地质雷达在汉宜高速公路路面检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
2.1反射信号时间误差
在对公路工程进行检测的过程中,如果采用地质雷达检测技术,那么需要分析和处理该技术在实际检测应用中存在的误差。而为了确保该检测技术在实际检测过程中检测结果的准确性,要先确保反射时间差记录结果的准确性,这就要求相应的检测人员记录好检测的起始时间点,同时要将雷达反射信号的实际触发点当作时间的起点,但是要应用适宜的方法来进行零点标定,从而全面确保反射信号时间测定的质量,提升检测结果的准确性。
3地质雷达检测技术在公路工程检测中的实际应用探究
3.1检测路面厚度
在以前检测公路厚度应用的是传统方法,钻芯取样法和挖坑检查法,都是应用简单技术进行检测,这两种方法在检测时存在着很大的弊端,存在盲目性、不确定性、耗费人力物力和时间、效率非常低,而且在检测时还破坏了原有的地面结构,如果道路没有封闭,就会为驾驶者增加安全隐患,容易发生行车事故。随着科技的进步,我国已经采用地质雷达检测技术,地质雷达采用电磁波在地面、地下发生反射的原理,清晰呈现公路的剖面影响,得出的结果高精度、无损、实时,非常方便目前我国应用在公路检测方面的最先进的一个手段。路面厚度检测是公路检测的最主要的内容,大多数的公路的路面厚度都会固定值大约20cm,而且在探测厚度时,误差不能特别大,只能在上下1cm内徘徊,这就要求公路测试技术要改革使用先进的技术,地质雷达的分辩厚度数据为子波波长的1/4,在介质水泥土或沥青土中电磁波的传播速度约为0.1m/ns,根据以上提示就可以选择出地质雷达应该采用探头的大小,就能保证检测20cm厚度的路面误差在lcm之内,非常精密准确。
关键词:地质雷达;检测技术;公路工程检测;应用
1地质雷达检测原理
地质雷达可以简称为GPR,其工作原理为:以宽频带短脉冲的方式,通过发射天线发送器发送电磁波。发射出的电磁波到达目的地之后再传回地面,由相应的雷达天线接收信号。接收到的信号再经过相应的图像处理及解释,从而达到对目标物体探测的目的。对于地质而言,可以比作一个复杂的滤波器。进行地质雷达脉冲发送时,一般都要贴近地面。如果媒质中的任何一个电参数发生变化时,都会引起电磁波的后向散射。也就是说,电常数的不连续,很容易出现同介质时,会出现不同程度的变化。然后,根据接受的电磁波形状、频谱特性、时延等特点对介质进行内部结构分析。为了增强地质雷达检测的准确性,地质雷达必须具备相应的信噪比。其中,具体的要求有:第一、足够的深度分辨率。第二、足够的方位分辨率。在进行地质雷达检测中使用的数据记录有:一维、二维、三维数据集,而对于声学术语来说又叫做:A扫描、B扫描、C扫描。如果对接受天线接收到的幅度信号进行灰度级进行描述时,可以生成一个二维的图像。其中,二维的图像主要是针对地下介质中的垂直切面进行描述。如果接受到的B扫描,在平面上以一定的速度在X和Y轴移动时,会出现一种三维数据集。这种方式称之为C扫描。
地质雷达在公路路面检测中的应用
注 :宴 际 厚 度 在 公 路 两 侧 出 露 处 测 定 。
5 结 语
(1)在 公 路 路 面无 损 检 测 方 面 ,探地 雷 达 已取 得 较好 的 效 果 ,有 广 阔 的 应 用 前 景 。 (2)对 探 地 雷 达 开 发 利 用 的 重 点 应 放在 数 据 处理 和 资 料 解 释 上 。 (3)探 地 雷达 的天 线对 勘 察 深度 及 分 辨 率 影 响很 大 ,应 根 据 探 测 目的 正 确 选 择 。
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2 j 4 s 6 7 点 位 ,m
言 犯
嗣 1 反 射 雷选 探 测原 理
Figure 1 Reflected radar prospecting theo ry
嗣 2 雷达 剖面 记 录示 意 嗣
F,guIe 2 Sketch m aD of radar section recolding
(1) 天 线 屯心 频 率 根 据 探 测 目的 +选 用 了 中 心 频 率 为 500Ⅻ 的 天 线 。发 射 天线 与 接 收 天 线组 合 在 一 起 ,其 抗 干 扰 能 力 强 。 (2) 时 窗 选 择 时 窗 选 择 主 要 取 决 于 最 大 探 测 深 度 d一 /m 与 地 层 电 磁 波 速 度 v/(m·118 )。 时 窗 /m 可 由 下 式 估 算 :
差 异 较 大 ,即波 阻 抗 差 异 较 大 ,完 全 具 备 了探 地 雷 达 技 术 的 地 球 物 理 前 提 。
表 1 与 公 路有关 介质 的物 性 参数
Table 1 The Iysical Pa m 时 of some ml'N ̄dium l删 to highway
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地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用摘要:地质雷达检测技术具有无损、分辨率高、精度大、效率高等特点,将地质雷达检测技术应用在公路工程检测中,能有效地提高检测结果的准确性、科学性。
根据实际情况,选择不同频率天线配置的探地雷达,能快速、高效地完成检测任务,提供准确、可靠的检测数据,从而为公路建设质量控制保驾护航。
本文探讨了地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用。
关键词:地质雷达;检测技术;公路工程检测;应用公路工程的质量十分重要,公路工程施工过程中,准确的检测对于及时发现公路工程存在的问题以及公路修建过程中存在的安全隐患十分重要。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用,不仅能够及时发现公路工程中存在的潜在风险及问题,且其检测的准确性还相对较高,检测的范围较为全面,因此,积极探究地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用,并逐渐改善地质雷达检测技术以进一步提升其在公路工程检测中应用的价值十分必要。
1探地雷达的特点和优势地质雷达技术的逐渐广泛应用,除了具备多种学科相结合的技术之外,还凭借自身的特点开拓了应用领域。
其中,地质雷达技术在工程物探中应用最为广泛。
(1)高分辨率。
对于地质雷达来说,其分辨率可以精确到几厘米,以及工作的频率可以达到5000MHZ。
再加上计算机的准确分析,可以让电磁波反射信号准确的描述目标介质的尺寸、几何特性等。
(2)无损性。
地质雷达是一种新型的探测技术,代替了传统的打钻检测方式。
这种技术可以应用在城市路面以及施工之间检测上。
