路面雷达测厚系统厚度检测频率的试验分析
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关键词：路面雷达；试验；检测频率
我国公路建设飞速发展，伴随着公路里程的增长、等级的提 高，对公路质量的要求越来越严格，检测手段也越来越科学。为 了更好地检控公路质量，提高检测效率和精度，路面雷达检测系 统成为路面厚度检测手段的重要工具。它是目前较先进的路面 厚度检测技术。在我国也越来越多地被质量监督、检测部门作为 检测的必备工具之一，此技术是今后大规模路面厚度检测手段 发展的必然趋势。
由于路面结构层的材料、施工工艺以及测量仪器和试验方 法等多方面的原因，路面整体和各结构层都是不均匀的，路面 厚度的检测值存在变异性。例如，目前高速公路路面宽度为 25～30 m，按照施工规范规定路面各结构层施工高程和平整 度分别按 50 m 和 100 m 进行控制检查，在施工工艺和施工质 量控制较差的情况下，其余未经检查的路面很难达到要求，局 部顶面起伏较大，直接导致面层厚度不均匀；相反若采用摊铺 机施工路面基层，标高控制较好，则面层厚度应均匀。
5 1 297 1.54 0.123 12.4 13 12.2 73.1
10
649 1.48 0.117 12.6 13 12.2 74.3
20
325 1.38 0.110 12.5 13 12.2 75.4
2.3 13 12.2 74.8
40
162 1.39 0.109 12.6 13 12.2 72.1
表 1 基层碾压不平整的道路
频率 f / （m·点 - 1）
分析点 数/个
标准差
变异 系数
代表 值/ cm
设计 值/ cm
允许 代表值 /
cm
合格率 / %
1 6 483 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.6
2 3 242 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.9
工作原理
雷达检测车以一定速度在路面上行驶，路面探测雷达发射 电磁脉冲并在短时间内穿过路面，脉冲反射波被无线接收机接 收，数据采集系统记录返回时间和路面结构中的不连续电介质 常数的突变情况。
路面评定试验分析
路面厚度评定
在 J TGF 80/1- 2004《公路工程质量检验评定标准》中规 定：通过路面结构层厚度代表值的允许偏差和单个测定值的允 许偏差对路面厚度进行评定。
Municipal and Public Construction
市政公用建设
频率）越密，越能反映路面厚度的实际情况。当然，如果检查路 面厚度采用连续取点的方式，就与实际没有偏差，但这在现实 工作中无法实现，因为取点频率的加大，工作强度和成本都会 相应成倍增加。表 1 和表 2 是天津市 2 条公路沥青面层资料的 统计和对比，表 1 列举的数据为在碾压不太平整的基层上摊铺 的沥青混凝土路面，公路等级为一级，长度为 6.48 km ；表 2 列 举的数据为在碾压平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面，公路 等级为高速公路，长度为 6 km 。
当然如果检查路条公路沥青面层资料的统计和对比表列举的数据为在碾压不太平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面公路等级为一级长度为648km举的数据为在碾压平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面公路等级为高速公路长度为基层碾压不平整的道路控制较差面层厚度欠均匀即标准差1的其厚度按每车道10中由于基层摊铺比较均匀平整度较好从1200点之间合格率最大相差9
市政公用建设
Municipal and Public Construction
路面雷达测厚系统 厚度检测频率的试验分析
□文 / 赵广德 张建东 黄忠明
摘 要：文中结合路面雷达测厚系统检测仪器的工作原理，通过大量具体的检测试验数据进行分析，针对路面的不同特 点，提出了一套完整的路面厚度检测频率的测算方法。
天津建设科技 2009·NO.1 47
