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摘要：近年来，我国的公路事业发展迅速，在我国公路网构成中，水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、受温度影响小、使用寿命长等优点，因此占有较大比重。但水泥混凝土路面接缝较多，对超载较为敏感，易发生脱空、唧泥、裂缝等先期病害，从而导致路面破损，影响行车的舒适性、安全性。因此，采取一定的手段对路面质量进行定期检测，以评价其技术状况是必要的。检测路面可采用人工观察法、弯沉测定法、钻芯法等，但用地质雷达检测更为快速、全面、准确度较高，在各类方法中优势明显，值得大力推广。
关键词：地质雷达；路面；检测
1地质雷达工作原理
雷达检测车子上需要配有路面探测雷达以及无形接收机。在被检测的公路上，雷达按照设定的速度行驶，与此同时探测雷达会将电磁脉冲向路面发射出去，而且这种发射是持续不断。在短时间内，电磁脉冲会从路面中穿透，被无线接收机接收，这个时候返回电磁脉冲时间和不连续路面结构电介质常数的突变情况会被数据采集系统纪录下来。发生电介质常数突变的地方一般是存在于两个结构层之间的截面之间，这是因为在路面不同结构层材料之间存在明显差异的电介质常数，所以都是在。结合反射波所记录的电介质常数和波速计算出各个路面结构层的厚度。路面地质雷达工作原理示意图如图1所示。
图1 路面地质雷达工作原理示意图
2应用地质雷达技术的地球物理前提
结合地质雷达技术的基本运行原理，可将该技术应用到公路路面的无损检测中，可介质地质雷达技术来检测路面隐患与病害，实施该项技术的物理前提是：路面基层和上介质层、下介质层间，缺陷异常体和周围介质间，两部分间的电性存在严重差异，尤其是在介电性系数，而介电常数又会影响材料结构、组成成分等信息，也会影响含水量与孔隙度。而今，纵观我国的公路路面基层施工实况，了解到基层以水泥稳定土、石灰稳定土、石灰和水泥稳定粒料等铺筑性材料，且材料性质不同，介电常数也会发生改变。通常情况下，路面基层的湿度很大，应用砾石、石灰、土与粉煤灰等集料，此类集料的介电常数较大；而路面层主要是使用水泥混凝土与沥青混合料，此类材料湿度小，介电常数小；而在基层的下部垫层材料应以二灰土、石灰土与碎石砾等为主，此类材料具有很大的孔隙，且含水量也比较高。相较于周围的介质，缺陷异常体的孔隙度会有所增加，在含水量也会存在差异，做好一系列的准备工作，能为后续雷达检测工作的开展提供足够的物质条件。
3地质雷达在公路路面检测中的应用
3.1工程概况
选取某城市作为研究对象，其水泥混凝土道路的路面存在严重破损，给行车安全带来很大影响。本地道路交通管理局对其进行多次修复，但是在完成修复后，又会遭受损害，严重时会出现裂缝、断板等情况。一旦有断板、裂缝等现象出现时，说明地板下有脱空现象，具有极大事故隐患，必须进行相应处理。
3.2准确选择测点
由现场勘察可知，此道路的面板下已出现较为严重的脱空状态且此道路在雨后有唧泥的现象产生，当负载的大型货车经过时，会引起地面晃动、建造材料脱落和面板翘起等。对此，根据道路的实际情况，可采用地质雷达检测技术对岭南路东至岭南路西的路段进行检测。依据相关理论与实践经验可知，路面板下的脱空状态是因雨水常年腐蚀和行车超重而造成，路面板下脱空会造成唧泥、地面晃动和建造材料脱落等现象[2]。因此，路面的负重不得超过其规定，否则极易发生事故。所以，在检测和保养路面时，路面板的连接处是其检查的重点，不容忽视。
3.3科学调整参数
在实施雷达检测时，探测深度的正确与否往往不由中心频率决定，为了得到正确的探测深度，需要比较分析所有探测到的结果，把合理结果作为探测深度[3]。而在雷达型号选择上，应考虑探测结果与探测地质。此外，以计算方法对探测结果进行分析，把任何一个地质层的信息仔细记录下来，包括振幅、时频等特征。对于这次探测，以美GSSI—SIR—20地质雷达为主，根据实际探测，显示出其可靠性，可以详细、准确地检测路面。
