1、LTD2100 探地雷达在公路无损检测中的应用摘要：公路在竣工通车后不久，由于路基沉降引起的大面积路面坍塌、悬空、开裂等，造成交通事故、甚至瘫痪的情况屡见不鲜。因此开展公路的无损检测技术是当前的迫切需要。本文结合济南经十路K511+500K511+600 的道路状况，采用信息产业部中国电波传播研究所青岛分所研制的 LTD2100 新型探地雷达对其进行了检测，为探地雷达在道路无损检测中更好的应用和推广提供了理论和实践意义。 关键词：公路质量 无损检测探地雷达 中图分类号：TU856 文献标识码：A LTD-2100 探地雷达检测的基本原理 探地雷达实现路面厚度及钢筋分布检测基于电磁波在介质中的反
2、射及散射论。探地雷达向地下以脉冲形式収射电磁波，电磁波在均匀各向同性介质中以一定的速度，由近及远传播。当电磁波在传播过程中遇到不同介质时，在介质交界面上就会产生反射和透射如下图所示，探地雷达就是通过接收地面的反射波来探测路面结构层厚度的。 图 1.公路层厚检测原理图 对于水泥混凝土路面中的钢筋检测可以把钢筋看成一个异常体，由于钢筋的介电常数比混凝土的大很多，因此在钢筋和混凝土的交界面上将产生强烈反射，由于电磁波从远及近对钢筋产生反射，因此钢筋会形成一个双曲线或是月牙形状。弧形的顶点即为钢筋的顶部位置。 图 2.典型的钢筋显示 检测设备介绍 山东英才学院建工学院实训中心从中国电波所青岛分所引进的
3、 LTD-2100 探地雷达，配备了主机及主频GC1500MHZ、400MHZ、270MHZ、100MHZ 的新型雷达地面耦合天线，可以满足不同工程状况下的测量精度需求。主机内配置了 2G 的 SD 卡，可以较大的进行工程数据的存储，后期处理采用 ISDP6.0 软件进行分析。 工程分析 （1）首先采用主频为 1500MHZ 的雷达天线进行测量，采集速度为128，采用点数为 512，数据位数为 16，深度范围为 85cm，介电常数为7.8，探测方式为轮测，时窗选择 15。采用道标准化，共划分为 5000 道。图 3.公路层位追踪标注 图 4.公路厚度计算 图 5.公路沥青面层厚度报表 （2）采
4、用主频天线为 400MHZ 的地面耦合天线，采集速度为 128，采用点数为 1024，数据位数为 16，深度范围为 3.377m，介电常数为 7.1，探测方式为连续，时窗选择 60。采用道标准化，共划分为 5000 道。 图 6.GC400MHZ 天线所测路面伪彩色图 (3) 采用主频天线为 270MHZ 的地面耦合天线，采集速度为 64，采用点数为 512，数据位数为 16，深度范围为 6.80m，介电常数为 7.1，探测方式为连续，时窗选择 120。采用道标准化，共划分为 5000 道。 图 7.GC270MHZ 天线所测路面伪彩色图 (4) 采用主频天线为 100MHZ 的地面耦合天线，
5、采集速度为 32，采用点数为 512，数据位数为 16，深度范围为 7.954m，介电常数为 7.1，探测方式为连续，时窗选择 150。采用道标准化，共划分为 5000 道。 图 8.GC100MHZ 天线所测路面伪彩色图 结果分析 （1）从四种频率的雷达成像资料可以看出，在对公路的面层及基层检测时，高频 1500MHZ 的测量精度和结果较为准确，测量路径设置为100m，每隔 5 米为一个测量长度，共测道数为 4999，合格道数 4546，沥青面层厚度所测合格率为 90.94%，说明公路的施工和设计质量较高，GC1500MHZ 的天线用于浅层目标的高分辨探测是可行的。 （2）当采用GC400，
6、GC270，GC100 地面耦合天线后，对于路面浅层结构的分辨已达不到精度要求，但是可以测得地下较深目标。GC270MHZ(图 7)探测出路面下方的管线，在低频 GC100MHZ 的深度探测下可以看出路旁电线杆有规律的分布（图 8） 。 （3）探测过程中，可根据工程需要同时采用低频、高频天线来获取不同深度范围的数据，以供勘察、设计、施工使用。 5.结论 传统的地下目标探测（包括工程质量检测、地下隐患探测、确定目标查找等）方法，比如钻芯法、锥探法等，不仅具有破坏性，而且效率低，对路面的损坏程度较大，随着检测样本的增大，极有可能成为某些路段病害的起源。LTD-2100 探测雷达在公路、隧道等的无损检测技术已越来越受到工程界人士的青睐，在路面测厚，路面板底脱空检测、路面密度检测、路面材料弹性模量测定及新建沥青路面的质量控制方面有着广泛的应用，指导了路面养护的进行。 参考文献 1.李大心，探地雷达方法与应用M北京. 地质出版社，1994 2. 金峰,张金荣探地雷达在路面厚度检测中的应用浅析J.山西建筑，2008，34(26)：291-293
