探讨雷达法在公路检测中的应用

2015-08-15杜晓莉四川督信工程试验检测有限责任公司四川成都610000

江西建材 2015年21期

■杜晓莉 ■四川督信工程试验检测有限责任公司，四川成都 610000

随着社会经济不断的发展，我国公路建设也在不断的发展。公路施工的质量和运行检测的问题的要求也随之更加严格，具有便捷、准确、无损坏的检测的特征，当前在公路检测工作被广泛的应用。雷达法属于一种适用于各领域的新型无损伤探测的设备，和一般探测的方式进行比较，其效率和准确度更高。

1 雷达法检测系统和工作原理的概述

探地雷达的检测系统通过雷达主机和信号处理器、发射装置、接受装置，以及显示存储、天线等构成比较完整的探地雷达方面的系统。发射机可以通过路存储能量的释放将脉冲信号传给天线，加以控制。然后通过天线把电磁波传输给路面系统。高速的采样电路属于接受装置的重要内容，去以扑捉传回的信号并把其扩大，进行信号方面的处理。天线为有效进行电磁波信号的接受和发射渠道，信号方面的处理主要针对单元进行处理和分析工作，显示接收和反馈的数字方面的信号。

(1)雷达检测的主要原理;为探地雷达以地表进行天线向地层的发射工作。在电磁波形式下，一般会通过高频电磁波以宽频带的短脉冲电磁波束。电磁波受到地层中的传播过程，会受到地质方面的影响。若遇到电性及物性方面的差异介质，很容易出现和发生面产生反射的问题。反射的电磁波，由接收天线进行接收，通过相关的显示方面的设备，显示返回波实际的相位、振幅和波长等，进而确保整个行走的时间，计算的公式为t= =ns，z为反射体具体的深度，x表示为发射和接收天线实际的距离，v表示波实际的速度。以上述的公式获取反射体深度数值。电磁波方面的传播，主要以介质进行传播，并对电磁场的强度波形合理的进行分析和处理，最终确保地下界面介质的结构和空间位置能够合理。反射界面波地反射方面的系数，介质对于波地实际吸收的程度，会直接对探地雷达脉冲的信号强度造成一定影响。两侧的界面介电常数存在一定的差异，反射波的能量越来越强。电磁波传输时，衰减程度为地表电阻率所控制。电阻率更小，探测的深度就会更小。通常情况下，探地雷达适用于地表电阻率高于80欧姆的探测，且公路实际的结构层面电阻率完全高于80欧姆，表示适合进行探测工作。与此同时，以电磁波趋肤方面的理论获取频率，频率更低说明其穿透力就会更大。

(2)测量方面的参数;探地雷达性能方面的参数，属于最大探测深度和最小分辨率的体现。测量方面的参数一般有时窗的长度、天线方面中心频率、采样的频率、信号源脉方面的冲宽度。

(3)探测方面的深度;探地雷达应结合路层介质实际的特征和性能，确定设计探测实际的深度、工作频率进行有效的选择。电磁波对地层进行传播的过程，频率更高，表示衰减力就更大，地质湿度对于介质方面的损耗的影响，也是非常大的。

(4)最小的分辨率;最小的分辨率主要为雷达探测过程，相距较近的探测目标方面的能力，分辨率能够分成垂直和水平分辨率。雷达的距离的分辨率计算的公式:ΔR==BW，属于雷达发射频带实际的宽度，v代表电磁波实际进行传播的速度。

(5)中心的频率;选择中心频率和雷达的性能的参数，有着紧密的联系。所以，在进行中心频率的选择时，需要全面的考虑到性能方面的指标和天线的尺寸、地点符合的程度。通常情况下，应确保地点和测试最小的分辨率满足的前提下，尽可能的降低中心频率。

(6)时窗的长度;时窗实际的大小和雷达最大的探测深度d、信号于地下传播速度相联系，结合两者参数能够获取信号间，时间长度的大小，能够得出探地雷达时窗的长度W:W=1.3*

(7)采样的间隔;采样实际间隔大小，由率的倒数进行表示，采样率值更大，表示采样间隔的时间就会更短。

2 雷达法在公路检测中的应用

2.1 厚度检测的形式

公路的施工质量，最为主要的指标为路面结构实际的厚度值。一般情况下，公路测试的厚度方式包括:挖坑的检查、钻芯取样的方式，这两种方式具有一定的盲目性和费工费时的特征。在一定程度来讲，比较容易对地面产生很大的破坏，进而造成对路面的质量方面的影响。并且其能够有效的对路面的厚度进行计算，但其准确度较低，不会明确的反应出路面实际的厚度。测厚度方面的原理，主要需结合电磁脉冲对于空气、界面间传播的速度，以获得厚度实际的测量。所以，公路实际的厚度进行测量的过程，需要保证电磁波于各结构层间传播的速度的时间和速度的大小。以两个参数获取公路厚度值:h=，c代表光实际传播的速度，Δt为电磁波界面内的单程时间，ωr是介电方面的常数，以上述公式检测实际公路的厚度。与此同时，还应用探底雷达对存在脱空缺陷的地方进行脱空检测，一般来说，衬砌脱空主要存在于拱顶部位，少量发生于仰拱，顶拱脱空通常是由于衬砌混凝土浇筑过程中填充不实，再加上混凝土的收缩导致的，仰拱脱空是因为地下水作用，仰拱被地下水掏空造成的，无论是哪一种脱空，均要采取相应措施进行控制，否则容易出现工程事故。

2.2 实例参数选择

本文以实例参数进行选择:(1)天线频率值为800MHz和2600MHz空气耦合型的天线，需要反复记性呢测量的形式。(2)时窗的长度选择23ns，以2600MHz天线时窗的长度进行选择12ns。(3)水平方面的检测，各个测量段的距离应小于1.5km。(4)垂直采样频率所有的扫描样点的数量控制在1022。

3 雷达检测结果

和钻芯测厚间进行对比，能够看出两者基本一致，表示雷达探测公路的厚度非常的便捷，具有精度、无损等特征。公路方面的测量存在广泛应用的价值。

4 公路方面的隐患

雷达法检测公路的隐患，能够合理的找到路面结构中的不足，了解公路中质量和实际使用的情况，对于路面维护具有一定价值。探地雷达适合用于路面隐患方面进行检测，并检查其产生的原因、类别和部位。以雷达法对路面进行检测，从而获取器沉陷剖面的图形。由此可见，路面具有显著的沉陷问题，其基层的破坏非常严重，出现极其大的变形量。且公路的结构层有很大的变化，能够促使其整体的路面结构非常差，出现很大的变形。采用雷达法能够合理对公路的运行中产生的隐患，进行检测和测量，以实时的了解现阶段的路况。在第一时间发现问题，通过相关的措施去有效的解决，这对整个公路的运行情况来讲，能够达到一定的安全性和可靠性，具有非常重要的价值。