地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用

地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用

王涛秦晓宇熊健

葛洲坝集团试验检测有限公司湖北宜昌443000

摘要：地质雷达检测技术具有无损、分辨率高、精度大、效率高等特点，将地质雷达检测技术应用在公路工程检测中，能有效地提高检测结果的准确性、科学性。根据实际情况，选择不同频率天线配置的探地雷达，能快速、高效地完成检测任务，提供准确、可靠的检测数据，从而为公路建设质量控制保驾护航。本文探讨了地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用。

关键词：地质雷达；检测技术；公路工程检测；应用

公路工程的质量十分重要，公路工程施工过程中，准确的检测对于及时发现公路工程存在的问题以及公路修建过程中存在的安全隐患十分重要。地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用，不仅能够及时发现公路工程中存在的潜在风险及问题，且其检测的准确性还相对较高，检测的范围较为全面，因此，积极探究地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用，并逐渐改善地质雷达检测技术以进一步提升其在公路工程检测中应用的价值十分必要。

1探地雷达的特点和优势

地质雷达技术的逐渐广泛应用，除了具备多种学科相结合的技术之外，还凭借自身的特点开拓了应用领域。其中，地质雷达技术在工程物探中应用最为广泛。

（1）高分辨率。对于地质雷达来说，其分辨率可以精确到几厘米，以及工作的频率可以达到5000MHZ。再加上计算机的准确分析，可以让电磁波反射信号准确的描述目标介质的尺寸、几何特性等。

（2）无损性。地质雷达是一种新型的探测技术，代替了传统的打钻检测方式。这种技术可以应用在城市路面以及施工之间检测上。

（3）高效性。通过地质雷达监测，对目标介质通过电磁波的方式进行检测，方便简单、效率高、减少劳动强度。

（4）抗干扰能力强。地质雷达监测可以应用到各种环境中，且通过相应的野外检测发现，在进行地下4面层区域进行检测时，可以有效降低成本，且准确性高，不易受外界因素的干扰。

2地质雷达检测技术的工作原理分析

地质雷达检测技术的工作原理十分简单，其就是利用高频电磁波在不同电性材质中脉冲反射现象以及数据的不同来分析地质情况的。地质雷达检测技术应用在公路工程检测中，首先向被检测的公路工程地下发射高频率的脉冲电磁波，高频脉冲电磁波在向地下的传播过程中，随着传播所到地质电性的不同，高频脉冲电磁波会被不同程度的反射，而地面设置的放射信号接受装置通过对反射脉冲电磁波强度、形状、反射时间等数据的分析进行处理，可以判断出高频脉冲电磁波传播所到地质的情况，从而对公路工程的地下情况进行信息收集，以分析公路工程地下结构层次以及地质潜在病害及隐患的判断。地质雷达检测技术应用在公路检测中，可以解决公路工程检测中不能实质性接触地下地质的问题，实现不接触式的物理检测过程，在不破坏公路工程的情况下对公路工程地下情况进行勘探，以了解公路工程的实际情况。

3地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用

3.1检测公路路面厚度

在现阶段公路路面施工的过程中，部分施工单位为了最大化自己的施工利益而常常不按照施工规定和要求中规定的路面厚度来进行施工，而是肆意缩减公路路面的摊铺厚度，以至于影响了实际的公路路面施工质量。特别是路面厚度是现行公路质量评定中一个重要关键的指标，所以有必要对公路路面的厚度进行合理检测。比如，在检测某一级公路沥青路面厚度的时候，在采用地质雷达检测技术进行检测时，采用1G空气耦合天线，采样间隔为1点/m，对宽度为70m的行车道剖面上选择三个取芯，取其中一个钻芯样的雷达传播时间及本身厚度来标定出其实际的速度，并依此来求出其与两个钻芯的厚度，结果表明，后两个钻芯的实测厚度和雷达波检测厚度之间的误差分别为－1.6mm和1.2mm。由此可知，采用地质雷达检测技术可以符合有关的规范和要求。

3.2检测公路路面病害

公路工程修建完成之后，随着其使用年限增加以及长期的磨损，公路路面会逐渐老化，公路路面病害也会逐渐增多。对于公路路面病害的检测以及整治是提升公路使用寿命，进行公路养护的重要工作。公路在长期使用过程中最常出现路基及路面断裂、路基路面沉陷坍塌等问题，而对这些病害的及时监测以及病害出现位置的确定、原因的探析对于彻底根治病害，进行公路养护是必要的工作。地质雷达检测技术在公路工程检测中应用能够实现不接触、零损害检测，其能够为公路病害解决以及公路路面养护提供最基础的数据信息，江地质雷达检测技术应用在公路工程检测中具有十分重要的价值及意义。

4地质雷达检测技术的误差分析

4.1信号时间误差及降低误差的措施

地质雷达检测技术应用在公路工程检测中也有一定的误差，对于地质雷达检测技术中误差产生原因进行分析，可以在公路工程检测过程中尽可能的减小误差，提升公路工程检测的准确性。地质雷达检测技术中，反射时间的准确性对于地质情况距离的判断十分重要。在地质雷达检测技术中，反射时间一般是检测人员记录的，记录过程中难免会产生误差，而降低反射时间记录的误差，提升反射时间记录的准确性是更加准确的进行公路工程检测的必要因素之一。在检测过程中，科学合理的时间零点不仅有利于检测人员对数据的处理，其对反射时间记录的准确性也有一定的影响。一般情况下，雷达反射信号的触发点都是被作为反射时间记录的起点的，检测者采用合理的方法标记零点是减小时间记录误差的关键。此外。时间记录过程中，起始时间记录与终止时间记录最好为一人，以降低时间记录的误差，提升公路工程检测的准确性。

4.2公路结构介电常数标定过程产生的误差以及降低误差的措施

公路工程检测过程中，公路机构的介电常数是高频脉冲电磁波传播过程中的决定性因素，因此，公路结构介电常数对于检测准确性也有极大的影响。在利用地质雷达检测技术对公路工程进行检测时，需要先对公路结构的介电常数进行标定，而介电常数标定的误差是整个检测过程中的主要误差。在长期的实践过程中，数学计算机模型标定、反射波推导标定、钻芯厚度标定是最常用且准确性相对较高的介电常数标定方法。其中数学计算机模型标定主要是利用计算机技术，从数学角度构建线性模型与均方差模型，对公路格结构层的厚度进行推测，进而标定公路结构的介电常数。数学计算机模型标定的介电常数误差较大，在标定之后往往还需要对标定的介电常数进行回归修正。而反射波推导标定是利用已知的电磁波反射系数估算方式对介电常数与反射系数的关系进行推导，进而计算介电常数。影响反射波推导标定的主要因素有公路施工材料的均匀度以及纵坡，因此，反射波推导标定介电常数具有一定的局限性。钻芯厚度标定需要结合钻芯方法与电磁波反射时间的间隔对公路结构的介电常数进行反向推导。钻芯厚度标定的准确性受到公路材料的物化性质、公路压实度、含水量等因素的影响，因此，钻芯厚度标定介电常数也存在一定的偶然误差。

总而言之，雷达检测计算在我国乃至全世界的公路工程建设和维修过程中具有非常重要的作用，相关的公路工程工作人员在采用该项技术对公路进行检测的时候，一定要认真的、仔细的完成各项工作，以确保检测结果的正确性，最终实现延长公路工程的使用寿命的目的。

参考文献：

[1]查庆，朱梅林，王伟.地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用[J].北方交通.2015（01）

[2]汪帆，王琼.地质雷达检测技术在公路工程检测中的运用[J].黑龙江交通科技.2016（11）