3.4检测数据的处理与分析
本工程进行路面厚度的检测，其时间长度为78d。检测完成之后，采用计算机对采集的数据进行处理和分析。分析结果以每公里为评价单位。根据相关的规范要求，检测结果中需要给出该段各点面层的厚度值、偏差、相对误差以及合格与否的判断。整体评价则以每公里为一个评价单位。在检测结果中主要包括两个方式，分别为每公里各点结果和公路段的平均结果。检测结果的表现形式主要为路面结构检测结果表和检测结果图。在路面结构检测结果表中主要包括的参数为实测平均厚度、标准差、变异系数以及试验精度等，同时需要以每公里100个点对该公路的质量进行评价，结果中需要给出每个单点是否合格的判断。在检测结果图中需要描绘出每公里内实测厚度的变化曲线。横坐标为公里数，每公里为单位，纵坐标则为厚度值，包括实测厚度和设计厚度。实测里程桩应根据桥位坐标计算。图中包括两条曲线，分别为厚度设计值变化曲线和实测厚度变化曲线。红色虚线代表设计值变化曲线，黑色细线代表实测厚度变化曲线。当代表厚度超过设计厚度值减去代表值允许偏差时，则表示该公里的路段为合格路段，采用“丫”进行表示。如果代表厚度低于设计厚度值减去代表值允许偏差时，则表示该公里的路段为不合格路段，采用“x”进行表示。当单点值小于极值时，则表示该公里的路段为不合格路段，采用“x”进行表示；当单点值不小于极值时，则表示该公里的路段为合格路段，采用“丫”进行表示。
3.5路面裂隙的检测
路面面层发生破裂，主要是由于基层裂隙所致，无论裂隙是否拥有丰富的水资源，周边介质与介电性上会差生十分明显的差异，电磁波在边界位置上会发生绕射波与反射波。针对裂隙现象的检测，主要的判断手段为：对于不含水的基层裂隙异常剖面图，在裂隙位置上正常层面同相轴会发生中断现象，会有效降低幅值参数，甚至裂隙处也会呈现线性的异常图像，且该图像呈现低频大幅度的基本特点，在边界位置上，两侧正常层面的同相轴会发生中断现象。
3.6雷达检测与钻芯取样检测比较
结果显示，与钻芯取样检测技术相比，地质雷达检测技术在公路道路路面状况检测中，其检测能相对比较强，且其准确率高，安全、可靠。
综上所述，将地质雷达应用到公路路面无损检测工作之中，相较于传统的检测方法，对路面无损检测的结果更为精准、有效，且数据信息获取速度快捷，能大大提高公路路面无损检测质量，以便及时做出正确而及时的反应。在路面无损检测中应用地质雷达技术，主要针对离析、裂隙、塌陷、脱空等路面损坏问题，实现对路面的全面监控，能获取真实、有效的检测数据，便于相关人员以获取精准的信息，以求应用到新建工程项目的质量验收之中，能大大降低质量缺陷发生的概率，从而达到控制路面质量的目的。
参考文献：
[1]刘亚娟，万成华.地质雷达在路面厚度检测中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2012，29(09):50-52+56.
[2]王雯珊，向阳开，熊潮波.地质雷达在路面脱空检测中的应用[J].重庆交通大学学报(自然科学版)，2012，31(04):811-814.
[3]许佳昕，魏宪发.地质雷达在路面厚度检测中的研究与应用[J].黑龙江交通科技，2010，33(08):269.
[4]蒋文高.地质雷达在路面厚度检测中的研究与应用[J].山西建筑，2007(32):305-306.
论文作者:张声涛,陈升玉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/15
标签：路面论文; 地质论文; 厚度论文; 裂隙论文; 路段论文; 常数论文; 公路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;