ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２ｏｉ７，６ 绿色交通 探地雷达在城市道路无损检测中的几个要点分析 陈勐达（上海隧道工程质量检测有限公司，上海市２０１ １０９） 【摘要】随着城市道路建设的发展，道路质量安全越发显得重要。而探地雷达技术正在不断应用与城市道路的无损检测中，本文针对探地雷达的 工作原理，简要介绍其在城市道路建设无损检测中的应用，并重点分析在检测过程中的相关参数和要点，希望能有效指导城市道路检测，为道路质 量安全检测以及后期治理与施工提供科学依据。 【关键词】探地雷达；无损检测：中心频率 【中图分类号】Ｐ６３１．３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１７）１７—０２１１－０２ 刖商 随着中国特色社会主义事业的不断推进．国家在公路及 ３探地雷达在城市道路无损检测中的应用及 要点 ３．１探地雷达道路无损检测原理 当探地雷达进行工作时，会发出特定波长的电磁波．电磁 波在向地下传播时．当遇到不同介质会在介质交界面上产生 反射和透射，通过接收的反射波的时间差．可以分析计算出路 城市道路投资方面力度日益增大。工程质量要求也日益提高． 伴随着科技的进步．对于道路质量和地下勘探已经告别人工 时代，目前城市道路通常选用探地雷达方法进行检测，该方法 具有众多优点：快速精确、便捷无损、受周边环境干扰小等．在 工程地质勘察、地下资源勘探、公路工程质量检测等诸多领域 得到良好的应用 １城市道路的特点 随着中国现代化建设的不断发展，城市建设也不断成熟， 尤其是城市道路发展可谓日新月异。与公路相比．现代城市道 路功能更加多样、组成结构复杂、行人行车辆大、交通线路密 集、道路辅助设施多（包括道路下方的管线、电缆、路灯、变压 面结构层的厚度，具体如图１所示。以此为基础．探地雷达在 城市道路无损检测中得到广泛应用，如路面厚度的检测和新 建沥青路面的质量控制与检测等。 器和人行天桥等）．这就对城市道路的无损检测产生了巨大的 干扰。 ２探地雷达测试原理 路面雷达的基本原理与探空雷达很相似．主要通过向地 圈１地雷达无损检测原理示意图 下发送脉冲形式的高频电磁波．电磁波能在地层介质中稳定 传播．在与存在电性差异的地下目标物体（如空洞、路面结构 层分界面等）相遇时，不会直接穿过，而是会发生反射，接收天 线接收到达地面的反射波．在对接收到的雷达波进行处理和 分析的基础上，工作人员通过比对接收到的雷达波形、强度和 双程走时等参数便可做出一些有科学依据的推断．如地下目 标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐 蔽目标物探测的目的。结合上述诸多优点和城市道路的特性． ３．２探地雷达在城市道路无损检测中的应用 ３．２．１路面厚度的检测 路面厚度是城市道路的基础性参数，直接影响城市道路 的质量。探地雷达对其无损检测主要根据电磁脉冲在路面与 路基界面，会存在特定的反射时间和传播速度，通过分析计算 可以求得路面的厚度。假设电磁波在道路不同结构层的传播 时间为ｔ，传播速度为Ｖ。就可以计算出。路面厚度Ｈ： Ｈ＝Ｖｔ （１） 将探地雷达应用于城市道路的无损检测，将拥有良好的前景。 有肢体障碍的人指的是那些只能坐在轮椅上的人．他们 的时候要充分考虑这一类人群的需求．尽量使用简单的标识。 的行动是不方便的，如果在平坦的路面还好，若在有坡度的地 方，则是有很大障碍的。以前的方法就不能满足这类人的需 求．因此对于这个问题．应该适当的采用一定的方法来对这一 问题进行改进。需要减轻坡度的倾斜程度．然后也要保持坡度 的光滑，这样轮椅的行动才不会收到影响，针对这样的人群． ４小结 障碍人群是我国人口的一个重要组成部分。在市政道路 的设计中．要充分的考虑这类人群的需求，推行无障碍设计的 市政道路，方便障碍人群的生活，给障碍人群出行提供最大程 度的方便，这也有利于构建社会主义和谐社会。 