探地雷达技术在公路路面厚度检测中的应用

路面结构层厚度检测是道路质量控制的重要工作,传统的钻芯取样法在进行路面厚度检测中存在很多弊端,新型的探地雷达法由于其简便、无损及误差小的原因越来越得到广泛的应用。文章通过探地雷达法在公路路面工程厚度检测中的实际应用,对这种新型技术检测厚度与传统的钻芯取样法进行对比,结果表明探地雷达技术在公路工程质量检测中具有独特的优势。     

GPR在张花高速公路结构层厚度控制中的应用

路面结构厚度对路面受力有很大影响,为了确保结构层厚度的一致性,开展结构层厚度检测是很有必要的.在对比分析传统钻芯法与探地雷达（GPR）检测方法的基础上,介绍了GPR的检测原理,结合张花高速公路工程建设,采用GPR对工程中实时铺筑的路面结构层进行厚度检测并分析检测结果,同时结合钻芯法对检测结果进行对比验证,对比结果证明GPR检测结果精确,且通过进一步分析GPR检测成果,对工程质量的动态控制起到了有效的帮助作用,证明GPR是一种针对公路结构层厚度有效的快速无损检测方法,可在工程建设中推广应用.     

雷达回波波幅推求介电常数的误差分析与提高精度方法研究

介电常数计算误差是雷达路面基层与面层厚度测试误差的主要来源。介绍了雷达回波波幅推求介电常数的原理,分析了当前三种常见雷达回波波幅推求介电常数计算公式的误差和误差来源,并结合工程实际,提出了钻孔取芯法标定介电常数以及由已建的正演模型和雷达回波信息,反算介电常数两种方法提高测试精度,分析结果显示两种方法均能有效提高基层与面层厚度测试精度,效果较好。     

路面雷达在沥青路面厚度检测中的应用

路面厚度是公路施工、交竣工验收检查中的一项重要指标,传统的钻孔取芯方法效率低、有破损,因而路面雷达作为一种高效率、无损害的检测设备逐渐在公路工程中得到应用。文中简要分析了路面雷达测试路面厚度的原理,采用路面雷达对高速公路沥青路面多个施工路段厚度进行测试,并将测试结果与钻芯取样结果进行对比。结果显示路面雷达能连续、准确地检测沥青路面各层的厚度,是一种可靠的路面厚度检测方法。     

基于探地雷达结构层厚度测量的钢桥沥青路面车辙评价

高温车辙是钢桥沥青路面的主要病害之一，可使用钻芯进行室内试验和现场测试表征；但钻芯取样采集的路面信息极其有限，现场车辙尺和激光剖面仪无法评价由于铺装层内部变形导致的车辙。基于探地雷达的沥青路面结构层厚度测量可进行车辙评价，但车辙导致的层间压缩会因有限的信号分辨率产生测量误差。钢桥面板的金属强反射和天线制式等影响因素尚未得到系统研究，缺乏控制试验验证。探讨了探地雷达在钢桥沥青路面车辙评价的可行性。基于室内加速加载试验条件建立沥青路面和空气耦合天线的数值模型，结果表明2 GHz空气耦合天线净空不超过50 cm可获得最佳测量速度和精度。采集室内加速加载设备不同荷载作用次数下的路面探地雷达电磁波信号，比较数值模拟探地雷达信号与室内实测信号，分析空气耦合天线探地雷达在钢桥面沥青路面反射信号中的特征。针对层间信号重叠，提出了信号重构和自动化厚度测量的非线性梯度下降算法；针对路面不平整度导致的振动效应，使用经验模式分解法进行信号降噪，钻芯取样验证算法的厚度测量精度。结果表明：在室内试验条件下，车辙宽度预测误差为4.9%,SMA层和MA层平均厚度预测误差分别为2.3%和3.8%,上面层SMA层变形大于...     