(3)高效性。
通过地质雷达监测,对目标介质通过电磁波的方式进行检测,方便简单、效率高、减少劳动强度。
(4)抗干扰能力强。
地质雷达监测可以应用到各种环境中,且通过相应的野外检测发现,在进行地下4面层区域进行检测时,可以有效降低成本,且准确性高,不易受外界因素的干扰。
2地质雷达检测技术的工作原理分析地质雷达检测技术的工作原理十分简单,其就是利用高频电磁波在不同电性材质中脉冲反射现象以及数据的不同来分析地质情况的。
地质雷达在道路检测中的应用
PRACTICE区域治理地质雷达在道路检测中的应用青海省交通检测有限公司 肖梅摘要:道路工程的使用寿命受道路检测的技术影响。
由于地质雷达检测系统包含许多的优点,使得雷达检测技术在道路工程中得到了十分广泛的应用。
目前该技术对于道路工程的建设施工以及质量控制有着重要的意义。
关键词:雷达技术;道路检测;检测技术中图分类号:TN95 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)27-0229-0002所谓的地质雷达,其实指的是一种通过在106—109Hz这个范围的频率的无线电波对地下介质、砌体以及岩体情况进行确定的方法。
它通过发射天线向地下介质发射高频电磁波,当这些电磁波发射到地下介质时,遇到具有电差的界面时会发生反射现象。
可以通过使用波形、时间和振幅强度的变化特性来判断介质的空间位置、结构特征、埋藏深度和形状。
如今,雷达检测技术已广泛应用于道路应用。
在当前的道路工程施工中,尤其是在道路质量无损检测当中,雷达检测技术不仅仅对提供道路工程竣工质量的验收速度的提高有所帮助,还能够提供准确的、科学的数据,避免取样偏差以及人为干扰等因素的影响,保证技术指标的准确度。
一、应用地质雷达检测技术的意义地质雷达是当前通过发射天线在地下发射高频电磁波的方法。
当它遇到不同的地下介质时,会形成不同的反射波。
这就需要了解有关地质信息,例如强度、时差和波形变化的地质形态,埋藏深度以及天线接收到的空间分布位置。
在当前道路工程的建设中,特别是在道路结构件的无损检测过程中,地质雷达探测技术可以在确保工程数据准确性的同时,大大加快工程竣工验收的速度[1]。
该技术的应用更符合工程事实,避免了人为干扰现象。
此外,地质雷达探测技术还可用于无损检测,例如钻孔和取芯,可防止严重破坏地面结构。
在对道路状况进行调查和分析的过程中,地质雷达检测系统可以更好地识别是否存在诸如板坯下的空隙等问题,并进行有效处理,以防止整个路面出现严重裂缝,进而影响交通安全[2]。
简谈在道路工程检测中地质雷达的应用
足够的隧道衬砌厚度是隧道力学承载能力及使用寿命的重要保证,采用SIR-20型地质雷达能够准确、迅速、直观地检测出隧道衬砌厚度,检测方法采用五测线法(见图1)。二衬、初支与围岩之间由于组分及物性差别较大,介电常数差别较大,反射波形振幅较大,反射界面较明显,判断衬砌厚度较容易。
(二)脱空区检测
如图2所示,回填欠实区在雷达图像上反映的波形比较杂乱,反射振幅忽强忽弱,相位变化比较大,在该区域,回填一般采用片石,片石之间有很大的空隙,使波的反射较为杂乱。
(四)混凝土裂缝检测
在衬砌的施工中,由于施工过程中的工序安排不当、混凝土龄期不够、外界温度的急剧变化等因素,经常会使衬砌混凝土产生裂缝,严重影响了衬砌的防水及承载能力,因此,采用地质雷达检测混凝土的裂缝情况有着重要意义。
结束语
在进行实际检测的过程中,地质雷达能够有效地将相关信息进行收集以及分析,并且对整个隧道质量进行科学性评估,同时将相关隐患在实际使用以前便尽可能排除。但是就目前而言,仍然存在一定的盲点,但是经过相关研究人员不断的研究以及试验以后,其一定会得到不断地完善以及改进。
参考文献:
[1]刘四新,曾昭发.频散介质中地质雷达波传播的数值模拟[J].地球物理学报,2007,50(1):320-326.,我们按照隧道相关的质量检测规范以及标准,顺延这隧道内部的左右弓腰部分以及边墙部分进行5条测试轴线的布置,具体的布置示意图按照下图1中所示,在进行实际的操作过程中,在车上便将地质雷达的主机进行安装,并且由相关工作人员持天线送到固定的测试位置,在进行实际的采集过程中高的时候,挖掘机以及车,或者是操作人员以及车必须保持匀速缓慢前进的状态,以方面对数据进行采集。
简谈在道路工程检测中地质雷达的应用
一、地质雷达进行检测过程中基本的原理分析
地质雷达在公路工程检测中的应用
地质雷达在公路工程检测中的应用摘要:在公路工程检测技术当中,一些传统的检测方法对都对公路有不同程度的破坏,并且这些方法所获得的数据结果准确性也比较差。
地质雷达检测技术应用于公路工程当中可实现公路工程质量的无损检测,且可实现连续式的检测,从而避免抽样检测的随机误差,其优点使得公路工程检测工作获得极大的进步,同时也能够在我国经济的发展当中起到推动的作用。
因此,本文主要探讨地质雷达检测技术在公路工程中的应用。
关键词:地质雷达;检测技术;公路工程;应用在公路工程质量检测中,一般会采用钻芯取样的方式对路面的厚度指标进行控制,同时传统的隧道衬砌厚度检测则常采用凿孔法、取芯法等。
此类检测方式对公路的路面及隧道结构带来不同程度的破坏,且检测采样过程存在数据有限和样本在代表性不足的缺陷,同时人为主观因素也在一定程度上影响了检测结果的准确定和客观性。
随着科学技术的不断快速发展,地质雷达无损检测检测技术开始被人们引入到公路工程的检测工作当中。
该检测技术在样品的采集方面速度比较快,可连续采样,样本数量大,检测精确度比较高,同时自身也存在着经济效率方面的优势,在对公路进行检测的时候不会带来损伤,可以比较有效地对传统的检测方法进行弥补。
也就是说在公路工程的检测当中,使用地质雷达的检测技术有着非常重要的意义和价值。
一、地质雷达检测技术的检测原理地质雷达检测技术原理是通过特定设备向地下发送脉冲形式的高频、甚高频电磁波。
高频电磁波以宽频带短脉冲形式,通过发射天线被定向送入地下,经存在电性差异的介质层反射后返回地面,由接收天线所接收。
高频电磁波在介质中传播时,其传播路径、电磁场强度与波形将随通过介质的电性特征与几何形态而变化。
因此,通过对时域波形的采集、处理和分析,可确定地下分界面及不同介质的空间位置及结构。
利用地质雷达检测原理,可以对公路工程中路基路面、隧道衬砌质量进行无损检测,同时可开展路基路面病害的检测工作,预防隐患的存在。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用摘要:地质雷达检测技术具有无损、经济快速、高精度等优点,将地质雷达检测技术应用在公路工程检测中,能有效地提高检测结果的准确性、科学性。
该文阐述了地质雷达检测技术在公路路面厚度的工作原理,对地质雷达检测产生误差的原因进行了分析,并结合实际工程检测,说明了地质雷达检测技术在公路路面厚度的应用是可行的、可靠的。
