杨海娥
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摘要：在我国，随着经济建设水平的快速提高，公路发展速度相对较快。公路养护后期养护路况质量评价和新公路质量检测工作量也在增加。公路建设的速度越来越快，对检测手段的要求也越来越高。显然，以前的技术已经不能满足需求。探地雷达虽然出现较晚，但在探测浅层地下目标方面技术相对较新，满足了需求。
关键词：探地雷达；公路检测；应用
引言
在公路工程建设中，公路检测至关重要，是确保公路工程具有良好质量的重要保障环节。在不断研究和发展中，也产生了诸多公路检测技术，探地雷达则是一种新型的检测技术类型，具有显著的特点，能够实现对公路诸多方面情况的检测，因此也得到了公路检测的广泛运用。
1概述
我国的公路网随着近年来快速的公路建设而初具规模。但是，对公路的路面维护质量决定了公路的使用寿命。而路面维护需要系统的路面状况数据支撑，因此，对公路状况进行科学的检测便显得尤为重要。以往的检测方式不仅会在不同程度上损坏路面，而且无代表性、效率低下。探测雷达的发射电磁波采用无载波的毫微秒脉冲，瞬时扫频是其显著特点，在不同土壤频率范围内，它的频谱具备全穿透以及全覆盖的能力，可以更好地探测地下目标；探测回波在宽频谱的作用下使得目标电测特性较为完整且不会丢失，从而做到有效识别目标。与以往的检测方法相比，探测雷达的作用显著，包括灵活方便的操作、较高的分辨率、连续的探测进程、较低的探测费用以及较快的探测速度等。探地雷达（GPR）这种新型的检测方式便应运而生。此种检测技术现如今应用较为广泛，其精确度高且高效、无损。但是该设备与一般的检测仪大不相同，其专业技术较强且用户的开放性不高。因此，对于探地雷达的应用较为有限，未将该设备的作用发挥到极致，工程人员还未能很好地解释图像并处理数据。如果将探地雷达充分应用在道路工程上，那么以下大量的工作便可快速开展：改造与评定旧路、勘察与收集设计资料、切实把控施工质量、探测病害隐患、研究检测设备的应用技术、监察与仲裁工程质量的事故原因以及对路面的材料和结构进行深入研究等。
2探地雷达在公路检测中的应用原理
探地雷达主要包括发射部分与接收部分。其中发射部分又包括高频率脉冲波发射机以及朝外辐射的电磁波天线。使用发射天线的电磁波通过60°-90°波束角朝地下实施106-109Hz高频率电磁波的发射，在电磁波传播过程遇到了电性的分界面时，会产生相应的反射；而反射波会被在某固定区域内所设置接收天线进行接收，且接收天线对沿岩层的表层所传播直达波也能够接收，此时反射波以及直达波都会被接收机进行记录，或在终端得到显示。雷达波双程的走时是基于反射脉冲和发射脉冲实际延时情况实施确定的，且雷达图形一般以脉冲的反射波波形实施记录。在波形中，正负峰通过黑色、白色进行表示，有时也用灰阶、彩色进行表示。此时同相轴或者等灰度和等色线，就能够对地下反射的界面形象直观地表征。往往反射脉冲的波形具有明显程度的情况，是对其图像实施地质解释中重要的依据，且受到发射的脉冲波实际能量、地质界面中波反射的特性和波于地下介质内传播中衰减的情况等影响。
3探地雷达在公路检测中的应用
3.1公路施工前期准备检测
在公路工程的建设前，往往工程区域内情况是比较复杂的，借助探地雷能够对工程区域内情况实施检测，从而为后续施工活动的开展提供保障。通过探地雷达能够对工程内预定的建设路段实施地质基础的勘察，对地质结构进行掌握，对不良的地质体如暗河、流沙体和暗塘等实施划分，还能够掌握路基下方是否存在电缆以及管线等，为道路的设计和施工提供依据，确保后续施工活动能够有序开展和完成。
