探地雷达检测应用探讨

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1、增刊(总第188期)2016年10月中国彳菹工程CHINAMUNICIPALENGINEERINGS1{SerialNo．188)Oct．2016DOhl0．3969／j．issn．1004—4655．2016．S1．032探地雷达检测应用探讨茅卫生(上海申嘉湖高速公路养护管理有限公司，上海200241)摘要：阐述探地雷达在高速公路桥梁检查检测中的实践应用，针对申嘉湖高速公路道路的基层裂缝、板梁空洞等病害，采用探地雷达检测技术进行数据采集，对采样数据曲线进行深入分析，从而判断病害等级、存在位置等，指导后续养护维修工作。关键词：探地雷达；检测；分析；应用中图分类号：U446文献标志码

2、：B文章编号：1004—4655(2016)S1一0110一03高速公路运营养护过程中经常出现道路基层开裂、空洞等病害，在众多病害中，基层等深层结构病害是最难发现和判别的，通常此类病害在后期都以路面反射裂缝的形式表现出来，由于较难界定病害成因，实际养护维修中按面层病害进行铣刨加罩处治，难达到理想的维修效果，不但耗费人力、物力和财力，还频繁增加封道次数，给道路运营通畅和养护人员安全带来负面影响。由此可见，若能事先探测面层下部结构状况，提前预警和诊断病害类型，并在养护作业中采取针对性维修措施将事半功倍。1工程概况申嘉湖高速公路西起上海浙江省界，与浙江省申嘉湖高速公路相接，东与浦东国际机

3、场南进场道路相接，经金山、青浦、松江、闵行和浦东新区五区，$32申嘉湖高速公路(全线)段工程桩号范围K0+000’K83+533，全长约83．533km，其中桥梁59座。巡检中发现部分路段沥青面层存在路面纵向裂缝等病害，采用通常的灌缝、铣刨加罩方法维修，仍反复出现病害，效果不理想。通过采用探地雷达，试块试验、现场实测，摸索一套隐蔽空洞收稿日期：2016—08—10作者简介：茅卫生(1974一)，男，高级工程师，本科，从事高速公路养护检测维修工作。110采用探地雷达无损检测行之有效的办法。2技术原理选用GSSI的SIR20多功能雷达，根据雷达反射理论结合雷达实测波形，利用界面两侧介质

4、电磁学性质差异性，内部反射波高、低频率特征不同判断构件是否存在空洞及材质不一样的病害。3试件检测及分析为鉴别探地雷达的检测精度、准确率，事先做好预留空洞的2组试块，分别采用混凝土及沥青材质，为工程实例提供可靠的数据支持。由于试件条件下具体参数是已知的，故通过对其探测数据的反演计算获得对工程实例有价值的物理量数值，以此完成对综合解释的不断修正，最终得出最接近实际的地质剖面图。试件模型为2组60cmx60cmx60cm立方体试块，试块的内部均预留一个深20cm、直径为6cm的孔洞。测量前检查主机、天线以及运行设备的工作情况，确保其均处于正常状态。清理检测场地。先将试件模板拆除，选择探测

5、作业的工作面，再做适当打磨，确保工作面平整，以方便探测天线能以平滑的方式在其表面移动。天线频率是天线重要技术指标，决定天线分辨率和探测深度。天线频率越高，精度越高，探测深度则越浅；相反天线频率越低，精度越低，探测深度越深。天线的频率相同，但功率不同，探测深度中圄彳盛工靠茅卫生：探地雷达检测应用探讨2016年增刊也可能不同。根据实验设备和试块厚度，经过多次测试后，最终选择900MHz天线进行实验。但为加强实验结果的对照效果，还备用400MHz天线和1500MHz进行试探测实验。运用RADAN软件，对介电常数等试验参数进行修改。平放天线，由于试验中试件体表面积较小，检测人员不便利用拖拽

6、绳控制天线行进方向与检测速度，而改用接触式手推操作，确保检测天线移动平稳、速度均匀。以混凝土试块结果为例，在试块密实及孔洞区域各布置l条测线，测线编号分别为1号～2号测线，对密实区域及内部有孔洞区域进行探测对比，结果显示使用雷达能探测内部孔洞，孔洞测量深度为17．5cm，与实际深度17cm基本一致。测试结果见图1～图4．图3密实混凝土测线剖面图图4空洞混凝土测线剖面图2个试块测试结果表明，使用地质雷达能探测出素混凝土和沥青混凝土内部孔洞，且效果较好，如能推广并将之应用于道路病害探测将获得很好的实用价值。此外，通过本次实验发现以下几点。1)较500MHz雷达天线，900MHz探测深度

7、更深，可以探测有效深度为0．7～0．8m，基本接近路面基层深度。当需要探测路基工作状况，则需要采用400MHz的雷达。2)假定介电常数与实际不完全一致，导致结论存在偏差，但对大量试验数据反演推算可以获得更加精准的介电常数，从而有效降低误差。3)剖面灰度图较为直观，但有时难以判读，可采用波形度进行解释。4现场实测应用数据分析4．1400MHz探地雷达探测精确度研究2015年巡检中发现$32申嘉湖全线个别桥接坡、G15匝道及大蒸港桥的沥青面层均存在不同程度的路面病害，历经