关键词:公路工程;地质雷达检测技术;路面厚度地质雷达(又称探地雷达,Ground Penetrating Radar,简称GPR)检测技术是一种高精度、连续无损、经济快速、图像直观的高科技检测技术。
它是通过地质雷达向物体内部发射高频电磁波并接收相应的反射波来判断物体内部异常情况。
在公路建设过程中,常采用钻芯取样法对路面厚度指标进行控制。
这种检测方法需要对公路路面进行不同程度的破坏,同时取芯法缺乏代表性,存在一定人为因素,影响检测结果的公正性。
地质雷达检测技术具有采样快、精度高、分辨率高、经济性强、检测无损伤等特点[1-3],能有效地弥补传统的检测方法中存在的不足之处,因此将地质雷达检测技术应用在公路工程检测中有十分重要的意义。
1 地质雷达检测技术的发展现状1.1 地质雷达技术的发展地质雷达是一种地球物理探测方法,其主要利用超高频脉冲电磁波进行地下介质的探测。
由于地下介质对电磁波具有较强的衰减性,同时地下介质的复杂性和多样性要远远大于地上的空气,所以,电磁波在地下的传播要比在地上传播复杂得多。
所以,在地质雷达应用的初期,它主要用于冰层或岩盐矿等介质中,因为此类介质的电磁波吸收较弱,在上世纪七十年代以后,随着高新技术的不断发展以及新材料的不断涌现,探地雷达技术也获得了迅速的发展,到目前为止,探地雷达已经广泛应用到了道路工程检测中。
2 地质雷达检测技术的工作原理分析2.1 地质雷达的系统构成一套完整的地质雷达设备包括多个子系统,具体有主机、发射机、接收机、天线、信号处理等。
分析地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
分析地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用本文首先阐述了地质雷达的技术基础,接着分析了雷达参数的采集与选取,最后对地质雷达检测技术在公路检测中的应用进行了探讨。
标签:地质雷达;公路工程;验收检测引言迄今为止,地质雷达是最先进的、唯一能實现连续测量的工程物探仪器。
它可以向介质发送超高频短脉冲波,允许用户在短时间内获得探测范围内的三维信息。
地质雷达具有快速、无损、连续探测、精度高、采样点密度高、工作效率高等特点。
目前,它在我国隧道检测中得到了广泛的应用,取得了非常理想的应用效果。
1 地质雷达的技术基础地质雷达主要利用天线向被测对象发送脉冲电磁波,接收天线接收不同物理性质界面反射的电磁波,实现勘探。
在测量过程中,探地雷达收发天线应与衬面紧密结合,雷达应通过天线发射到衬面。
在传输过程中,雷达与钢拱、钢筋、混凝土与空气界面、岩石裂缝等发生反应,并接收接收天线的反射波,检测反射波的入射和反射。
为了计算反射波的传播距离,得到了天线与反射面之间的距离。
2 雷达参数的采集与选取以瑞典RAC/GPR地质雷达系统为例,根据隧道衬砌质量检测要求,选择了600MHz天线。
该天线属于中高频天线,能满足探测分辨率和深度的要求。
主要测试1.5米范围内的信息,包括衬里的后部清空、钢拱的分布以及密集区域的回填。
2.1 波速的选取对于探地雷达(GPR)的电磁波速,主要有三种选择方法:一是测量同一材料预制件的厚度;二是用双天线直达波测量避车或避车孔的位置。
方法;第三,测量钻孔;计算第一种方法时,使用现有方法测量电磁波的速度。
测量厚度是根据电磁波的实际厚度和雷达反射来计算的。
无需估算混凝土的介电常数。
2.2 时窗的选取在时窗选取方面,主要与地层电磁波传播速度和最大探测深度相关,在选取时时窗大小可为电磁波波速与最大探测深度之比的 2 倍,为了符合被测体深度与地层速度,可适当增加30%。
2.3 测线的布置结合隧道实际情况和工程目标,采用“人工手持天线+装载机上安装检测支架”的方式进行检测。
探地雷达在公路路面检测中的应用
探地雷达在公路路面检测中的应用摘要:在公路质量检测过程中,由于地质雷达具有精准度较高、运行速度较快的特点,可以确定地下介质分布状态。
地质雷达作为无损性的探测仪器,在公路检测时,通过地下敷设宽频带间脉冲雷达波,在获取相关的数据和信息后,相关管理人员再进行数据的记录以及分析工作,从而了解这段公路的质量情况,为后续公路施工和养护提供重要的信息支撑。
关键词:探地雷达;公路路面;检测应用引言检测技术是路面养护中不可少的一项基础性内容,只有做好检测才能及时发现路面出现的一些裂缝、不平整和病害。
同时,其对路面的后期维修也具有重要的价值,可以减轻路面维修的成本,提高路面养护的精准程度。
雷达检测就是一种具有多项作用的路桥检测技术。
1、公路路基路面检测现状及问题通常在开展公路路基路面检测中施工人员主要是以国家相关标准规范为指导执行一系列检测动作,明确路基路面的各项性能,客观评价路基路面的运行情况。
通常在修建路基过程中采用灌砂法填充路基,但是细沙有着较大的体系,这会导致地基之间孔隙增加,容易出现压实密度不达标的情况,在运营阶段容易发生路面下沉、裂缝等问题,甚至发生安全事故,对施工单位的形象产生不良影响。
通过检测路基的质量情况能够明确地基的密实度、承载力等性能,从而采取有效的办法提高路基稳定性。
当前我国很多地区都将重点放在了公路新建上,公路路基路面养护工作有所确实,导致公路由于缺乏养护使用寿命大大缩短,对人们的正常出行以及区域经济发展产生不良影响。
重修轻养的思想体现在多方面,比如建设资金较多保养资金却存在严重不足、公路养护设施落后、没有及时更新检测和养护设备以及技术等。
准确的检测可以为公路工程养护维修提供参考,但是当前无论是检测设备还是检测技术都存在一定的不足,这和缺乏对公路路基路面检测和养护的重视有着很大的关系。
想要确保公路工程安全运行,提高公路交通的社会效益和经济效益,就要定期检测路基路面病害,明确公路工程中存在的问题,及时采取有效的维修养护措施,保证公路的安全通行。
公路工程检测中地质雷达检测技术的应用
公路工程检测中地质雷达检测技术的应用摘要:公路工程的质量直接影响其运营过程的稳定性,对于交通出行的安全性至关重要。
为了提高公路工程质量,加强质量检测十分必要,其中地质雷达检测技术能够在不损害公路的基础上,完成高效高质量的检测工作。
对此,本文分别从应用流程和具体应用两方面研究了公路工程检测中地质雷达检测技术的应用,希望有所帮助。
关键词:公路;工程检测;地质雷达检测技术引言:地质雷达检测技术是目前常用的公路工程检测技术,由于其检测过程的合理性和科学性,使其能够得出更为精确的检测结果。
该技术在应用过程中主要运用了电磁波脉冲反射原理,能够结合现代技术对公路进行无伤害、高质量检测,降低检测成本,保证运行安全。
1.公路工程检测中地质雷达检测技术应用流程1.前期判断在公路工程检测工作中,应用地质雷达检测技术首先需要技术人员对公路的质量作基本的前期判断,其中主要包括几个重点方面。
