雷達(dá)檢測技術(shù)在道路工程的應(yīng)用范文

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摘要：首先闡述了地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)的意義，而后詳細(xì)分析了地質(zhì)雷達(dá)的工作原理，簡述了地質(zhì)雷達(dá)儀器及其檢測技術(shù)，并結(jié)合某公路工程的水泥混凝土路面工程，分析了雷達(dá)檢測技術(shù)在具體工程中的運(yùn)用，以供同行參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：道路工程；地質(zhì)雷達(dá)檢測；檢測技術(shù)

0引言

地質(zhì)雷達(dá)是目前應(yīng)用比較廣泛的地質(zhì)勘探技術(shù)，其主要使用頻率在106~109Hz的無線電波，進(jìn)行巖體、砌體、地質(zhì)條件分析。地質(zhì)雷達(dá)是當(dāng)前通過發(fā)射天線的方法向地下發(fā)射高頻電磁波，其遇到地下不同介質(zhì)存在電性差異，會(huì)形成不同反射波，可根據(jù)天線所接收到的電磁波強(qiáng)度、時(shí)間差以及波形變化等更加清楚地了解到地質(zhì)形態(tài)、埋藏深度以及空間分布位置等地質(zhì)信息。通過使用地質(zhì)雷達(dá)可以對整個(gè)地下結(jié)構(gòu)及厚度進(jìn)行檢測，從而保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)還能有效抵抗地下結(jié)構(gòu)部分的干擾影響。目前該技術(shù)對于道路工程的建設(shè)施工以及質(zhì)量控制有著重要的意義。

1應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)的意義

當(dāng)前，在道路工程的建設(shè)施工中，尤其是在對道路結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行無損檢測的過程中，地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)可以大大提升工程竣工驗(yàn)收速度，同時(shí)保證工程數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，使得技術(shù)應(yīng)用更加符合工程實(shí)際，避免存在人為干擾的現(xiàn)象。此外，地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)還能用來進(jìn)行鉆孔取芯等方面的無損檢測，從而防止地面結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的損壞。在進(jìn)行路況調(diào)查分析的過程中，通過地質(zhì)雷達(dá)檢測系統(tǒng)可以更好地確定板下脫空等問題的存在，進(jìn)而采取有效措施進(jìn)行處理，防止整個(gè)路面存在嚴(yán)重的斷裂，從而導(dǎo)致交通安全受到影響。地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)也屬于無損檢測技術(shù)的一種，應(yīng)用該技術(shù)可以避免外界電磁干擾所造成的影響，并且具有較高的探測深度和分辨率。在實(shí)際應(yīng)用中，可以實(shí)時(shí)反映出地質(zhì)剖面圖，還能以圖像的形式顯示出來。該設(shè)備非常輕便，3人或者是更少的人員就能夠完成操作，在諸多道路工程中給予廣泛運(yùn)用[1]。

2地質(zhì)雷達(dá)工作的原理

地質(zhì)雷達(dá)在工作中主要是通過高頻電磁脈沖波反射所得出數(shù)據(jù)信息。發(fā)射天線的主要目的就是發(fā)射高頻電磁波，然后在達(dá)到了目標(biāo)位置之后，接收反射回來的電磁波。正是因?yàn)榈刭|(zhì)類型、路徑、磁場強(qiáng)度等方面的影響，電磁波在傳播中會(huì)攜帶一些信息，通過分析和處理之后，可以獲取地質(zhì)中的介質(zhì)厚度以及空洞等信息。地質(zhì)雷達(dá)在接收信號(hào)之后需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)信息，然后再經(jīng)過一系列的處理之后轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像的形式。地質(zhì)雷達(dá)圖像是整個(gè)操作過程的根本，如果地下介質(zhì)內(nèi)存在電性差異，則能夠直接將剖面信息反映出來。

3地質(zhì)雷達(dá)儀器及其檢測技術(shù)

某地路政單位的檢測中心根據(jù)實(shí)際工作需要購買1臺(tái)進(jìn)口的RIS—K2型地質(zhì)雷達(dá)，從技術(shù)說明文件中可以發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備中包含了DAD控制單元、天線、網(wǎng)線、筆記本電腦和電池包。該設(shè)備非常穩(wěn)定、輕便，并且操作較為簡單，經(jīng)過簡短培訓(xùn)就能夠上崗從事操作。根據(jù)技術(shù)說明文件可以確定：中心頻率為2000MHz的天線，轉(zhuǎn)換為16位A/D。收發(fā)天線在具體的工作過程中會(huì)以固定天線的方式來進(jìn)行測距的移動(dòng)，然后通過連續(xù)的測量剖面可以將剖面直接展現(xiàn)為雷達(dá)圖像，這種方法被稱為反射剖面法[3]。