3.2公路厚度的检测
现阶段探地雷达在公路厚度的检测中具有很好的效果，能够实现对路面面层的厚度精确测量。此技术在工程探测中，对公路厚度的检测平均误差在5mm内，还能够对各层的结构内均匀性实现成像地显示，进而对质量不满足要求的地段范围实施圈定，实现对工程路面质量的控制。在施工期间，通过探地雷达能够对公路厚度实施分阶段地跟踪，自打地基至铺面层能够实现对每一层的快速检测，且把实时的检测结果进行打印，并对存在的问题现场进行分析和处理，实现对工程质量的保障。如借助GSSI的探地雷达能够实现雷达图像的记录，在对公路面层的厚度计算中，先通过计算机对地面以及沥青面层的底界相对应位置实时追踪，就能够掌握沥青层内电磁波旅行的时间，通过经验或者钻芯结合，能够对电磁波的传播速度获取，计算机依据检测人员要求就能够快速生成综合评价的报表。通过这种方法，就能够对现场的检测以及质量评价的人员实现工作的解放，并实现对公路厚度的快速和准确评价。
3.3探地雷达无损测试的定位和勘查
声波脉冲在传感器的作用下可以快速穿过道路的结构层面传播出信号，与此同时设备会获知材料表层的发射信号，这是其原理。此类信号的介点数值不尽相同，数据的表现形式便是持续截面。与其他方法相比较，它的风险系数较低，电磁脉冲会在使用期间释放出来，然后通过天线传递。而在传递的进程一旦遇到界面，冲击波会出现折射现象且保存在设备之中。此时，频率较高的电磁波在天线发射装置的作用下会传递到介质中，设备在通过差别明显的介质时会接受部分被反射的电磁能，其他的电磁能会接着传递。表面和反射面的距离可通过对反射波的传播速度以及时间的分析来获知，介质的属性也可依据反射波的波形以及振幅来获得。此方法拥有较高的安全指数、较为广泛的应用区间以及较快的测试速度等。正因如此，在众多条件不好的区域也可以发现它的身影。
3.4对公路隧道的检测
由于探地雷达相关技术得到了迅速发展，在公路工程中也得到了普遍运用，如对公路隧道的检测。而在此工程中的使用，受到地下的介质电性以及波频率的影响，地下介质导电性能越高，电磁波穿透的深度就会越小，同时波频率越高，其穿透的深度也就是越小。在公路隧道的检测中，主要检测的物质是水泥的混凝土以及岩石等，往往水泥的混凝土面具有导电率比沥青的混凝土其面层导电率要高，则同样频率雷达波于沥青的混凝土其面层内穿透的能力要比水泥的混凝土其面层内穿透的能力大。
3.5测试路面的密实度以及厚度
电磁脉冲由雷达发生，在穿透道路表面时速度较快，无线接收机在完成接收脉冲反射波后，出现在路面结构中的不连续电介质常数以及返回的时间等便会由数据采集系统记录。路面的结构层众多且结构层之间的用料也不尽相同，电解质的数值也会随之发生改变。在两个结构层的接触面电解质数据会发生突变，路面的厚度以及结构层的含水量也可因获取的电解质速率以及数值等信息而获知。一般来讲，路面采样的频率和雷达测试速率息息相关，由实践可知在测试含水率以及厚度时路面雷达的存在意义重大。在地下介质中释放合乎强度规定的电磁脉冲，然后对采集的地域波值进行详细论述。
结语
探地雷达将发射天线送入地下的形式是宽频带短脉冲和高频电磁脉冲波，在传播时脉冲遇到的介质面不尽相同，那么天线便会接收部分雷达波释放的能量。相信此项检测工作在未来会随着科技的不断进步而开展地更加到位，从而得到广泛的应用。总而言之，雷达检测技术在未来的发展道路上定会更上一层楼，而无损检测装置的发展也将更加安全。
参考文献
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