首先,技术人员需要对公路的地质情况加以判断,对其中的断板及裂缝问题加强判断。
其次,要对公路工程的路面情况加以检测,对其破损程度以及能否保证车辆的正常通行加以判断。
另外,还需要对公路的地板是否存在脱空等质量问题加以判断。
这些前期判断是决定地质雷达检测技术应用程度的基础,如果存在以上某一种甚至是多种问题时,必须要加强检测力度,确保不存在各类质量安全隐患。
1.2测点选择公路工程的不同质量问题在应用地质雷达检测技术时所需选择的测点也有所不同。
当判断出公路工程存在某一方面质量问题时,就需要应用地质雷达检测技术对其中所存在的具体质量问题加以精确地判断和检测。
比如在前期判断时,发现路面地板存在脱空的问题,一旦质量较大的车辆经过该部位时就会出现地面板晃动甚至是上翘等问题,此时可以通过使用地质雷达测试技术,并根据相关经验对测试结果加以分析,如果得出了公路路面板脱空问题的主要成因就是道路上长期积水严重,又或是经过该道路的汽车过载问题严重等,,那么就需要根据具体的问题选择最合适的检测点进行地质雷达检测,并根据以上问题一般选取了在道路面板的主要联结部位作为检测点。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用发布时间:2021-06-28T15:22:19.343Z 来源:《工程管理前沿》2021年2月第6期作者:康雷[导读] 公路工程检测工作对于公路质量检测以及公路维护检修十分重要,康雷湖北楚晟科路桥技术开发有限公司湖北襄阳 441100摘要:公路工程检测工作对于公路质量检测以及公路维护检修十分重要,其也是保证人们出行安全的必要工作之一。
地质雷达检测技术的研究与利用使得公路工程检测工作效率与质量进一步提升,其不仅大大缩短了公路工程检测的工作周期,降低了公路工程检测的工作量,其还使得公路工程检测的准确性进一步提升,保障了人们出行安全。
因此,积极探究地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用,以进一步帮助地质雷达检测技术更好的应用在公路工程检测中的应用。
关键词:地质雷达检测技术;公路工程;工程检测;应用1地质雷达检测基本原理概述地质雷达检测技术的基本原理并不复杂,其主要是借助高频电磁波在不同电性材料中的差异性脉冲反射表现,完成地质情况分析的一种公路工程检测技术。
从公路工程检测实践的角度分析,地质雷达检测技术的基本原理如下:首先,工程人员借助相关检测设备,向公路检测段发射脉冲电磁波。
高频脉冲电磁波在实际传播过程中,会根据接触物体的地质电性特性表现出不同的反射特征;随后,工作人员借助信号接收仪器,收集接触物体后返回的高频脉冲电波,并根据接收电磁波的形状、强度、反射时间等标准,对接收信息进行初步的处理;最后,总结、归纳接收到的高频脉冲电磁波信息,通过对比其传播过程中不同的反射波特征,对工程地下部分的结构层次和潜藏病害情况进行判断。
2地质雷达检测技术在公路检测应用的流程2.1前期判断将地质雷达检测技术应用到公路工程检测的时候,在开始操作之前,工作人员就需要判断公路质量检测结果,主要包括以下几方面:地质结构是否出现裂缝或断板问题;公路工程路面是否存在严重破损而影响着车辆的正常行驶;地板下是否存在脱空质量问题。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用探究
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用探究摘要:质量问题是影响公路工程整体施工作业的核心要素,公路工程的质量直接影响着车辆及行人的安全问题,因此,对公路工程质量的检测工作是公路施工作业中的重要内容。
地质雷达检测技术是目前我国在公路工程检测中广泛使用的质量检测技术,对公路工程的安全检测具有重要意义,本文通过研究地质雷达技术在公路工程中的应用情况,为相关工作人员提供工作参考。
关键词:地质雷达检测技术;公路工程;质量检测引言:近年来,随着我国经济的高速发展,城市化进程不断加快,带动了我国公路事业的快速发展,在公路施工工程作业中,水泥混凝土路面具有稳定性强、强度高、使用寿命长、安全稳定性强等优点,因而被广泛应用在公路工程中,但水泥混凝土路面因其接缝较多,容易发生裂缝、脱空等问题,严重还会引起路面塌陷,危害市民安全。
因此,对路面安全进行定期检测,对维护公路工程的安全性具有重要的意义。
目前,我国常用的路面检测方法有钻芯法、弯沉测定法、地质雷达检测法等,其中地质雷达检测法因其具有检测全面、准确度高的特点,受到施工检测人员的青睐,被广泛使用与公路工程质量检测中。
一、地质雷达检测技术的工作原理地质雷达检测技术是目前公路工程质量检测技术中最常用的一种,同时也是兼具准确性和科学性的一种新技术,它在公路质量检测中的应用,是保障我国公路安全的重要基础。
地质雷达检测技术的工作原理是向地下发射高频脉冲电磁波,在向地下传播的过程中,遇到电性不同的物质,就会产生散射、反射等相应的物理现象,反射回来的电磁波被地面的接收天线接收,通过仪器对反射电磁波进行分析,根据电磁波的强度、波形、反射时间等数据,最终判断测试目标的结构、位置和电性。
地质雷达检测技术是利用电磁波的反射原理检测公路的结构、病害、安全隐患等内容,这是一种科学的物理检测方法,且不会对路面造成伤害,检测结果准确,能够有效解决公路工程施工作业的安全质量问题[1]。
图一:地质雷达检测法工作原理二、地质雷达检测技术在公路检测中的检测流程(一)前期准备在使用地质雷达检测法进行公路工程检测前,应首先对待检公路的路面情况进行分析,确定该路面是否需要进行检测,如待检路面出现以下问题:路面破损影响行车;路面断裂、破损严重;路面塌陷及其他严重问题,那么此时的待检路面就有必要及时进行检测。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用探讨
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用探讨马骥摘要:公路工程检测是影响公路建设质量的关键因素,同时也影响着公路维护措施的制定,如果公路工程检测工作出现问题,则会严重影响到公路的使用和建设,进而给人们安全出行带来安全隐患。
地质雷达检测技术是较为常见的公路检测技术,基于此,本文对地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用流程和实践应用进行了分析,以期可以提高公路工程检测效果。
关键词:地质雷达;检测技术;公路工程;检测应用随着我国公路建设速度的不断提高,公路建设质量持续上升,公路系统逐渐完善,为了延长公路的使用寿命,需要对公路工程实施精准的检测,及时发现公路建设中存在的问题。
