资源描述：
《地质雷达在高等级公路工程中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、公路2004年7月第7期HIGHWAYJul12004No17文章编号:0451-0712(2004)07-0140-05中图分类号:TN959171:U416106文献标识码:B地质雷达在高等级公路工程中的应用1112潘卫育,向文俊,刘朝晖,冯伯林,2222蔡辉,孙典红,马洪蛟,何春林(11江苏省高速公路建设指挥部南京市210004;21河海大学南京市210098)摘要:地质雷达探测技术是20世纪90年代为适应高等级公路发展,进行快速、准确地无损检测高速公路路面及对工程质量进行评定而发展起来的技术。文章叙述了地质雷达探测方法原理及探测图像的解释。通过应
2、用实例说明地质雷达检测技术由于具有无损、快速、简易、精度高的优点,因此,作为公路工程施工质量监控,特别是对高速公路的施工质量监控以及养护具有宽广的应用前景。关键词:地质雷达;无损检测;沥青混凝土;介电常数近年来,随着高等级公路的日益增多,工程质量1地质雷达检测方法原理愈来愈被人们所重视,传统的采用钻取芯样来检验高速公路沥青混凝土路面检测,采用高速多通路面厚度是否满足设计要求,作为质量评定依据的道地质雷达,1GHz喇叭型天线等设备。方法,存在很多缺陷,表现在:钻取芯样数量少,密度地质雷达通过向地下发射尖锐脉冲式电磁波和低,“规范”规定每车道沥青混凝土路面每
3、200m钻接收其反射回波的方式,得到直观的地下图像。地下取一个芯样,其代表性差;钻取芯样劳动强度大,芯不同物体具有不同的性质,一般来说,导电率高,吸样厚度值用千分尺(或钢尺)读取,误差大;采用钻孔收雷达波强烈,雷达波通过这些介质,振幅衰减快;取芯法,在钻孔回填处,因应力集中或渗水容易导致介电常数大,雷达波在这种介质中的传播速度小。路面开裂,以致造成路面破坏,缩短了道路的使用公路型SIR-10H型高速多通道地质雷达通过寿命。一对喇叭型的悬空集能天线,一个为发射天线,向地[1]地质雷达无损检测是一种高新技术。我们使下发射宽频带尖脉冲雷达波(无线电波);另一个
4、为用的高速多通道地质雷达,用于高速公路无损检测,接收天线,收集从地下不同界面上反射回来的尖脉[2]具有数据采集密度高,采样点距可任意选定,最小采冲信号,然后将这些信号记录下来,如图1。样点距可达5cm,每扫描采样点数1024;检测速度每发射一次脉冲,就接收到一串反射信号,称为快,检测速度一般为20～40kmöh,最高可达时间系列或扫描记录,随着天线在地面上方平行移80kmöh;检测精度高,测量误差≤3mm,并可自动动,得到无数扫描记录(大约200次ös),合成一张完区别不同材料的界面。地质雷达检测技术可对路面整的地下透视图像,如图2。厚度指标作全面实际的
5、评价,为公路施工管理和维研究表明,引起雷达脉冲反射的主要原因是公护提供科学依据,对确保工程质量和延长道路使用路路面各层的介电常数不同,这是由于各层的物质寿命起重要作用。如能在路面施工过程中采用地质组成和结构不同而造成的,如沥青的介电常数通常雷达检测,对路面厚度施工进行监控,可显著提高厚为3～5,混凝土层为6～12。基于这一点,我们就能度控制水平,同时,可挖掘材料节约潜力。地质雷达用地质雷达的后处理软件、自动检层软件计算出路无损检测技术在高等级公路施工质量监控及维护中面各层的厚度以及由图像分析判断路面底层以下的具有广泛的应用前景。各种隐患。收稿日期:200
6、4-06-04©1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2004年第7期潘卫育等:地质雷达在高等级公路工程中的应用—141—图1雷达测厚原理图2高速公路路面雷达透视剖面(1)计算路面厚度。差$t1,就可以计算出面层的厚度:假设发射的起始脉冲振幅为A,我们通过在路h1=$t1V1ö2(4)面上放一块金属板,由此可以得到反射(全发射)脉计算出了第1层的厚度,据此还可以计算其下冲振幅A。拿走金属板,这时从路面接收到的反
7、射信面的第2层,这时候的反射系数要乘一个穿透损失号振幅为2A0,这是从面层反射回来的振幅,由此可系数(1-R0)。它表示从下面第2层底部反射回地面以算出路面的反射系数R0:的信号和穿进穿出第1层底部界面时的损耗(参见图1)。所以:R0=A0öA=(Er1-1)ö(Er1+1)(1)2A1öA=R1(1-R0)(5)从公式(1)可以算出面层的介电常数Er1:222R1=A1öA(1-R0)=A1Aö(A-A0)(6)2Er1=[(1+R0)ö(1-R0)](2)同时,可获得第2层(基层)的介电常数Er2:由此可得雷达波在面层中的传播速度:2Er2=Er1[
8、(1+R1)ö(1-R1)](7)V1=CöEr1(3)于是,雷达波在第2层中的
