路桥检测雷达检测技术应用分析

张景轩1章丽丽2

2身份证号码：33052219821105xxxx浙江湖州313100

摘要：随着我国公路建设的蓬勃发展，我国高速公路里程已位居世界前列。然而，公路的养护及检修技术仍然存在一些问题，已建公路质量如何保障和检测仍然需要更加深入地探究及应用。探地雷达是近几十年发展起来的一种探测地下目标的有效手段，是一种无损探测技术，与其他常规的地下探测方法相比，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高、操作方便灵活、探测费用低等优点，在工程勘察领域的应用日益广泛，在道路检测中也有一定的应用。

关键词：路桥检测；雷达检测技术；应用

随着经济快递发展，公路建设规模越来越庞大，相关的施工技术也逐渐得到完善。目前，公路地质雷达作为一种新型的检测技术，被广泛应用到公路路面厚度检测工作中。

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，对接受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。探地雷达工作原理如图1所示。

图1探地雷达传播路线

2检测过程分析

成套的雷达检测仪器主要包括有：雷达天线及发射器、电磁波接收装置、计算机及信号处理系统。在使用探地雷达时，发射器产生一定频率的电磁波并由天线发射向地面，电磁波在地面传播时，如果地层中有不均匀介质，在其介质边界的介电常数会发生变化，电磁波由此回射，回射的电磁波被接收装置捕捉，捕捉后的电磁波在信号处理系统中被转化为电信号并输入到计算机，同时应用滤波、去噪、增益等技术在计算机中获得雷达检测剖面图，人们通过雷达检测剖面图即可获知地下的情况。

3检测技术要点

（1）地质雷达检测的主要技术指标如表1。

表1地质雷达检测的主要技术指标

（2）整个地质雷达检测过程是由计算机控制。在对公路厚度进行检测过程中，不仅可以实时采集数据存储检测数据，还能查看雷达波形。

（3）数据经过处理后，会得出被检测路面的三维路面厚度剖面图、彩色剖面图以及雷达波形图，图形能真实直接地反映出被检测出路面的厚度情况。

4应用分析

4.1地下管线探测

以某新铺道路的地下管线探测为例，在该路面的横断面上设置测线，数量为六条，采用500MHz和250MHz的天线进行作业，进行扫描时，每次均可获取两张雷达图，分别是250MHz及500MHz的自发自收雷达图，对接收信号进行处理的软件为GroundVision软件，从雷达图上可以明确的显示出三条管线，第一条位置在原点，埋深为40cm；第二条据原点约一米半，埋深1.5m，第三条据远点3.2m，埋深80cm，将探测数据输入到AutoCAD软件中，得到了管线的分布图，并以三维模式显示，由此可以清楚的得到路面下管线的位置分布。

4.2路面结构层检测

以某沥青混凝土道路路面检测为例，检测的目标是沥青面层厚度，对照标准是道路设计方案，检测的数量为一段，其设计厚度为150mm，采用的雷达检测设备为1000MHz和800MHz天线，天线放置于行车中，如此可以短时间内进行较长距离的检测工作。实际检测时在路段中选取两个位置进行钻芯取样，并校准雷达波速，样品厚度分别为140mm和145mm，由此得到校准后的波速为12.8cm/ns，在雷达检测时进行雷达图像的处理，通过分析检测，得到该路段A的沥青厚度上下极值，最大值为148mm，最小值为117mm，平均值为133mm，δ为10mm。由检测结果可见，该沥青混凝土路段的沥青厚度实测值与设计值相比较小，约减小了11.3%。

4.3病害检测

探地雷达检测过程中要减少背景噪声等对最终检测成像结果的影响，一般采用会对图像进行中值滤波等处理。然而，中值滤波等预处理方法会影响病害的形态特征。考虑到本次探地雷达采集的图像清晰可辩，为减少处理过程中参数造成的人为影响，只对原始数据进行低通数字滤波。低通数字滤波的目的是为了减少地表反射对检测结果的影响。探地雷达检测原始成像图经过低通数字滤波后的图像如图2所示。图2（a）存在显著高频电波扰动，依据沉降病害特性图像分析结果可知，这种电波扰动可以作为判定路面沉降病害主要依据依据。由此可见，该区域内由于路基结构压缩或位移引起了路面结构的沉陷；图2（b）探地雷达图像特征存在垂直的异形波，异形波两侧基本对称，这种异形波从路基结构部分出现一直延伸至路面。由此可以判定图2（b）方框存在反射裂缝病害，这种路表裂缝是由于路基不均匀变形引起的。

图2处理后的探地雷达检测图像

综上所述，雷达检测技术近几年推广很快，由最初的在地质勘查方面使用，到现在的可在建设中使用，这主要是因为具备高检测效率和高准确度优势。应用雷达检测技术，可以精确定位病害位置，检测数据直观立体，避免大面积开挖，在病害修复时造成交通影响压力小，环境污染少还节约资金。雷达检测技术在今后的道路综合普查、竣工验收、给排水及电力管线探测、应急抢险等方面将发挥巨大的优势，确保设施能够高质量稳定运行。

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