地质雷达检测技术是一种使用高频电磁波分析收集地质结构数据的技术,能够对地质状况进行精准的分析,进而为后续公路工程的建设提供重要助力。
当前地质雷达检测技术在公路工程检测过程中有着较为广泛的应用,该项检测技术具备采样速度快、结果精度高、分辨率高以及性价比高的优势,并且在对公路工程进行检测的过程中并不会给公路造成损伤,弥补了以往检测方法在施工过程中存在的精度不够等问题。
1.地质雷达检测技术在公路工程检测过程中的应用流程1.1 对公路工程情况进行前期判断在应用地质雷达检测技术之前必须要先进行前期公路工程情况判断和评估,以此来为后续检测工作的开展提供参考数据。
第一,需要观察公路工程中是否出现了裂缝问题或者短板问题;第二,对公路工程路面进行检查,观察是否存在严重的破损问题,以及破损问题是否已经影响到车辆在公路上的正常行驶;第三,公路工程下方结构是否存在脱空等质量问题。
如果公路工程存在一种问题或者一种以上的问题,必须要对公路工程的质量实施再次精准评估,消除所有影响公路工程质量和安全性的因素[1]。
1.2 选择公路工程检测位置当公路工程出现质量隐患之后,必须及时进行检测和处理,否则会给人们的行车安全造成较大的影响。
例如当公路工程出现脱空问题之后,如果公路上方行驶的车辆荷载较重,那么公路路面会存在翘起现象、晃动显现或者施工材料脱落现象,需要利用地质雷达检测技术对公路工程进行有效检测和判断。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用摘要:公路工程检测方法主要分弹性波法和电磁波法两大类。
其中地质雷达法属于公路工程中应用较为广泛的电磁波法之一,其利用小波长、高分辨率的高频电磁波实现公路工程结构的无损快速检测。
当前地质雷达技术已经实现了单点探测、连续探测并实时显示,为公路工程无损检测提供了有效的技术支持。
关键词:地质雷达检测技术;公路工程检测;应用1导言公路在长期使用的过程中,结构性能会受到各种因素的影响,因此,需要对其进行定期检测,以保证综合性能。
其中,无损检测技术能在不影响交通、不破坏公路原有结构的前提下进行检测。
近年来,地质地雷达检测技术作为一种无损检测技术,因具有非破坏性、速度快、精度高、携带方便、低交通影响等特点,在公路无损检测领域得到广泛应用。
2地质雷达技术简介地质雷达技术是利用电磁波进行地质检测的一种手段,它在水利水电工程建设中的应用非常广泛。
电磁波在地下传播时,遇到各种各样的地下介质,相遇后电磁波便会发生反射现象,反射波会被雷达接收,从而收集到相应的地质信息,最终通过数据分析和处理,然后储存在计算机中。
计算机对获得的数据进行分析和处理,从而可以判断出地下的介质具体是什么物质,并且能够准确地获知物质的大小和位置。
地质雷达的工作原理主要是依靠天线进行信号的收发,天线中心频率影响着电磁波的穿透能力,一般来说,如果为了让电磁波的检测深度更深,则会将中心频率调低,以此来对地下进行深入检测。
借助地下雷达的检测技术,帮助工作人员对地下介质进行较为准确地判断,有利于后续水利水电工程建设施工的开展。
地质雷达在工作时,发射机会发出电磁波信号,此时电磁波信号通过天线在岩层中进行传播,如果遇到了不均匀的地质介质,或者其他的介质后,便会形成反射信号,发出的信号和反射的信号都会通过天线再回到接收机当中,这时接收机会对所有的信号进行调整和处理,进而传送回主机中,再由主机传送给计算机。
计算机会对主机传送的信号进行编码处理,最终会以电频图或者波形堆积图的形式显示。
地质雷达法在路面检测中的应用
地质雷达法在路面检测中的应用摘要:近年来,我国的公路事业发展迅速,在我国公路网构成中,水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点,因此占有较大比重。
但水泥混凝土路面接缝较多,对超载较为敏感,易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害,从而导致路面破损,影响行车的舒适性、安全性。
因此,采取一定的手段对路面质量进行定期检测,以评价其技术状况是必要的。
检测路面可采用人工观察法、弯沉测定法、钻芯法等,但用地质雷达检测更为快速、全面、准确度较高,在各类方法中优势明显,值得大力推广。
关键词:地质雷达;路面;检测1地质雷达工作原理雷达检测车子上需要配有路面探测雷达以及无形接收机。
在被检测的公路上,雷达按照设定的速度行驶,与此同时探测雷达会将电磁脉冲向路面发射出去,而且这种发射是持续不断。
在短时间内,电磁脉冲会从路面中穿透,被无线接收机接收,这个时候返回电磁脉冲时间和不连续路面结构电介质常数的突变情况会被数据采集系统纪录下来。
发生电介质常数突变的地方一般是存在于两个结构层之间的截面之间,这是因为在路面不同结构层材料之间存在明显差异的电介质常数,所以都是在。
结合反射波所记录的电介质常数和波速计算出各个路面结构层的厚度。
路面地质雷达工作原理示意图如图1所示。
图1 路面地质雷达工作原理示意图2应用地质雷达技术的地球物理前提结合地质雷达技术的基本运行原理,可将该技术应用到公路路面的无损检测中,可介质地质雷达技术来检测路面隐患与病害,实施该项技术的物理前提是:路面基层和上介质层、下介质层间,缺陷异常体和周围介质间,两部分间的电性存在严重差异,尤其是在介电性系数,而介电常数又会影响材料结构、组成成分等信息,也会影响含水量与孔隙度。
而今,纵观我国的公路路面基层施工实况,了解到基层以水泥稳定土、石灰稳定土、石灰和水泥稳定粒料等铺筑性材料,且材料性质不同,介电常数也会发生改变。
通常情况下,路面基层的湿度很大,应用砾石、石灰、土与粉煤灰等集料,此类集料的介电常数较大;而路面层主要是使用水泥混凝土与沥青混合料,此类材料湿度小,介电常数小;而在基层的下部垫层材料应以二灰土、石灰土与碎石砾等为主,此类材料具有很大的孔隙,且含水量也比较高。
地质雷达在高速公路病害检测中的应用
地质雷达在高速公路病害检测中的应用发表时间:2019-07-29T17:29:53.687Z 来源:《基层建设》2019年第14期作者:施德[导读] 摘要:随着我国公路事业的发展,地质雷达在高速公路病害检测中得到了广泛的应用。
安徽水利开发有限公司安徽合肥 230000摘要:随着我国公路事业的发展,地质雷达在高速公路病害检测中得到了广泛的应用。
然而,由于地质雷达在我国的应用时间还非常的短暂,在实践的过程中还存在着许多的问题,如地质雷达的探测精度和雷达图像的判断依据等等,这些问题在很大程度上影响了地质雷达探测结果的准确性。
本文详细介绍了地质雷达在高速公路病害检测中的应用,重点分析了桥头跳车这种地质灾害形成的原因,同时表明地质雷达具有良好的实用性。
最后展望了地质雷达在高速公路病害检测中的发展前景。
