基于改进粒子群算法的路面厚度反演分析

传统公路厚度检测都是采用钻芯取样,人工测量的方法,不仅效率低,而且破坏路面结构。路面雷达是一种连续、高效、无破损的路面质量检测工具。通过对路面雷达回波信号进行反演分析,可以得到路面结构层介电常数、厚度等信息。该文采用一种改进的粒子群优化方法,建立路面结构层参数的改进粒子群反演算法,实现了结构层介电常数和厚度的反演分析。通过对比理论模型反演结果发现,该方法得到的结构层介电常数精度高于标准粒子群方法,采用该方法分析实际路面雷达回波信号,与钻芯结果对比可知,反算结果与实际钻芯测量值误差在3%以内。     

沥青路面剥落的路面雷达电磁波模拟

针对空气耦合式雷达,建立了路面雷达电磁波在沥青路面结构中传播的二维时域有限差分(2D-FDTD)方程,并进行了沥青路面面层中存在沥青剥落病害的路面雷达电磁波模拟。模拟结果表明:当沥青路面出现沥青剥落区域后,在路面雷达回波的面层界面和基层界面的正反射波中间出现一负反射波,沥青剥落位置决定着该负反射波将会出现在面层界面反射波和基层界面反射波之间的位置;并且随着沥青剥落区域的竖向厚度增加,该负反射波波幅增大。为利用路面雷达快速检测路面沥青剥落病害提供了理论基础。     

基于厚度恒定法测定沥青路面空隙率

为了更快速、有效地测定沥青面层的空隙率,基于厚度恒定法反算介电常数,通过回归分析建立了介电常数-空隙率模型,对空隙率的预测值与实测值进行对比分析。结果表明:预测值与实测值吻合良好。基于厚度恒定法利用三维地面雷达测定介电常数与空隙率切实可行;该方法克服了三维地面雷达不能快速有效测出沥青面层空隙率的局限性。     

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。     

基于电磁波的路基含水量试验研究

基于土体含水量对介电常数的影响,采用电磁波法进行路基含水量的快速测定。通过分析并总结电磁波测试土体含水率已经取得的成果,设计了一种路基含水率的电磁波试验方法,并用这种方法进行室内试验,得到了土体含水率与介电常数的对应关系式。同时,通过电磁波对不同含水量土体的测试,分析了电磁波幅值和介电常数的变化规律,结果表明利用厚度法对不同含水率的介电常数进行分析合理可行,试验结果为实现电磁波进行路基含水量快速无损检测提供依据。     

探地雷达在路面基层厚度检测中的应用研究

施工不均匀性、路基破损等因素容易造成路面基层厚度变化，导致路面质量降低。无损检测技术——探地雷达能有效检测路面面层厚度，但对于均匀性较差的基层，其检测、分析难度较大，成为路面基层厚度检测中的难题。文中依托实体工程，针对探地雷达在基层检测中的弱点，从分析探地雷达基层检测的原理和方法出发，通过误差分析，对比分析基层不同铺筑阶段、不同天线频率、横向电磁波速度不均匀性以及接触式天线垂向颠簸四个因素对检测效果的影响，最后通过准确性试验分析探地雷达在路面基层检测中的应用效果。     

地质雷达检测沥青面层厚度的影响因素分析

分析了天线频率、车速、外部因素及人为因素等对地质雷达测试沥青面层厚度准确性和稳定性的影响,并通过对相关路段面层厚度的检测对比量化了一些影响因素,提出了检测过程中应注意的事项,以提高地质雷达检测数据的准确性。     

地质雷达在公路隧道衬砌检测中的应用研究

为提高地质雷达检测隧道衬砌的精度,在分析实测过程的各个环节时,要尽量减少检测过程对结果的影响。以长坂坡隧道衬砌检测为研究对象,在不用测量轮的情况下,通过缩小内插桩号间距,减少人工移动天线速度不均造成的误差,提高检测数据在轴向的精度。通过计算已知厚度端的衬砌混凝土电磁波速度,采用其均值作为相应衬砌段的混凝土电磁波速度,反算出混凝土厚度,避免了直接采用介电常数计算造成的误差,并把误差控制在厘米级,提高了检测精度。     

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。     

路面雷达厚度测试误差分析

文章根据路面雷达的计算原理和实际使用经验,系统分析了路面雷达厚度测试的各种误差来源和大小,并针对性提出了减小误差的建议措施,为路面雷达用户提供了技术参考。     

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。     

小波分析在探地雷达隧道质量检测中的应用

首先介绍了常用图像法在探地雷达隧道检测中的应用,接着采用小波分析方法提取空洞位置的典型波形,计算出衬砌的厚度与空洞的大小,然后与实际取芯相对比,显示误差在允许的范围内。说明采用小波分析提取探地雷达回波信号具有可行性。     

