方面应用地质雷达技术、路面检测的技巧和方式、路面和路基病害检查这几点进行深入探索与研究，其目的在于提高公路路面质量检测效果，为保证社会公众安全出行奠定坚实基础。 关键词 地质雷达；公路工程；质量检测；应用 引言

现代化背景下，公路工程得到了长足发展，公路施工技术革新速度越来越快，以往的公路检测技术已无法适应，地质雷达技术作为一种高效的无损检测技术被广泛应用。相比于传统公路检测技术，地质雷达技术优点众多，其未来发展不言而喻，但目前公路工程检测中，地质雷达技术的使用依旧存在些许不足，为此，怎样在公路工程检测中有效使用地质雷达技术成为亟待优化的问题[1]。 1 地质雷达技术概述

地质雷达又称探地雷达，是运用高频短脉冲电磁波对地下介质电性分布状态进行探测的方法，具有检测成本小、精准高等优势，在公路工程上得到了普遍使用。地质雷达由两方面组成，其中包含天线系统与雷达主机。雷达主机是由控制系统和计算机系统组成，天线系统是由接收装置与发射装置组成，天线系统的作用为信号接收与发送。雷达工作时主机给天线发射装置触发信号，然后天线接收装置接收反射信号，并通过主机存储数据。

地质雷达的工作原理是发射机通过天线发射中心频率为12.5MHz至1200MHz的短脉冲电磁波信号，利用天线发射装置向目标体发送电波，当电波通过有电性差异的物体或是地层时，产生反射信号，用天线接收装置接收信号，根据显示的目标物体反射波双程时间多少和探测点（处）平均介质速度，可以计算出探测目标（反射界面）的深度。

另外，在差异化介质中传播电磁波，会随着介质特点与几何形态而让传播强度与渠道发生转变。基于此，需要对接受的时域波进行研究与处理，确定地下空间部位与结构。天线频率对地质雷达探测范围与深度有直接影响。不同地质结构用的天线频率也有所差异[2]。 2 公路路面检测中地质雷达的应用 2.1 地质雷达在厚度检测方面应用

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在检测公路路面厚度时传统的方式有两种，包含钻芯取样法与挖坑检查法，这两种方法不但工作效率低，且耗时较长，还会损坏原本路边结构，在运营的公路上面做传统路面厚度检测，更是非常困难。用地质雷达检测公路路面厚度，可以切实避免传统检测的不足，为能获得准确的公路路面厚度提供有利条件。电磁波在混凝土中波速为0.1m/ns，理论计算雷达检测垂直分辨率下限为波长的1/4，采用中心频率为2.5GHz的天线对路面厚度检测，依据公式（λ为波长，v为波速，f为频率）计算，垂直分辨率下限为0.01m，即采用2.5GHz的天线对大于1cm厚度的路面层即可分辨出来，反过来计算，如果设计厚度为4cm的沥青面层，采用大于625MHz的天线既能满足垂直分辨率的要求[3]。 2.2 路面检测的技巧和方式

一方面，结合路面类型与路面厚度选取地质雷达天线，路面类型与路面厚度不同所选的地质雷达天线不同。具体体现在下述两点：其一，公路路面的检查类型是沥青路面，所以在路面检测时，需要结合实际情况，针对厚度小于10cm的路面，可以挑选频率大于2GHz的雷达天线；针对厚度为10～25cm的路面，可以挑选频率大于1.5GHz的雷达天线；针对厚度大于25cm的路面，可以挑选频率大于1GHz的雷达天线。其二，路面的类型为水泥路面，此时选择雷达天线的中心频率需为五百兆赫兹，对应的雷达天线为拖式雷达，其接收器同发生器处于合并状态。此雷达天线具有较强的抗干扰性与较大的发能，为此穿透性极强，能够穿透一点五米左右的介质，但其误差范围要比上述雷达天线大。

另一方面，与传统检测方式相比，地质雷达技术的取样密度较高，结合取样密度要求的不同，分为0.5m、1m、2m等间隔取样，另外，对于一些特殊路段需应用加密取样法，利用此种方式保证取样获得资料切实满足取样密度，为公路工程检测提供有效依据。 2.3 路面和路基病害检查

公路工程一旦投入进行交通，那么公路路面与路基一定会承受诸多自然因素与车辆荷载影响，如此下去公路路面与路基势必会出现转变，比如路基沉降等，而路线出现沉陷或是车辙等。为此，查找公路路基和路面病害的成因至关重要。通过运用地质雷达技术检测公路路面和路基，可以把勘察结果通过图像的方式展现出来，进而通过图像掌握公路路基与路面的损害程度，进而给公路维修保养实施提供依据[4]。 3 结束语

综上分析，对于公路路面检测而言，合理应用地质雷达技术，能提高公路路面检测工作效率，更充分了解在建、运营的路面情况，保证公众出行安全。为此，需给予地质雷达技术高度重视，通过行之有效的手段，将其在路面检测中的作用得到最大发挥，为我国公路整体质量做贡献，推动我国运输业健康稳定发展，促使社会经济持续稳定发展。 参考文献

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[1] 路家勤.公路路面厚度检测中地质雷达的应用分析[J].西部交通科技，2018，（08）：70-73.

[2] 胡叶婷.地质雷达在公路路面无损检测中的应用探讨[J].建材与装饰，2017，（28）：249-250.

[3] 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，2015，38（06）：68.

[4] 朱能发，孙士辉，陈坚.地质雷达在公路路面无损检测中的应用[J].工程地球物理学报，2014，11（04）：522-527.