关键词:地质雷达;高速公路;病害;桥头跳车1 前言随着城市化的快速推进,高速公路的数量逐年增加。
由于受到施工过程中很多因素(例如天气)的影响,高速公路容易出现车辙、裂缝、压实度不足,甚至路面以下出现空洞等质量问题,这些工程上的质量问题如果没有得到及时的救治,那么肯定会影响到高速公路的正常使用和耐久性。
因此,及时准确地发现正在修建的高速公路的质量问题,为有效地对高速公路进行加固和修复提供依据,是工程技术研究人员必须面对的一个重要问题。
地质雷达检测技术是一种无损探测技术,探测精度比传统检测方法高,而且是连续扫描,可获得高速公路探测的连续结果,是一种快捷、有效、实用、方便的无损检测技术,对高速公路具有很强的适应性,目前广泛应用于高速公路的检测当中,应用前景广阔。
2 地质雷达检测的基本原理2.1 仪器的基本结构地质雷达由发射部分和接收部分组成,发射部分由产生高频脉冲波的发射机和向外辐射电磁波的天线(Tx)组成。
通过发射天线电磁波60º~90º的波束角向地下发射电磁波。
电磁波在传播途中遇到电性分界面产生反射。
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用
地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用摘要:地质雷达检测技术具有简单高效、无损检测、检测信息全面、直观的优点,在公路检测工作中应用广泛。
但由于该检测技术目前仍处于完善阶段,相关单位仍需加大对地质雷达检测技术的研究力度。
基于此,本篇文章对地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用进行研究,以供参考。
关键词:地质雷达检测技术;公路工程;检测引言随着国家交通公路行业的持续发展,公路的数量和里程不断增加,相应的公路检测工作也变得日益繁重,因此,寻找一种高效而全面的检测方法,是一种必然趋势,有助于公路检测行业的发展。
根据现行的《公路工程质量检验评定标准·土建工程》(JTGF80/1—2017)规定,高速公路沥青路面厚度为公路工程质量检验评定中的关键检查项目。
沥青路面厚度的现行检测方法主要是通过钻芯法钻取完整的路面芯样进行厚度测试,然而钻芯检测路面厚度的方法会对路面造成较大破坏,钻芯后需要及时修补,而且修补后容易产生坑槽等病害,同时,该检测方法只能按一定频率进行,无法全面覆盖整个路段,对路面厚度的评定存在一定的局限性。
地质雷达是一种无损检测设备,可快速、连续地检测路面厚度,在国内外被广泛应用在路面厚度测量上,有助于公路检测行业的发展。
1地质雷达技术简介GPR(Ground Penetrating Radar,地质雷达技术)是一种利用高频电磁波对目标物体和周围物体电性差异高度敏感特性,对地下物体位置、结构进行探测的地球物理勘查技术。
地质雷达技术可以向地下发射高频电磁波,电磁波以脉冲形式向地下介质传播,在遇空气界面、岩性边界、底层界面等电性差异发生变化的目标体后,电磁波会发生反射并被接收天线接收,通过处理分析,结合电磁波反射波的强弱、波形、走时差等参数,推理解释地下目标体的位置、几何形态、内部结构特征,最终实现完整形态下的目标介质探测目标。
2地质雷达原理地质雷达系统有硬件、数据采集软件及后处理软件构成。
硬件包括:发射及接收天线、控制器、连接线等部分。
地质雷达在公路质量检测领域中的应用分析
地质雷达在公路质量检测领域中的应用分析摘要:在公路质量检测过程中,由于地质雷达具有精准度高、运行速度快的特点,可以确定地下介质的分布状态。
地质雷达作为无损性的探测仪器,在公路检测时,通过地下敷设宽频带间脉冲雷达波,在获取相关的数据和信息后,相关技术人员再进行数据的记录以及分析工作,从而了解检测段落公路的施工质量情况,为后续公路施工和养护提供重要的信息支撑。
关键词:地质雷达;公路质量检测;应用中图分类号:U416文献标识码:A引言近几年,我国的公路数量急剧增加,这方便了人们的出行,也促进了我国社会和经济的总体发展,为了能够有效控制我国公路建设的质量和效率,必须对施工现场的管理工作进行重视。
在进行公路检测的过程当中,也要充分考虑当地的实际情况,选择合适的技术,运用质量达到标准的材料来进行建设,并且要对公路建设的过程进行评价,使得公路施工的质量能够得到最大限度的保障。
1地质雷达基本原理城市道路的检测过程中对地质雷达的应用,是按照相应技术原理开展的,地质雷达应用中是向地下勘探的目标进行发射高频脉冲电磁,进行探测目标体,这样在电磁波介质中传播的时候,路径和电磁场强度等受到介质电性性质和几何形态的因素影响,接收到的介质界面反射波的幅度以及旅行时间等结合之下进行分析介质结构。
电磁波传播和介质电性之间有着紧密的联系,介质电性有电导率μ以及介电常数ε,电导率μ影响电磁波穿透深度,介电常数ε对物体中传播的速度产生影响,电性界面是电磁波传播速度界面,不同地质体的电性是不同的,不同电性地质体分界面会有不同回波,地质雷达的应用过程中在雷达天线的作用下,能对隐蔽目标全断面扫描,获得垂直二维剖面图像,工作过程中系统在天线的作用下向地下发射电磁波,信号在介质内部传播,遇到介电差异大的介质界面发生反射,以及折射等。
两种介质的介电常数差异通常是比较大的,反射电磁波能量大,反射会的电磁波被和发射天线同步移动接收天线接收,雷达主机进行精确记录反射回的电磁波运动特征。
地质雷达在高速公路隧道无损检测中的应用分析
地质雷达在高速公路隧道无损检测中的应用分析摘要:探地雷达(GPR)在隧道施工中得到了广泛的应用,将探地雷达探测纳入隧道常规探测过程已成为一种趋势,其应用市场和前景广阔。
探地雷达的探测和识别精度取决于周围介质的电差异,因此应用环境受到限制。
此外,GPR数据的解释依赖于主观判断,需要更好的数据处理和疾病识别方法。
采用地质雷达现场验收试验,可为公路安全运营提供强有力的技术支持。
无损检测技术的推广应用,不仅可以提高检测效率,而且可以保证检测工作的质量。
基于此,本文对地质雷达在高速公路隧道无损检测中的应用分析进行探究,具有重要意义。
关键词:地质雷达;高速公路隧道;无损检测引言:探地雷达能有效探测混凝土层厚度、钢筋网分布以及隧道围岩、一次支护、二次衬砌和仰拱结构的内部缺陷。
但其数据单一、数据精度低、人工识别效率低等问题,直接造成了隧道管理中监控管理的“盲区”。
因此,如何构建一个有效的隧道内道路交通信息监测系统,确保信息采集的全方位和高精度,从而照亮盲区,提高管理水平,已成为隧道管理建设的关键第一步。
一、应用最先进的三维底面检测雷达,保证雷达系统调试效果的优化面对开放路段的复杂场景,如何保证交通监控雷达系统调试效果的优化,成为工程建设中的一大挑战。
在项目建设过程中,高速公路运营管理方还要求通过视频AI分析技术充分复用普通道路摄像头,从而实现高速公路交通事件感知和交通参数采集功能。