控制较差、面层厚度欠均匀，即标准差＞1 的，其厚度按每车 道≯10 m 一处进行检查评定较为合理。与表 1 相反，在表 2 中，由于基层摊铺比较均匀、平整度较好，从 1～200 m / 点之间 合格率最大相差 4.9% ；1～80 m / 点之间各项指标基本趋于稳 定。因此，对于基层较平整，面层厚度统计标准差＜1，则按每车 道≯80 m 一处进行检查评定较为合理。
检测频率试验分析
路面厚度的检测是一种抽样检查，鉴于检测值 （路面厚 度）的波动性（变异性）和样本抽取的偶然性，为了保证抽样 所得检测值的代表性，应用雷达进行检测必须合理设计抽样方 案，即确定抽样方式、样本大小和判定规则。根据现行 J TGF 80/1- 2004《公路工程质量检验评定标准》（以下简称《评定 标准》）抽样方式（采取系统随机抽样）和判定规则确定样本 大小，即检测频率。
50
120 0.95 0.059 16.0 16 15.2 94.8
60
100 0.93 0.057 16.1 16 15.2 94.0
80
75 0.96 0.062 15.6 16 15.2 93.6
100
60 0.99 0.062 15.8 16 15.2 92.1
200
30 0.96 0.057 16.7 16 15.2 97.0
50
130 1.56 0.127 12.2 13 12.2 70.8
60
109 1.44 0.113 12.7 13 12.2 73.4
80
82 1.34 0.108 12.3 13 12.2 79.3
100
65 1.43 0.113 12.5 13 12.2 73.8
200
33 1.70 0.139 12.1 13 12.2 70.1
由上述可知，可按《评定标准》200 m 一处进行检评，随机 性较大，准确性很差，有时甚至会将合格区段错评为不合格，或 者不合格区段错判为合格。如表 2，若按 200 m 一处检评厚度， 则实测代表值小于允许代表值，该段厚度评为 0 分。因此选择适 当的检查频率是质量评定准确性的重要保证。
结论
通过大量的试验检测分析，在运用雷达测厚系统进行厚度 检测分析时，检测频率一般在基层控制较差，面层厚度控制不 均匀，标准差在＞1 的情况下，其厚度按每车道 10 m / 点进行 测算；而在面层厚度控制较为均匀，标准差＜1 的情况下，检测 频率可适当的放宽，一般≯60 m / 点进行测算。
5 1 200 0.94 0.058 16.0 16 15.2 95.3
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600 0.95 0.059 15.9 16 15.2 94.8
20
300 0.92 0.058 15.9 16 15.2 96.3
30
200 0.95 0.060 15.7 16 15.2 93.2
40
150 0.96 0.062 15.4 16 15.2 96.0
在实际检测工作中，传统的钻芯取样检查评定路面厚度的 方法不仅工作强度大，而且给路面带来较大损坏。现行《评定 标准》在对沥青混凝土面层厚度的检验评定中规定，双车道每 200 m 检测 1 处，这样若按每 km 作为分部工程进行统计，按 高速 4 车道计算共 20 个芯样；从统计学角度，厚度取点（检测
46 天津建设科技 2009·NO.1
表 2 中，从 1～200 m / 点不同频率的分析统计，合格率最 大相差为 9.2% ，其中 40～200 m / 点之间合格率无任何规律， 1～30 m / 点合格率相差较小，但标准差有些差异；1～10 m / 点 之间无论标准差还是合格率都比较接近，因此对于基层平整度
参考文献： ［1］王惠濂. 探地雷达概论———暨专辑序与跋［J ］. 地球科学—— —中
厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即
Xl=X- - ta S / √n
式中：Xl—— —厚度代表值（算术平均值下置信界限），m m ；
X- — ——厚度平均值，m m ；
S— ——标准差； n— ——检查数量； ta—— — t 分布表中随测点数和保证率（或置信度 a）而变
的系数。
当厚度代表值不小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则 按单个检查值的偏差是否超过极值来评定合格率和计算应得 分数；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则 厚度指标为零分。
国地质大学学报，1993，（3）：3- 10.