4地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理

地質(zhì)雷達(dá)資料在使用的過程中具有短時(shí)、高噪的特性，同時(shí)伴隨著探測深度的增加，反射回來的有用信號(hào)會(huì)變得更加微弱，外部感染的信號(hào)卻逐漸增強(qiáng)。雷達(dá)數(shù)據(jù)的采集是進(jìn)行后續(xù)分析和研究的基礎(chǔ)，在實(shí)踐中必須要盡量消除外部的影響，從而提升檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。雷達(dá)可以將所收集的原始記錄直接輸入到計(jì)算內(nèi)，然后應(yīng)用內(nèi)部預(yù)設(shè)的IDSGRED/S—3D成像軟件加工成圖像，該軟件可以根據(jù)實(shí)際工作的需要來解釋某一個(gè)部分的雷達(dá)數(shù)據(jù)或者全部的雷達(dá)數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理中，要應(yīng)用多種技術(shù)將影響因素降到最低限度，進(jìn)而使得雷達(dá)圖像可以顯示出真實(shí)的地質(zhì)信息，最終可以使得地質(zhì)分析更加精確[4]。

5工程實(shí)例

某公路工程的水泥混凝土路面基層選擇使用的是穩(wěn)定碎石施工，上路床部分應(yīng)用的是填土施工，在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)探測中通過分析面層和脫空位置的反射波來確定地下條件中是否存在問題。

5.1路面脫空缺陷判定原理道路中的各個(gè)層之間介電常數(shù)存在著較為明顯的差異，但是在脫空之后會(huì)存在一定的間隙，從而導(dǎo)致該位置的介電常數(shù)的差距變大。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)反射波的振幅所存在的差異以及同相變動(dòng)差異等方面，根據(jù)最終的探測數(shù)據(jù)所能夠反映出來的信息可以更好地判斷出脫空是否嚴(yán)重，一般可以將其分為輕微與明顯兩個(gè)主要的類別[5]。

5.2路面地質(zhì)雷達(dá)檢測以該工程的某個(gè)區(qū)段的具體情況為例進(jìn)行分析，該區(qū)段在實(shí)踐中選擇使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行地質(zhì)信息的檢測，發(fā)現(xiàn)在長度為20m的范圍內(nèi)存在4塊板。經(jīng)過地質(zhì)探測之后分析圖像可以發(fā)現(xiàn)，該部分中的路面基層中存在著脫空現(xiàn)象，不同地區(qū)的程度是不同的，縱向脫空長度達(dá)到了12.5m，每條測線平均為4.2m，幾乎占到了整體的20.8%。

6對地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)發(fā)展的建議

地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)是當(dāng)前我國對道路工程實(shí)施無損檢測的主要方式，但是在實(shí)踐中操作人員如何利用該技術(shù)獲取更加準(zhǔn)確的地質(zhì)信息要從以下幾方面來進(jìn)行。（1）地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)資料的準(zhǔn)確分析可為施工提供參考依據(jù)，但是在實(shí)踐中會(huì)因?yàn)楹芏嗤庠谝蛩氐挠绊懚鴮?dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，從而使得目標(biāo)信號(hào)非常模糊，這就需要在具體操作過程中實(shí)施降噪和排干擾，可以更加準(zhǔn)確地利用有用的信號(hào)來判斷道路工程的質(zhì)量是否合格。（2）在對道路工程中所存在的細(xì)微裂縫進(jìn)行檢測的過程中，必須要合理確定采樣點(diǎn)距和主頻天線。因?yàn)榫嚯x的確定可以更好地提升數(shù)據(jù)檢測的準(zhǔn)確性，而天線主頻的選擇應(yīng)該以滿足最大探測深度為主要要求，否則將會(huì)影響探測數(shù)據(jù)。（3）地質(zhì)雷達(dá)波傳播中，通常是設(shè)定介電常數(shù)與頻率不存在明顯的聯(lián)系，繼而可以忽視該常數(shù)對虛部的影響，只考慮其對實(shí)部所產(chǎn)生的影響，這樣可以導(dǎo)致合成信號(hào)和實(shí)際信號(hào)存在一定的差異性。

7結(jié)語

綜上所述，目前我國的地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，并且被大量應(yīng)用到道路工程施工中，施工人員可以利用該技術(shù)檢測道路工程的質(zhì)量是否存在問題，還能夠?qū)︻A(yù)防性養(yǎng)護(hù)提供一定的參考，進(jìn)而可以促進(jìn)我國道路工程質(zhì)量的提升，滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要。

參考文獻(xiàn)：

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[2]朱海城.地質(zhì)雷達(dá)檢測技術(shù)在寒冷地區(qū)客運(yùn)專線隧道工程中的應(yīng)用[J].鐵道建筑，2012（6）：86-88.

[3]關(guān)愷.雷達(dá)檢測技術(shù)在道路工程中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42（16）：47-50.

[4]周建國，趙亞軍.淺談探地雷達(dá)無損檢測技術(shù)在瀝青路面工程中應(yīng)用分析[J].門窗，2017（5）：211.

[5]王曉玲.無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2017，43（35）：183-184.

作者：安帆 單位：湖南湘建檢測有限公司