为了满足当前智能化高速发展和高标准建设的需求,基于在雷电融合领域积累的设备研发和应用经验创新地质雷达在高速公路隧道无损检测中的应用至关重要。
应用最先进的三维底面检测雷达,对高速公路隧道路面结构内部病害进行无损检测。
使用一种新的检测方法,雷达可以深入探测路面的深层复杂病害特征,全面了解路面内部缺陷的分布情况,科学评估路面的使用情况,为公路养护方案的设计、路段选择的动态调整和施工组织提供科学合理的决策依据。
探地雷达无损检测技术可有效加强路面工程薄弱环节与精细化管理和养护设计的协调统一。
论地质雷达技术在公路路基质量检测中的应用
论地质雷达技术在公路路基质量检测中的应用摘要:在公路工程施工中,质量就是最核心的要素,因为其直接关乎到行车的安全性与可靠性。
但是在实际施工过程中经常会由于各种原因而出现质量隐患,因此我没有必要对公路路基质量采用针对性的检测技术。
为了全面确保公路工程的质量,本文主要以地质雷达检测技术为研究对象,对其在公路路基质量检测中的运用进行深入探讨分析,以期为同行提供更好的参考与借鉴。
关键词:地质雷达;公路路基;质量检测引言:近些年,随着我国经济的迅猛发展,对高速公路也频繁进行大规模建设,但是由于不同的路基质量问题而引发危害层出不穷,对公路工程的使用寿命非常不利。
而地质雷达检测技术是一种非常优秀的检测方法,应用在公路路基质量检验中能够有效提高公路路基质量的检测精度。
本文主要用于这种技术在公路路基质量检测中的应用进行详细分析,以期对提高公路工程质量提供一定参考。
1、地质雷达检测技术的检测应用流程1.1前期判断在应用地址雷达检测技术对公路工程质量检测前,首先要正确判断出对检测公路是否需要进行质量检测,同时要详细记录公路工程质量破损问题。
比如,公路路基所出现的破损是否对正常行车有严重影响,路基是否存在裂缝或比较严重的断板问题,是否在地板上面出现脱空质量问题等。
经过仔细检查,假如出现上述所说的相关质量问题,那么为了全面防范质量隐患问题的爆发,就有必要及时对其进行质量检测。
1.2选择测点经过对上述公路路基存在的质量隐患进行检测的基础上,在此基础上结合实际的公路情况应用地质雷达检测技术进行合理检测。
比如,针对道路面板存在的脱空问题,检测其地面在遇到大荷载客车时是否会出现面板翘起、晃动以及某些建造材料出现脱落的现象等。
如果公路路面板上出现脱空问题,根据相关实践事实经验和基本理论知识可知,造成这些问题的原因主要是由于路面常年遭受雨水的腐蚀或者行车超重而造成的。
那么在此基础上,就要选择在路面板的联接部位处作为检测重点。
1.3调整参数如果中心频率的高低值在采用地质雷达检测技术的时候一直保持正常,此时我们并不能认为相应的雷达探测深度非常正确,还要对所获得的全部检测结果进行合理比较,探测深度要从这些结果中选出最佳贴合实际的结果。
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地质雷达在汉宜高速公路路面检测中的应用黄正发刘玉山杨银湖王云安湖北省交通规划设计院摘要:对地质雷达技术在路面检测方面的原理进行了介绍,重点对野外数据采集时的天线选择、参数选择及室内数据处理、资料解释等方面进行了研究,将研究成果应用于汉宜高速公路路面检测中,效果较好。
关键词:地质雷达;路面检测;资料解释中图分类号:P319.12作者简介:黄正发(1971—),男,高级工程师,1994年毕业于中国地质大学应用地球物理系,在湖北省交通规划设计院从事岩土工程勘察及研究工作,现就读于中国地质大学(武汉)研究生院,攻读地球探测与信息技术博士学位. Email:hzf@1 工程概况汉宜高速公路武汉~荆州段于1995年建成通车,属沪蓉国道主干线的重要组成部分,呈东西向横穿整个江汉平原[1]。
由于该路段大部分通过软土地区,且运营时间长,通行车辆超载严重等原因,导致该路段路面出现了裂缝、断板、破损或唧泥等现象(图1),如不有针对性地及时进行检测与维修保养,公路正常使用及行车安全将难以保障。
笔者应用地质雷达技术对汉宜高速公路武汉~荆州段(K82+148~K122+000)路面质量进行了有益的检测和研究。
(a)路面破损(b)路面唧泥图1 路面病害现象2 地质雷达路面检测原理地质雷达方法是一种用于确定地下介质的广谱(1MHz—1GHz)电磁技术[2]。
该技术利用一个天线发射高频电磁波,另一个天线接收来自地下介质界面的反射波,当电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电磁性质及空间形态而变化,因此,根据接收到电磁波的旅行时间、幅度与波形资料,可推断介质的性质及空间形态。
检测和研究路段的路面结构型式如下:面层为厚25cm的水泥混凝土,上基层采用厚度20cm的水泥稳定石屑,下基层为20cm厚的水泥石灰稳定土(如图2-a)。
由于空气、面层、上基层、下基层的介电常数不同,电磁波在介质内部及不同介质界面上将会产生直达波、反射波及透射波(图2-b)。
其中,图中T1为电磁波在空气中的直达波,R1为面层与上基层界面之间的反射波,R2为面层的透射波在上基层与下基层界面上的反射波,R3为上基层的透射波在下基层与路基界面上的反射波。
各个界面或缺陷位置的深度利用公式1即可求出,其中ν既可通过理论公式(公式2)及表1计算确定,∇直接从雷达时间剖面上依据同相轴的连续性判读。
亦可通过孔取芯标定来确定,t(a)路面结构及电磁波传播路径 (b)实测路面电磁波波形图2 路面电磁波示意图()2221X t v d ∇−∇×=(公式1)d 为界面或缺陷位置的深度(m),ν为介质的平均电磁波速度(m/ns),t ∇为界面反射波双程旅行时(ns),X ∇为发射天线与接收天线间距(m)ε′=Cv (公式2)C 为真空中电磁波传播速度,取值0.3m/ns ,ε′ 为介质的相对介电常数(见表1)表1 高速公路中常见介质的相对介电常数ε′与对应电磁波速度v 介质相对介电常数ε′速度v (m/ns) 空气 1 0.3 混凝土 6.4 0.12 土壤(含水20%) 10(4-40) 0.095(0.05-0.15)土壤(干) 4(3-5) 0.15(0.13-0.18) 沥青 3-5 0.13-0.18 水 810.0333 野外工作方法及技术参数的确定检测和研究的的路面总厚度60~70cm 左右,在开展大范围的检测前,笔者在一已知场地使用瑞典产RAMCA 地质雷达(配置500MHz 及1GHz 两种屏蔽天线)进行试验,以确定检测用的天线及采集参数等。
图3为1GHz 天线和500MHz 天线在同一测线进行的对比试验,从两个时间剖面图上的5ns 左右均可见面层与上基层界面的反射波同相轴,但1GHz 天线效果更好,且1GHz 天线时间剖面图上可清晰地分辨出基层与路基界面的反射波同相轴及测线上7米左右的路基缺陷,但在500MHz 天线时间剖面图上难以分辨出这些现象。