□中图分类号：U495 □文献标识码：C □文章编号：1008- 3197（2009）01- 0046- 02 □收稿日期：2008- 12- 11 □作者简介：赵广德 / 男，1953 年出生，高级工程师，天津市公路处，从
事工程建设管理工作。 □张建东 / 天津市市政公路工程质量监督站。 □黄忠明 / 天津市公路处。
□■
表 2 基层碾压比较平整的道路
频率 f / 分析点 （m·点 - 1） 数 / 个
标准差
变异 系数
代表 值/ cm
设计 值/ cm
允许代 表值 /
cm
合格率 / %
1 5 999 0.94 0.059 15.9 16 15.2 94.5
2 3 000 0.93 0.058 15.9 16 15.2 95.0
我国公路建设飞速发展，伴随着公路里程的增长、等级的提 高，对公路质量的要求越来越严格，检测手段也越来越科学。为 了更好地检控公路质量，提高检测效率和精度，路面雷达检测系 统成为路面厚度检测手段的重要工具。它是目前较先进的路面 厚度检测技术。在我国也越来越多地被质量监督、检测部门作为 检测的必备工具之一，此技术是今后大规模路面厚度检测手段 发展的必然趋势。
由于路面结构层的材料、施工工艺以及测量仪器和试验方 法等多方面的原因，路面整体和各结构层都是不均匀的，路面 厚度的检测值存在变异性。例如，目前高速公路路面宽度为 25～30 m，按照施工规范规定路面各结构层施工高程和平整 度分别按 50 m 和 100 m 进行控制检查，在施工工艺和施工质 量控制较差的情况下，其余未经检查的路面很难达到要求，局 部顶面起伏较大，直接导致面层厚度不均匀；相反若采用摊铺 机施工路面基层，标高控制较好，则面层厚度应均匀。
5 1 297 1.54 0.123 12.4 13 12.2 73.1
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649 1.48 0.117 12.6 13 12.2 74.3
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325 1.38 0.110 12.5 13 12.2 75.4
2.3 13 12.2 74.8
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162 1.39 0.109 12.6 13 12.2 72.1
表 1 基层碾压不平整的道路
频率 f / （m·点 - 1）
分析点 数/个
标准差
变异 系数
代表 值/ cm
设计 值/ cm
允许 代表值 /
cm
合格率 / %
1 6 483 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.6
2 3 242 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.9
工作原理
雷达检测车以一定速度在路面上行驶，路面探测雷达发射 电磁脉冲并在短时间内穿过路面，脉冲反射波被无线接收机接 收，数据采集系统记录返回时间和路面结构中的不连续电介质 常数的突变情况。
路面评定试验分析
路面厚度评定
在 J TGF 80/1- 2004《公路工程质量检验评定标准》中规 定：通过路面结构层厚度代表值的允许偏差和单个测定值的允 许偏差对路面厚度进行评定。
Municipal and Public Construction
市政公用建设
频率）越密，越能反映路面厚度的实际情况。当然，如果检查路 面厚度采用连续取点的方式，就与实际没有偏差，但这在现实 工作中无法实现，因为取点频率的加大，工作强度和成本都会 相应成倍增加。表 1 和表 2 是天津市 2 条公路沥青面层资料的 统计和对比，表 1 列举的数据为在碾压不太平整的基层上摊铺 的沥青混凝土路面，公路等级为一级，长度为 6.48 km ；表 2 列 举的数据为在碾压平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面，公路 等级为高速公路，长度为 6 km 。
当然如果检查路条公路沥青面层资料的统计和对比表列举的数据为在碾压不太平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面公路等级为一级长度为648km举的数据为在碾压平整的基层上摊铺的沥青混凝土路面公路等级为高速公路长度为基层碾压不平整的道路控制较差面层厚度欠均匀即标准差1的其厚度按每车道10中由于基层摊铺比较均匀平整度较好从1200点之间合格率最大相差9
市政公用建设
Municipal and Public Construction
路面雷达测厚系统 厚度检测频率的试验分析
□文 / 赵广德 张建东 黄忠明
摘 要：文中结合路面雷达测厚系统检测仪器的工作原理，通过大量具体的检测试验数据进行分析，针对路面的不同特 点，提出了一套完整的路面厚度检测频率的测算方法。
天津建设科技 2009·NO.1 47
控制较差、面层厚度欠均匀，即标准差＞1 的，其厚度按每车 道≯10 m 一处进行检查评定较为合理。与表 1 相反，在表 2 中，由于基层摊铺比较均匀、平整度较好，从 1～200 m / 点之间 合格率最大相差 4.9% ；1～80 m / 点之间各项指标基本趋于稳 定。因此，对于基层较平整，面层厚度统计标准差＜1，则按每车 道≯80 m 一处进行检查评定较为合理。
检测频率试验分析