探地雷达技术在路面厚度检测中的应用

随着公路建设的增多,探地雷达越来越多的被应用到公路建设和建后维护工作中。文章分析了探地雷达的使用原理及在路面结构层厚度检测中的运用,通过对比分析钻芯取样值、路面厚度值及检测结果的可重复性,结果证明,该种检测方法能整体提高公路建设的质量、降低建设成本,同时促进对工程建设的评定和掌控,为公路工程质检工作提供可靠依据。     

探地雷达在路面面层厚度检测中的应用

在阐述探地雷达的分类和路用探地雷达组成的基础上,介绍了基于钻芯取样法和反射系数法在探地雷达检测路面面层厚度中的应用。以工程应用为例,在水泥混凝土、沥青混凝土以及"白加黑"复合路面中,对比分析了2种方法计算路面面层厚度与实测值之间的关系。结果表明,2种方法与实测结果的相关性较好,相关系数达到0.90以上,适用性较强;2种方法的结果之间相关系数达0.94,且F检验表明两者属于显著相关,在实际工程应用中,可用探地雷达反射系数法代替钻芯取样法,避免钻芯取样部分损坏道路。     

高精度雷达在路面厚度检测中的应用

通过对高精度雷达工作原理的分析。探讨了影响检测精度的因素及分析处理技巧和注意事项,并通过水泥混凝土路面和沥青混凝土路面检测结果与传统钻芯取样结果进行对比。结果表明检测精度完全符合规范标准要求。说明高精度雷达是一种高效的新型路面厚度无损检测方法。     

RAMAC地质雷达在水稳层检测中的应用

路面结构层厚度是评价道路可靠性、使用年限等的重要参数。由于传统的钻芯法和挖坑法有效率低、代表性差,且具有破坏性。为了加强路面结构层厚度的质量控制工作,快速、准确、高效的检测出水稳层厚度,采用地质雷达法,其具有扫描速度快、操作简便、重量轻、分辨率高、屏蔽效果好、图像真实直观等优点,本文结合工程实例使这些优点在本次水稳层厚度检测中得到的全面体现。     

基于扩展共同中心点法的路面病害雷达测量

为进一步提高利用探地雷达技术测量路面厚度及病害的精度与效率,保证测量结果可直接用于改扩建路面的设计,将扩展共同中心点法(the extended common midpoint,XCMP)引入了基于探地雷达的改扩建路面厚度及病害测量。利用XCMP,探地雷达可测定现有路面厚度和病害位置且无需借助钻心取样校准介电常数;同时,采用了一种多阵列的3D探地雷达,它能同时采集纵横两个方向的路面信息。借助不断发展的信号处理技术和数值处理技术,结合了3D探地雷达信号特征和XCMP法,建立扩建路面厚度及病害测量的通用方法并将上述方法用于连霍高速改扩建项目。结果表明,XCMP法可采集获得清晰的路面结构图像并推算出路面厚度及病害位置,设计的4个XCMP方案的检测误差分别为8.51%,7.62%,3.97%,4.36%,可见XCMP方案基本满足检测需求;同时XCMP法与其他方法对比结果表明其具有更高的精度,误差波动较小,误差可控性强。在此基础上,选取厚度检测精度最高的方案进行病害位置的判定,主要检测病害包括路基脱空、断裂和碎裂,反射裂缝,隐含裂缝。依据病害在探地雷达图像上的区别,采用感兴趣区域(ROI)提取进行病害定位,同时结合上述路面厚度检测结果确定病害的位置和尺寸。     

探地雷达电磁波正演模拟研究

利用探地雷达技术对路面结构层进行检测时,根据探测要求而采用不同频率的天线,尝试建立了雷达电磁波在结构层中传播的正演模型,通过得到的合成波模拟了其在结构层中传播的规律。根据经典电磁理论,利用傅立叶积分变换,通过典型激励和实测雷达入射波模拟了雷达电磁波在结构层中的传播情况,得到了合成的反射波,并与实际结构层测试雷达波做了比较。结果表明:频率低的情况下,雷达的分辨率较低,结构分层不明显;随着频率的增大,可以清晰区分出结构分层,但只有在高频率的条件下,结构厚度分层的反射信号才是合理的,能比较真实地反映实际情况。     

