浅析公路工程试验检测中探地雷达的应用

【摘要】随着我国高速公路的快速发展，无损检测技术的作用也日益明显。新建公路质量的检测任务日益加重，公路的后期维护过程中，路况质量评价的工作量也会急剧增大，在不影响车辆正常行驶及不破坏路面原有结构的前提下，为准确控制公路工程的建设质量和评价公路的运营使用情况，采用高科技的无损检测技术是必然要求。本文主要对探地雷达的概况、公路检测中探地雷达的应用进行了分析与探究。

【关键词】探地雷达；公路检测；概况；应用

路用探地雷达具有无损、快速、连续、高精度、高分辨率、实时成像探测等特点，它在精确检测路面层厚度的基础上，可以成功地探测公路结构层病害，有利于公路的维护与保养，为交通部门提供了一种高效先进的无损检测手段。路用探地雷达以其独特的优越性，己经渗透到公路施上及后期检测养护的全过程，在公路建设前期可利用探地雷达对地质基础进行勘查探测，确定地质结构，划分不良地质体；在施上过程中，利用探地雷达可以全面准确地检测出路面结构层厚度，从而保证施上质量；在公路运营阶段，运用GPR进行公路日常检测，及时发现各种隐患，对于指导公路养护维修，延长公路使用寿命具有重要意义。

一、探地雷达的概况

探地雷达又称透地雷达，地质雷达，是用频率介于10^6-10^9Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测方法。探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。

探地雷达可用于检测各种材料，如岩石、泥土、砾石，以及人造材料如混凝土、砖、沥青等的组成。雷达可确定金属或非金属管道、下水道、缆线、缆线管道、孔洞、基础层、混凝土中的钢筋及其它地下埋件的位置。它还可检测不同岩层的深度和厚度，并常用于地面作业开工前对地面作一个广泛的调查。

二、公路质量检测中探地雷达的应用

路基和路面是公路上程的主要结构物，共同承担车辆的荷载作用。路基的强度和稳定性是保证路面平整度、强度和稳定性的重要条件之一，路面质量对车辆的行驶速度、载荷能力、燃料消耗、机械磨损、行车舒适，以及交通安全都有极大影响，所以为保证公路的正常使用性能，必须对路基、路面进行质量检测，探地雷达具有快速、简便、无损、准确以及可以做到实时检测等优点，并有逐步代替以往传统检测方法的趋势，已成为当今公路检测行业中的研究热点。通过该技术的应用可使公路工程经常保持良好的服务水平，以适应交通发展的需要。

1、检测测线布置与检测方式

（1）路面检测测线布置与检测方式。路面检测路段应结合路面可能存在隐患的实际情况，检测重点主要在主车道上，而隐患最有可能存在的地方一般位于车轮行驶的位置，为快速、经济的检测出隐患具置，测线布置在主车道外线向内1.5 m处（即车右轮行驶的位置）。超车道测线与主车道测线布置类似，位于超车道外线向内1.5 m处。检测方式采用连续采集，选用450 MHz天线检测为主。

（2）桥台检测测线布置与检测方式。现场检测选用225 MHz与450 MHz天线对桥台进行检测，桥台检测均以点测方式进行。用点测的方式进行现场采集，均为实时自动存盘记录，测量点距为10 Cm。测线以桥中心分别向两边延伸的方向为起点的方向，位置与路面测线布置一致，以搭头向桥中心方向2.0 m为测线起点，分别向两侧方向延伸7～10m不等。主要在主车道上布设测线，大部分加测超车道。

2、病害异常检测

空洞异常。主要集中在桥台，且只是小范围的存在。其形成原因可能是由于初期建设压实度不够或后期其它原因，在雷达图像上表现为多次波非常发育。

不密实异常。由于建设初期压实度不够或其它原因引起，部分桥台和路段存在不密实区。在该范围内介质通常不均匀，与周围的介质之间存在一定的差异。在雷达波形图中表现波形比较紊乱，与正常的路面雷达图象相比层状波形少，与空洞异常相比，多次波相对也较少。

路面下沉异常。路面下沉可能由于建设初期压实度不够或后期长时间负载以及路基强度不够等造成的，在雷达图象上主要表现为同相轴不水平，有一定的倾斜度。

裂纹异常。裂纹在高速公路病害异常中表现比较细小。根据雷达探测原理可知：频率越高，探测深度越浅，分辨率也越高；反之频率低，探测深度越深，分辨率也相应下降。所以雷达探测一般可解决浅部的裂纹异常，深部的裂纹可考虑采用超声波法进行探测。深裂纹异常表现为向两边分散的有倾斜度的同相轴，浅部裂纹雷达图象异常与此相似，但表现不太明显。

3、非病害异常检测

管道异常。管道（通讯电缆）异常特征类似于空洞异常雷达图象，多次波非常明显，但它比空洞异常更规则，同相轴更对称。

路面钢筋网异常。雷达探测是根据电磁波原理进行探测，所以对铁磁性的物质感应特别明显，主要表现为同相轴有波峰突起，图象情况跟钢筋疏密有关，疏时同相轴呈小弧行，密集情况时则连成了一片。

桥雷达异常。桥的异常跟下部整体空洞的异常相似（实际上桥板以下就是空的），同相轴同样比较平，但波长不一样。

三、结束语

综上所述，公路探地雷达检测技术作为高新技术在公路建设与养护中的应用，突出了高效、无损、快速、连续等一系列超强特点，它的使用大大提高了公路建设过程中的检测效率和检测精度，为道路建设过程中质量的提高提供了有力的监督保障手段，而且对检测数据的整理分析后形成道路建设质量检测数据库，明确划分出各检测路段中存在的问题及需要注意的薄弱路段，指导道路工程后期的养护与管理，作到有的放矢，这对于节约养护经费、保证养护质量是十分有利的。

参考文献：

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