经过试验分析并结合工作要求,最后确定使用1GHz 屏蔽天线进行路面检测,采集参数为时窗23ns ,采样点数450,采样频率19817MHz ,1次叠加。
左右幅主行车道各布置一条测线,点距为0.05m(以测距轮进行控制),天线距固定为0.1m 。
采集天线挂在汽车尾部(图4),并以时速15Km/h 匀速行驶进行剖面法(即发射天线和接收天线以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式)检测。
(a)1GHz天线试验剖面 (b)500MHz天线试验剖面图3不同主频天线的地质雷达时间剖面图图4 数据采集现场图5 检测数据处理流程图4 数据处理在检测过程中,为了保留更多的有用电磁波信号,数据采集时一般为宽频采集,但是,在记录到各种有效波的同时,原始数据里面也记录到了随机的或规则的干扰波,为了能将各个界面及缺陷清晰准确地在雷达图像时间剖面上反映出来,就必须进行雷达数据的数字处理。
工作中采用下述流程图(图5)对采集的原始数据进行处理。
图6为地质雷达检测数据处理前后的时间剖面图。
图6-a为原始数据,时间剖面图上反映为记录频率较低,路面深部能量较弱,界面难以分辨清楚;图6-b为经数据处理后的时间剖面图,图中面层、基层及路基之间的界面反射波清晰、分辨率高,且路面病害的位置、深度均较明显。
5 资料解释地质雷达数据反映的是地下介质的电磁性质,仅仅一个时间剖面图的解释结果可以是多种多样的,故地质雷达资料解释工作必须结合路面的竣工文件、现场调查记录及钻孔取芯成果等进行。
(a)原始时间剖面图(b)处理后的时间剖面图图6 地质雷达数据处理前后时间剖面图首先,在处理后的地质雷达时间剖面图上拾取反射层位,结合竣工文件中的路面结构确定各个反射层位代表的界面;其次在有钻孔取芯处的时间剖面图上读取各个反射层位的电磁波双程走时,通过取芯成果中各个结构层的实际厚度与双程走时计算各个结构层的电磁波速度,并对部分已知点处的速度进行统计,确定工区的电磁波平均速度,计算各结构层或缺陷的厚度;最后结合现场记录、地质雷达正演成果及雷达记录分析确定缺陷性质及规模。
5.1 面层混凝土厚度解释表2为部分路面厚度解释结果,通过表2的对比可以看出地质雷达解释精度较高,其平均误差为2.2%,最大误差小于5%。
表2 地质雷达厚度检测成果表(厚度单位:cm)序号桩号幅别取芯厚度雷达检测厚度误差序号桩号幅别取芯厚度雷达检测厚度误差1 K84+470 右22.4 22.8 1.7%7K111+601左24.5 25.0 2.0%2 K85+405 右23.2 23.3 0.4%8K111+584左22.4 22.8 1.8%3 K86+370 右22.2 21.4 3.6%9K109+410左19.8 19.4 2.0%4 K87+782 右25.7 24.4 5.0%10K106+850左25.5 25.8 1.2%5 K89+010 右24.1 23.9 0.8%11K105+353左23.0 23.4 1.7%6 K90+120 右24.0 24.7 2.9%12K104+975左21.1 20.5 2.8%(注:表中厚度计算用电磁波平均速度取值为0.11m/ns)5.2 路面病害解释地质雷达时间剖面图上路面面层断板、空洞、面层与基层之间的脱空等路面病害反映较明显。
在时间剖面图上断板或路面裂缝的特征是从起始时刻至终点时刻的细长强反射波,空洞的特征是强弧形反射波,而如若面层与基层之间存在脱空或联接不紧则表现为面层与基层界面之间存在强反射波同相轴,在图6-b 中,水平位置690~691之间的强弧形反射波为钻孔取芯所遗留的空洞的反映,691~692之间可见2条自上至下的细长强反射波即为路面断板所致,而在686.5之后面层厚度逐渐变薄,且面层与基层界面的反射波同相轴能量相当强,解释为脱空(经现场调查发现该处有唧泥现象),而在686.5之前经过高压注浆处理,面层与基层的界面呈模糊状。
6 结论与建议在地质雷达技术应用于路面的质量检测工作中,合理选择检测天线(本项目中使用1GHz屏蔽天线)及采集参数,进行计算机数据处理,能够快速、准确地检测出路面各结构层的厚度,对路面的病害如断板、脱空、唧泥等能准确地进行判断及预测,为高速公路进行维修保养及安全营运提供可靠的检测数据。
在对路面的几何形态检测取得较多成功的同时,我们也意识到地质雷达在路面的力学强度检测方面研究尚无进展,而力学强度指标却能更准确地反映路面的质量状况,故在以后的研究过程中,将开展地质雷达技术在路面压实度、强度等方面的检测研究。
参考文献:[1]《汉宜高速公路仙江段竣工图文件》. 湖北省交通规划设计院,1995[2] 李大心 . 探地雷达方法与应用 . 地质出版社,1994[3]《武汉(永安)至荆州高速公路K82+148~K122+000段路面检测报告》. 湖北省公路水运工程测试中心,2002[4] 罗登贵,黄正发 . 探地雷达技术在武黄高速公路路面改造工程中的应用 . 地壳形变与地震,2001.V ol.21增刊[5] 牛一雄,宛守成,等 . 地质雷达在公路建设中的应用 . 物探与化探,1996,V ol.20,No.2[6]《公路路基路面现场测试规程》. 人民交通出版社,1995The Application of Ground Pentrating Radar Technology in Han—YiHighway Road Surface InspectionHuang Zhengfa Liu YuShan Yang Yinhu Wang YunanHubei Communications Planning and Design InstituteAbstract : This paper introduces the principle of road surface inspection with ground pentrating radar technology,especially researchs these aspect such as antenna selection and parameter selection during data acquisition in field,data handling and record explanation indoors,and applies studying achievements to road surface inspection in Yi—Huang Highway,effect is well.Key Words : Ground Pentrating Radar;Road Surface Inspection;Record Explanation。