地質雷達在公路質量檢測領域中應用

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摘要：首先對地質雷達基本原理及地質雷達技術進行了分析，隨后對其應用范圍展開探討，如公路路面厚度檢測、公路路基和路面病害檢測、公路路面局部密實度不均勻、脫空問題、公路裂隙以及路面塌陷問題檢測等。結論證實，在實際應用中，地質雷達各方面應用前景較為廣闊，在公路檢測中具有重要意義，能夠提高公路工程建設質量，擴大社會效益，避免諸多事故的發生，促進我國公路事業的長遠發展。

關鍵詞：地質雷達；公路質量；檢測領域；應用

1地質雷達基本原理及地質雷達技術分析

地質雷達簡稱GRP，主要是通過高頻電磁波對地下介質電性分布情況進行探測，在近些年公路檢測中得到有效應用。地質雷達具有較高的應用優勢，能夠對工程展開無損和連續性檢測，實際檢測精度值較高，工作效率良好。地質雷達主要是由雷達主機與天線系統構成，主機由計算機系統和控制系統構成，天線系統通過該發射裝置與接收天線進行作用。計算機系統以及控制系統的應用主要是為了更好地觸發信號，將不同信號數字模擬化處理，然后將多項數據有效保存。天線系統主要是對各項信號進行接收與發送，將電磁波信號與發射脈進行有效互轉。地質雷達基本工作原理是通過高頻電磁波以寬帶脈沖形式，借助天線通過不同角度傳輸到公路工程施工領域中，然后在電性查體基礎上，將不同物體信號進行反射，高頻電磁波以及接收天線會在不通介質特性影響下發生相應改變。所以需要相關技術人員對接收的時域波進行處理，更好地掌握地質體空間結構與具體位置。在公路工程質量檢測中應用地質雷達技術，在施工活動開展之前可以通過此項技術對施工區域工作面地質情況以及水文條件等進行勘探分析。在過去地質勘探技術應用過程中主要是采取工程鉆探為主，此類方式消耗的資源以及時間量較大。如果地質條件變化系數較高，或是巖層條件較為復雜，在工程中單方面借助工程鉆探會產生不同程度誤差問題，容易在后期工程建設過程中導致多項建設事故的發生。通過地質雷達技術，能夠準確掌握地質情況，避免各項事故的發生。地質雷達技術在公路工程檢測中能夠對隧道工程斷層、溶洞情況進行分析。對檢測空間具體情況和規模進行勘測。如果斷層中存有裂隙等問題時需要添加填充物，與諸多物質產生電性差。通過地質雷達能夠探究裂隙存在情況，從而為斷層基本地質情況提供相應的物質基礎。

2地質雷達在公路質量檢測領域中的應用探析

2.1公路路面厚度檢測

在我國公路傳統路面厚度檢測中主要采取挖坑檢測法以及鉆芯取樣法，此類方法在實際應用中具有盲目性，生產耗時量較大，整體效率較低，對原有的路面結構會造成破壞性，在目前交通情況較為復雜的背景下具有較大風險性。通過電磁波反射原理研制出無載波脈沖地質雷達能夠對地面上諸多目標進行無損、實時、連續檢測，獲取相關成像，能夠對路面厚度質量進行有效檢測。在當前公路質量檢測過程中需要對路面厚度進行過檢測，在正常情況下公路路面厚度需要達到20cm。在對公路厚度進行探測時，需要對誤差范圍進行控制，正負保持在1cm范圍內。在水泥混凝土以及瀝青混凝土中電磁波實際傳播速度要能達到0.1m/ns，確保檢測厚度誤差能夠保持在1cm范圍內。在公路路面厚度檢測過程中根據電測脈沖在路面與路基中的基本反射時間以及傳輸速度，能夠獲取路面厚度。所以厚度是路面檢測中的關鍵之處，需要分析路面底界面回波時間，確定基本傳輸速度，獲取電磁波在路面基本傳遞速度以及厚度值，這樣能夠更好地提升公路質量檢測效率。