路面厚度的检测是一种抽样检查，鉴于检测值 （路面厚 度）的波动性（变异性）和样本抽取的偶然性，为了保证抽样 所得检测值的代表性，应用雷达进行检测必须合理设计抽样方 案，即确定抽样方式、样本大小和判定规则。根据现行 J TGF 80/1- 2004《公路工程质量检验评定标准》（以下简称《评定 标准》）抽样方式（采取系统随机抽样）和判定规则确定样本 大小，即检测频率。
50
120 0.95 0.059 16.0 16 15.2 94.8
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130 1.56 0.127 12.2 13 12.2 70.8
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109 1.44 0.113 12.7 13 12.2 73.4
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82 1.34 0.108 12.3 13 12.2 79.3
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65 1.43 0.113 12.5 13 12.2 73.8
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33 1.70 0.139 12.1 13 12.2 70.1
由上述可知，可按《评定标准》200 m 一处进行检评，随机 性较大，准确性很差，有时甚至会将合格区段错评为不合格，或 者不合格区段错判为合格。如表 2，若按 200 m 一处检评厚度， 则实测代表值小于允许代表值，该段厚度评为 0 分。因此选择适 当的检查频率是质量评定准确性的重要保证。
结论
通过大量的试验检测分析，在运用雷达测厚系统进行厚度 检测分析时，检测频率一般在基层控制较差，面层厚度控制不 均匀，标准差在＞1 的情况下，其厚度按每车道 10 m / 点进行 测算；而在面层厚度控制较为均匀，标准差＜1 的情况下，检测 频率可适当的放宽，一般≯60 m / 点进行测算。
5 1 200 0.94 0.058 16.0 16 15.2 95.3
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600 0.95 0.059 15.9 16 15.2 94.8
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300 0.92 0.058 15.9 16 15.2 96.3
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200 0.95 0.060 15.7 16 15.2 93.2
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150 0.96 0.062 15.4 16 15.2 96.0
在实际检测工作中，传统的钻芯取样检查评定路面厚度的 方法不仅工作强度大，而且给路面带来较大损坏。现行《评定 标准》在对沥青混凝土面层厚度的检验评定中规定，双车道每 200 m 检测 1 处，这样若按每 km 作为分部工程进行统计，按 高速 4 车道计算共 20 个芯样；从统计学角度，厚度取点（检测
46 天津建设科技 2009·NO.1
表 2 中，从 1～200 m / 点不同频率的分析统计，合格率最 大相差为 9.2% ，其中 40～200 m / 点之间合格率无任何规律， 1～30 m / 点合格率相差较小，但标准差有些差异；1～10 m / 点 之间无论标准差还是合格率都比较接近，因此对于基层平整度
参考文献： ［1］王惠濂. 探地雷达概论———暨专辑序与跋［J ］. 地球科学—— —中
厚度代表值为厚度的算术平均值的下置信界限值，即
Xl=X- - ta S / √n
式中：Xl—— —厚度代表值（算术平均值下置信界限），m m ；
X- — ——厚度平均值，m m ；
S— ——标准差； n— ——检查数量； ta—— — t 分布表中随测点数和保证率（或置信度 a）而变
的系数。
当厚度代表值不小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则 按单个检查值的偏差是否超过极值来评定合格率和计算应得 分数；当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则 厚度指标为零分。
国地质大学学报，1993，（3）：3- 10.
□中图分类号：U495 □文献标识码：C □文章编号：1008- 3197（2009）01- 0046- 02 □收稿日期：2008- 12- 11 □作者简介：赵广德 / 男，1953 年出生，高级工程师，天津市公路处，从
事工程建设管理工作。 □张建东 / 天津市市政公路工程质量监督站。 □黄忠明 / 天津市公路处。
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表 2 基层碾压比较平整的道路
频率 f / 分析点 （m·点 - 1） 数 / 个
标准差
变异 系数
代表 值/ cm
设计 值/ cm
允许代 表值 /
cm
合格率 / %
1 5 999 0.94 0.059 15.9 16 15.2 94.5
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