介电常数在沥青混合料压实度测试中的应用探讨

沥青混合料压实度测试是沥青路面性能质量控制的重要指标。针对沥青路面压实度无损检测,分析了探地雷达（GPR）在测试介电常数中的可行性,同时基于室内试验分析了沥青混合料空隙率对介电常数的影响。分析结果表明,空隙率与介电常数之间存在较好的相关性。依托实际工程提出了采用探地雷达测试沥青路面介电常数来反算沥青混合料压实度的方法。研究结果可为沥青路面压实度无损检测提供新的思路和参考依据。     

基于三维探地雷达的沥青路面混合料施工均匀性评价研究

利用三维探地雷达技术开展某新建高速公路项目沥青路面的全断面扫描测试，基于共中点法获得沥青路面的介电常数样本，通过与无核密度仪测试样本的相关性，初步确定雷达介电常数的评价范围，从而判别沥青路面大面积施工过程的离析程度，以此指导施工环节的关键技术控制。     

路面材料复合介电常数模型研究进展分析

路面材料复合介电常数模型是雷达检测路面结构体系含水量、孔隙率、压实度等指标的基础和关键。分析了相关文献的研究成果,剖析了复合介电常数模型的研究现状,讨论了各种模型的优缺点、局限性和适用范围等,论证了进一步研究路面材料复合介电常数模型的必要性。     

土方路基铺筑质量GPR反射波法检测研究

路基土含水量、压实度和材质均匀性是路基施工质量的主要控制指标。通过试验研究探地雷达(GPR)反射波法实现上述指标测量的关键问题。计算表明:不同粒径级配砂质土GPR实测介电常数都随含水量增大呈指数增大,两者关系可采用统一的Topp或Alharathi型计算式表示;路基土混合介电常数符合体积模型,可根据组成相份介电常数和体积比采用Looyenga公式求取;基于两个基本式换算得到的压实度公式可评价填筑层的压实程度;土层材质变化可表现为探测剖面波形特征的变化。应用实例证实了研究成果的适用性。     

基于分时复用原理的多通道探地雷达时序控制模块设计及应用

为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测，基于分时复用原理，通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块，并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位差时钟，分时触发各个通道脉冲信号的单次收发，从时间上分离通道间串扰信号和有效雷达回波，实现探地雷达多频段多通道的高效工作。试验测试和实地验证结果表明： 该时序控制模块在脉冲重复频率为500 kHz时，能实现8通道雷达测试系统相邻通道间240 ns左右的触发时差，并在触发时差范围内保证观察时窗内雷达回波信号的稳定性； 同时，该模块也能应用于3频段6通道隧道病害检测探地雷达系统，并在距离介质分界面65 cm时反映出实际隧道预埋病害的深度和尺寸信息。     

前向毫米波雷达系统自动校准功能

毫米波雷达作为车辆主动安全技术的核心传感器之一,在预警系统中,雷达的安装误差会导致其坐标系与上层应用不一致,影响系统性能甚至安全性。雷达自动校准功能借助整车运行环境中的静止目标,通过解算静止目标物相对雷达运行速度与整车实际运行速度的矢量关系,并采取批量自学习的方法以确定雷达初始安装偏差角度值,进而使用软件补偿的方式对偏差值进行修正,使雷达传感器与整车坐标系保持一致。     

运营铁路隧道衬砌背后较大空洞的精确检测技术

目前采用地质雷达等无损检测技术可快速、准确检测衬砌厚度和衬砌中钢筋数量等参数,并可有效判识衬砌背后空洞等缺陷沿隧道纵向和环向长度,但对这类缺陷的径向尺度因介电常数的差异、反射面的识别等原因而无法准确判识。依托西南地区某运营铁路隧道衬砌背后存在较大空洞的工程实际,结合现场钻孔调查和地质雷达无损检测,首次运用钻孔三维激光扫描技术对运营铁路隧道衬砌背后空洞进行扫描,实现精确检测,得到衬砌背后空洞的三维形态和具体尺寸,检测成果可为隧道病害整治提供准确的数据,可设计出更具针对性和操作性的整治方案。提出的“物探+钻孔三维激光扫描”技术,能实现衬砌背后空洞“粗中有细”的全面检测。     

地质雷达用于隧道2次衬砌检测准确性影响因素分析

对地质雷达在隧道2次衬砌检测中的应用进行跟踪、观察和控制,总结和分析地质雷达用于隧道2次衬砌检测数据准确性的影响因素,并提出有效减小检测误差的方法和建议。