2.2公路路基和路面病害檢測

現階段公路交通情況日趨復雜化，公路一旦建完之后進入應用階段，公路路基與路面會受到自然條件以及車輛荷載問題影響產生不同變化。路基會產生不同程度沉降問題，逐漸形成空層、空洞、暗穴、滑塌的損壞問題，路面會出現車轍、裂縫等問題。通過地質雷達技術能夠勘測路基、路面剖面圖，然后掌握路面實際損害程度以及受損范圍，這樣能夠為后續路面檢修及養護提供有效依據。

2.3公路路面局部密實度不均勻、脫空問題

在公路工程項目建設過程中，在路面施工中需要采用不同的鋪筑材料，不同材料具有不同分層結構，會形成介電特性的基本差異，但是實際獲取的圖像中信號傳遞強度具有一致性，各項結果誤差值較小。從理論角度來看，在公路表面層與基層和密集區進行結合，不同層之間產生的波形具有規則平滑性，不會出現雜波的反射問題。當公路項目中的水分不能及時排出時，地表水會逐步滲入，導致不同表層之間出現松散問題，情況嚴重會導致空隙問題不斷擴大。在一段時間內，該層介電常數會發生相應變化，層數之間的常數差異值不斷擴大。根據雷達波發射界面和傳播界面基本特征，能夠看出反射界面基本變化情況，實際傳播速度在不斷降低，通過地質雷達能夠獲取相關圖像。

2.4公路裂隙以及路面塌陷問題檢測

目前公路路面裂隙問題較為常見，裂隙周邊介質介電質會因為裂隙水變化而產生相應改變，雷達電磁波在邊界位置會產生不同反射問題。相關技術人員需要采取判定措施，針對不含水的基層裂隙和表面反射波在地質雷達異常剖面圖中同相軸中斷，實際表現是在兩側同相軸出現不同的錯動問題。在富水基層裂隙所對應的地質雷達異常剖面圖中能夠觀察到串珠型的線性異常問題。在公路建設危害中，其中基層富水是主要危害，致使公路強度值不斷降低，公路路面抗剪強度值降低，如果地域車輛荷載會直接導致公路出現較為嚴重的變形問題。此外，水自身具有較高的介電性，會導致非富水區與基層富水層之間存在較大的介電性差異。從探地雷達檢測圖像中能夠對介電性差異進行判斷，掌握非富水區域和基層富水區之間的節點差異，實際圖像表現為長波以及云斑狀特征。

3地質雷達在公路質量檢測領域中的應用前景分析

從相關資料記載中可以看出，我國是世界上最早在公路質量檢測中應用地質雷達進行探測的國家之一，隨著近些年我國各項科學技術以及計算機信息技術的快速發展，地質雷達探測措施應用范圍在不斷擴大。加上我國城市化進程不斷加快，公路工程建設范圍在逐步拓展，所以提高公路工程建設質量以及質量檢測驗收工作對提高工程安全性、穩定性、社會效益等方面具有重要意義。隨著各項質量檢測手段的不斷完善，地質雷達各方面應用性能也會隨之完善，能夠全面解決公路路面破損等問題。在實際應用中，地質雷達各方面應用前景較為廣闊，在公路檢測中具有重要意義，能夠提高公路工程建設質量，擴大社會效益，避免諸多事故的發生，促進我國公路事業的長遠發展。

4結語

綜合上述，地質雷達技術屬于精確性較高、安全無損、高速的檢測技術，目前需要對此項應用技術展開全面評價。目前在公路質量檢測中應用地質雷達技術具有廣闊的發展前景，但是技術應用中仍舊存在較多問題，需要從實踐中加強技術應用，解決各項工程問題，促進工程建設項目長遠發展。

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作者:高偉杰 單位:河北省公路工程質量安全監督站