ltd–2100探地雷達在公路無損檢測中的應用

1、<p>　　LTD–2100探地雷達在公路無損檢測中的應用</p><p>　　摘要：公路在竣工通車后不久，由于路基沉降引起的大面積路面坍塌、懸空、開裂等，造成交通事故、甚至癱瘓的情況屢見不鮮。因此開展公路的無損檢測技術(shù)是當前的迫切需要。本文結(jié)合濟南經(jīng)十路K511+500～K511+600的道路狀況，采用信息產(chǎn)業(yè)部中國電波傳播研究所青島分所研制的LTD–2100新型探地雷達對其進行了檢測，為探地雷達在道

2、路無損檢測中更好的應用和推廣提供了理論和實踐意義。 </p><p>　　關鍵詞：公路質(zhì)量 無損檢測探地雷達 </p><p>　　中圖分類號：TU856 文獻標識碼：A </p><p>　　LTD-2100探地雷達檢測的基本原理 </p><p>　　探地雷達實現(xiàn)路面厚度及鋼筋分布檢測基于電磁波在介質(zhì)中的反射及散射論。探地雷達向地下以脈沖

3、形式収射電磁波，電磁波在均勻各向同性介質(zhì)中以一定的速度，由近及遠傳播。當電磁波在傳播過程中遇到不同介質(zhì)時，在介質(zhì)交界面上就會產(chǎn)生反射和透射如下圖所示，探地雷達就是通過接收地面的反射波來探測路面結(jié)構(gòu)層厚度的。 </p><p>　　圖1.公路層厚檢測原理圖 </p><p>　　對于水泥混凝土路面中的鋼筋檢測可以把鋼筋看成一個異常體，由于鋼筋的介電常數(shù)比混凝土的大很多，因此在鋼筋和混凝土的交

4、界面上將產(chǎn)生強烈反射，由于電磁波從遠及近對鋼筋產(chǎn)生反射，因此鋼筋會形成一個雙曲線或是月牙形狀?；⌒蔚捻旤c即為鋼筋的頂部位置。 </p><p>　　圖2.典型的鋼筋顯示 </p><p><b>　　檢測設備介紹 </b></p><p>　　山東英才學院建工學院實訓中心從中國電波所青島分所引進的LTD-2100探地雷達，配備了主機及主頻GC1

5、500MHZ、400MHZ、270MHZ、100MHZ的新型雷達地面耦合天線，可以滿足不同工程狀況下的測量精度需求。主機內(nèi)配置了2G的SD卡，可以較大的進行工程數(shù)據(jù)的存儲，后期處理采用ISDP6.0軟件進行分析。 </p><p><b>　　工程分析 </b></p><p>　?。?）首先采用主頻為1500MHZ的雷達天線進行測量，采集速度為128，采用點數(shù)為51

6、2，數(shù)據(jù)位數(shù)為16，深度范圍為85cm，介電常數(shù)為7.8，探測方式為輪測，時窗選擇15。采用道標準化，共劃分為5000道。 </p><p>　　圖3.公路層位追蹤標注 </p><p>　　圖4.公路厚度計算 </p><p>　　圖5.公路瀝青面層厚度報表 </p><p>　　（2）采用主頻天線為400MHZ的地面耦合天線，采集速度為1

7、28，采用點數(shù)為1024，數(shù)據(jù)位數(shù)為16，深度范圍為3.377m，介電常數(shù)為7.1，探測方式為連續(xù)，時窗選擇60。采用道標準化，共劃分為5000道。 </p><p>　　圖6.GC400MHZ天線所測路面?zhèn)尾噬珗D </p><p>　　(3) 采用主頻天線為270MHZ的地面耦合天線，采集速度為64，采用點數(shù)為512，數(shù)據(jù)位數(shù)為16，深度范圍為6.80m，介電常數(shù)為7.1，探測方式為連續(xù)

8、，時窗選擇120。采用道標準化，共劃分為5000道。 </p><p>　　圖7.GC270MHZ天線所測路面?zhèn)尾噬珗D </p><p>　　(4) 采用主頻天線為100MHZ的地面耦合天線，采集速度為32，采用點數(shù)為512，數(shù)據(jù)位數(shù)為16，深度范圍為7.954m，介電常數(shù)為7.1，探測方式為連續(xù)，時窗選擇150。采用道標準化，共劃分為5000道。 </p><p>

9、;　　圖8.GC100MHZ天線所測路面?zhèn)尾噬珗D </p><p><b>　　結(jié)果分析 </b></p><p>　　（1）從四種頻率的雷達成像資料可以看出，在對公路的面層及基層檢測時，高頻1500MHZ的測量精度和結(jié)果較為準確，測量路徑設置為100m，每隔5米為一個測量長度，共測道數(shù)為4999，合格道數(shù)4546，瀝青面層厚度所測合格率為90.94%，說明公路的施工

10、和設計質(zhì)量較高，GC1500MHZ的天線用于淺層目標的高分辨探測是可行的。（2）當采用GC400，GC270，GC100地面耦合天線后，對于路面淺層結(jié)構(gòu)的分辨已達不到精度要求，但是可以測得地下較深目標。GC270MHZ(圖7)探測出路面下方的管線，在低頻GC100MHZ的深度探測下可以看出路旁電線桿有規(guī)律的分布（圖8）。（3）探測過程中，可根據(jù)工程需要同時采用低頻、高頻天線來獲取不同深度范圍的數(shù)據(jù)，以供勘察、設計、施工使用。 </

11、p><p><b>　　5.結(jié)論 </b></p><p>　　傳統(tǒng)的地下目標探測（包括工程質(zhì)量檢測、地下隱患探測、確定目標查找等）方法，比如鉆芯法、錐探法等，不僅具有破壞性，而且效率低，對路面的損壞程度較大，隨著檢測樣本的增大，極有可能成為某些路段病害的起源。LTD-2100探測雷達在公路、隧道等的無損檢測技術(shù)已越來越受到工程界人士的青睞，在路面測厚，路面板底脫空檢測、

12、路面密度檢測、路面材料彈性模量測定及新建瀝青路面的質(zhì)量控制方面有著廣泛的應用，指導了路面養(yǎng)護的進行。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1.李大心，探地雷達方法與應用［M］北京. 地質(zhì)出版社，1994 </p><p>　　2. 金峰,張金榮．探地雷達在路面厚度檢測中的應用淺析[J].山西建筑，2008，34