雷达法在超厚型混凝土保护层无损检测中的应用

针对深中通道工程超厚型混凝土保护层厚度无损检测,进行了雷达法和电磁感应法混凝土保护层测试比对、相对介电常数对雷达法结果影响测试等,并进行了实体结构雷达法与钻芯法测试验证。结果表明,与电磁法相比,雷达法在65～105mm超厚型钢筋保护层厚度检测时,测试结果不受保护层厚度和钢筋间距的影响,测试结果准确、可靠;雷达法测试结果受相对介电常数影响显著,施工中正常的材料波动对相对介数常数影响较小,混凝土相对介电常数在21d龄期后趋于稳定,可采用定值介电常数在超过21d龄期后进行测试;沉管混凝土钢筋保护层厚度实体测试中,雷达法与钻芯法测试厚度的偏差在±1mm以内,雷达法在65～105mm超厚型钢筋保护层厚度测试中具有较高的检测精度和可靠性。     

路面结构材料特性与其介电常数相关性研究

通过试验和数值分析的方法，得到路面结构材料特性与其介电常数之间具有良好的相关关系，其相关系数R^2在0．9左右。从而证明了利用路面雷达检测路基含水量、干密度等材料性能指标是可行的，为路面雷达在道路工程路面结构层检测中的进一步应用提供了依据。     

探地雷达对路面板脱空现象检测时的信号分析与处理

基于探地雷达对水泥混凝土路面板探测原理,推导出当路面板下出现脱空时反射波传播发生变化的时差公式。分析路用探地雷达检测时的回波信号,针对由于噪声而出现的各种杂波信号,提出滤波处理方法,保留有用的回波信号。利用小波分析方法,对山东烟台—威海高速公路试验段探地雷达实地检测所得信号进行分析,剔除各种误差,以准确测得脱空厚度。结果表明,采用探地雷达方法具有快速、无损、精度高等优点。     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪（FWD）应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现：路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

基于FWD的旧路路基模量反算的问题探讨

利用实测弯沉数据反算结构层模量是落锤式弯沉仪(FWD)应用于旧混凝土路面结构检测的核心所在。但是,由于路面结构层参数的多元性,路基反演模量有时可能偏离实际。为寻其根源,作者结合成绵高速公路路面检测,采用有限元分析软件ANSYS,建立了路面非线性有限元模型,并在此基础上,以路基下卧刚性层及路基材料非线性为可变参数,对比了4种不同组合情况下的路基反演模量,发现:路基下卧刚性层的深度对检测数据的反演结果有显著影响,而路基土的非线性性质对反演结果影响有限。因此认为,基于FWD检测数据的结构层模量反演时,可以将路基近似为线弹性体。     

路面结构层材料介电常数模型研究

文章针对探地雷达应用技术存在的问题,研究了路面结构层材料介电常数模型。基于试验,对现有介电常数的线性模型和均方根模型的合理性和适应性进行了验证,并建立了适用于沥青混合料和水泥混合料的新的介电常数模型。计算及试验结果表明,采用本文所建模型计算得到的介电常数值与介电特性测量值之间误差相比于现有模型显著减小,从而验证了所建模型的合理性。     

公路工程路面结构层厚度评定标准及方法的探讨

公路工程路面结构层厚度对路面质量影响很大,对其科学、合理、准确评定能促进施工单位提高管理水平,提高工程实体质量,保证路面的耐久性。为使评定标准和方法更加合理,笔者采用典型示例对比分析,指出了现行结构层厚度评定方法和标准存在的不足,根据大量路面厚度检测数据的统计分析,提出了采用统计概率的方法评定路面厚度的合格率,推荐了路面结构层厚度评定标准的建议值。     

路面结构参数同时反算的人工神经网络法

利用传递矩阵方法，计算出柔性路面结构在轴对称荷载作用及层间完全接触情况下的路表弯沉值，以该结果为输入数据训练三层BP网络，得到较精确的网络权值和阈值，在此基础上实现对柔性路面结构层的模量和厚度参数的同时反算，计算分析表明该方法速度快且精度高，既可反算路面结构层的模量又能反算路面结构层的厚度，通过与实际值比较，其计算精度完全满足工程实际的要求。     

路用雷达在公路工程检测中的应用

路用雷达广泛应用于路面的厚度、含水量与压实度等的检测。文中详细介绍了路用雷达的工作原理和在公路检测中的应用，并与钻芯值作了对比分析。