探地雷达技术在道路检测中的应用
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探地雷达技术在道路检测中的应用
摘要：在道路工程建设中与施工完成后都必须通过严格的检测来确定分部分项工程或整个工程的质量状况，在此基础上进行施工方案优化或针对具体问题和缺陷进行整改，从而从根本上保证道路工程的质量。探地雷达作为一项先进的无损检测技术，目前正广泛应用于道路检测领域。为了使探地雷达技术在道路检测领域发挥更好的作用和效果，本文对探地雷达技术在道路检测中的应用进行了分析与探讨，旨在为相关检测提供参考。
关键词：探地雷达技术；道路检测；应用
一、探地雷达技术的组成
经过多年的发展，探地雷达技术在探测地下结构等领域已较为成熟，虽然在功能上可能存在某些区别，但大多数探地雷达系统的组成是类似的。三维探地雷达系统主要由雷达主机、外接天线、发射机和接收机等组成。
二、探地雷达技术的工作原理
探地雷达技术，也被称为地质雷达技术，主要由发射部分和接收部分组成，发射部分通常由发射机和向外辐射电磁波的天线组成，在使用探地雷达技术时，技术人员可以通过操作设备经发射天线发射电磁波，向地面发射高频电磁波，然后由高频电磁波反馈相关信息，如果在发射过程中遇到了其他物体，就会在传播过程中产生一定的反射现象，反射回来的电磁波就会被探地雷达技术中的接收天线接收，那么工作人员就可以根据天线的接收信号，对信息进行收集和分析，能够根据反射回来的信号，分析地下的实际情况，也能够分析地表质量。与此同时，在发射过程中，探地雷达技术也可以通过接收天线，接收到地面表层的电磁信号，也可以通过反射波、直达波的反射信号，显示出相关信息。
此外，探地雷达技术，也会具有一定的雷达波工作原理。雷达图形通常以脉冲反射波的形式，记录相关信息，波形分别是黑色和白色，或者会用彩色和灰色来表示不同的反射信号。因此，不同的颜色也会成为专业技术人员，分析探地雷达图像的依据，能够根据反射的颜色进行地质解释。此外，探地雷达技术，能够有效应用于路基路面的检测工作中，技术人员可以利用探地雷达技术发射天线，向目标物体发射高频的脉冲电磁波，然后利用先进的专业设备接收天线，接收反射回来的电磁波，根据反射回来电磁波的信息探测目标体的空间位置以及空间分布情况。因此，探地雷达技术的实质，就是利用目标体以及周围介质电磁波的反射特性，来详细的探测目标体内部的结构以及内部的分布范围，有效地了解目标体的内部缺陷，同时在检测公路路基以及公路路面时，工作人员采用探地雷达技术，分析电磁波的运动特征和运动方向，利用先进的信号技术进行有效地处理，能够利用先进的机器设备形成全断面的扫描图，让专业技术人员根据全断面扫描图，判读并分析雷达图像的具体特征，明确雷达图像所传递的信息，更好地掌握了目标物体路基路面结构的基本情况，从而开展后续的探测工作。
与传统的探测技术相比，探地雷达技术具有明显的技术优势，工作人员通常会采用钻芯取样法进行路基路面的检测和质量测量工作，该方法具有较强的随意性，检测结果不具备代表性和客观性。并且，工作人员在采用该种方法时，也难以有效科学的全面把握道路工程路基路面的质量情况和质量分布情况。并且，采用传统钻心取样的方法，工作量较大，效率较低，而采用先进的探地雷达技术，能够从整体出发，有效地改变上述问题，能够高效便捷连续的利用探地雷达技术，完成路基路面的检测工作，提高检测结果的科学性和精准性。同时，也能够加快工作人员的检测速度，能够切实地提高工作人员的检测效率，更好地提高了路基路面质量检测结果的精准度。此外，如果路基路面检测过程中出现了质量问题，地面沉降、地面坍塌等情况，工作人员也可以在电磁波图形上，显示出能够为后续的综合治理提供了有效的数据参考。
三、探地雷达技术在道路检测中的应用
1.检测仪器与设备
（1）对于探地雷达主机，其各项技术指标需要达到以下要求：①系统增益需达到120dB以上；②信噪比需达到60dB以上；③模数转换需达到12位以上；④信号叠加次数可任意选择；⑤采样时间间隔不能超过0.5ns；⑥实时滤波功能应为可任意选择；⑦可实现点测和连续测量；⑧在位置标记方面既可以采用手动方式也可以采用自动方式；⑨支持现场数据处理。
（2）探地雷达采用不同频率相组合的天线，主要技术指标应达到以下要求：①应能实现屏蔽；②最大探深不能小于2m；③垂直方向分辨率达2cm以上。
（3）采用探地雷达进行检测时，对工作环境有明确要求，具体为：①正常工作条件下的环境温度应保持在-10～+40℃范围内；②正常工作条件下的环境湿度不能超过90%。
2.现场检测
（1）检测准备：①对施工中可能遇到的特殊施工段应进行全面调查，记录好结构物的具体位置和可能对检测造成影响的障碍物及其他干扰源的具体位置。②调查现有病害，准确记录病害具体位置与类型。③检测开始前应先检查雷达系统并连接到位，同时进行必要的试运行。④准确记录并标记检测段落的里程桩号与测线位置。⑤在采用测量轮进行数据连续采集的过程中，应确保测量轮始终处于良好的运转状态，从而保证计程结果的准确性。
（2）测线布置
①检测现场测线布置主要采用纵向布线的方法，辅以必要的横向布线。②所有车道都要沿纵向设好测线，选择有良好代表性的位置沿横向增设测线，在病害异常现象较为严重的部位还需要对测线进行适当加密，并在必要的情况下以缺陷目标具体情况为依据设置专门的测线。③在布置的测线上按照1km的间隔距离设置里程标记，要求标记的设置清晰、准确。
（3）现场检测要求
①检测过程中确保天线匀速和稳定地沿直线行进，尽可能减少或防止天线发生晃动，并避免非必要绕行。②检测的移动速度需要以防止采集数据丢失为目标来确定，不可过快。③密切关注雷达图像发生的变化，记录好所有异常段，并在必要时做好复检或加密检测。④随时记录可能影响到测量结果的障碍物的具体位置与形态。⑤检测记录内容应包含以下几点：测线的具体位置；测线编号；天线行进方向；标记之间的距离；天线类型；异常情况描述。
3.数据处理
（1）在处理各项原始数据之前，要先检查数据是否完整和清晰，以及里程记录结果是否准确，检查结果不满足要求的数据不能处理或解释。（2）如果外业原始记录存在测点、测线或里程桩号不清晰，干扰背景过于强烈，无法识别有效波，无法对有效波进行可靠采集等情况，则需要将资料作废，并重新进行采集。（3）数据处理和解释软件都必须是经过认证许可的软件，此外，在软件正式使用前还要进行鉴定，经鉴定确认合格后才能使用。（4）选择适宜的处理参数。确定的各项参数应能从根本上抑制干扰信号，保证信噪比，并准确反映各类地下介质的实际情况，确保能够得到清晰准确的处理剖面。（5）完成数据处理后形成的资料应保证里程桩号及位置等标记都准确无误。
参考文献：
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