在设计坡道的时候，一定要考虑全面，结合高度和宽度，事先 要要在纸上弄出一个手稿，综合考虑，给出最优的方案，然后 把这个最有的设计完整的建设呈现出来。 参考文献 ｆ１１朱连利，张灵，訾军，等．压密注浆在市政道路高填方路基处理设 计中的应用探析『Ｊ］．北方交通，２０１５，０４． 『２１张晶晶．浅论“海绵城市”理念在城市道路设计中的体现——以平潭 综合实验区东大路工程为例ＩＪ】．福建建筑，２０１６，０７． 『３１熊忠海，张恒．城市道路景观特色在设计中的体现——以随州市迎 宾大道东段绿化建设为例ｌ Ｊ１．中国园艺文摘，２０１０，１２． ３．３针对语言障碍的设计方法 对于语言障碍的人群来说．看就成了主要行动方式．所以 在指路标．辨认牌上就要加上一些容易辨认的颜色。并且这些 标和牌一定要安置在较容易看见的地方，它的意思要简洁明 了．让人们很容易理解和明白其中的含义。因为不同的人有不 同的辨识能力．每个人的反应力，记忆力，视力都是有差别的， 有的老年人和儿童只能辨认出很简单的标识，所以在设计标识 收稿日期：２０１７—６—２ ２１１ 绿色交通 Ｌ０Ｗ ｃＡＲＢｏＮ ＷｏＲＬＤ ２Ｏｉ７／６ 例真实的还原到实际道路上，在这个过程中，测线定位的作用 Ｖ：ｃ／、／ （２） 不容小觑 目前来说，可以将测线定位方法分为两种：①采用 式中：Ｃ为光速，理论数值为３×１０ ｍ／ｓ；ｓ 是变化值，为结 全站仪来进行测量．通过测量每条测线的起始点和终点，当 然．道路上一些较为重要的井盖的坐标也需要测出来。（ 通过 构层的相对介电常数。 根据公式（２）可以求出不同结构层的介电常数，进而可以 全球定位系统（ＧＰＳ）进行测量，通过雷达的探测，来测量天线 地形图已经呈现了 计算得到电磁波在不同的结构层中的传播速度。速度Ｖ与电磁 通过的每一点坐标，当探测完一条测线时，它的完整路线 但在一些遮挡、干扰较多的地区如高层建筑物 波在结构层的往返时间的一半的乘积即得到各结构层厚度。 较多的城市区域等，其ＧＰＳ信号的质量不是很好。因此，会大 如果要计算面层厚度Ｈ ，可用公式（３）： 大降低其定位准确度和精密度，所以，通常采用第一种方法来 Ｈ１＝ｃｘＡｔｌ／（２、／８ ｒ１） （３） 式中：Ｖ为电磁波在介质中的传播速度。 式中：ｔ 为在面层中的传播时间，８ 为面层的介电常数。 以此类推．可以求出各结构层的厚度。 ３．２．２新建沥青路面的质量控制 探地雷达还可以结合介电常数仪对新建沥青路面的质量 进行检测和控制。包括测试沥青混合料的空隙率与沥青层的 剥落清空．进而通过所测空隙率可进行压实度控制和路面含 水量评价．为道路维修部门提供科学合理的质量报告，帮助城 市道路的维修和养护。 其中沥青混合料的空隙率（ｗ）是指压实沥青混合料内矿 料及沥青以外的空隙的体积占试件总体积的百分率．即： ｗ＝（１＿ｐ ）×１００％ （４） 式中：Ｐ 指的是沥青混合料的最大密度；ｐ 指的是沥青混 合料的表脱密度。 ３＿３探地雷达在城市道路无损检测中的要点 由于探地雷达在城市道路无损检测中应用广泛．这要求 在探测过程中．要对探测的相关系数及要点进行重点关注和 研究。主要包括以下几点： ３．３．１天线中心频率 探地雷达的天线中心频率是探测过程中最基础、具有决 定性作用的参数，决定着探测深度和标体分辨率。为实现对城 市道路的多方位评价，工作人员通常采用悬挂多条天线的探 地雷达．使其同时进行检测工作．或使用不同频率的天线进行 多次检测，有助于多重数据的比对和分析。其中后者是最常用 的方法，天线频率的选择原则是：应在满足探测深度的前提 下，优先使用最高分辨率的高频天线，并综合考虑天线尺寸是 否符合场地的要求。天线的频率越低，探测分辨率越小，但探 测深度却越大。由于地表５～７ｍ范围内的空洞、松散区及富水 带可能存在异常的情况，通常探地雷达的查明深度在５ｍ左 右，根据大量工程实践和数据分析得出．当探测深度为５ｍ时． 天线中心频率一般先选择为１００ＭＨｚ左右：当探测深度约３ｍ 时，天线中心频率一般先选择为２００ＭＨｚ左右。 ３Ｉ３．２测线布设 在道路无损检测工程中．测线布设是一项重要参数．测线 方位的确定是为了快速准确诊断道路的健康状况．工作人员 结合工程实践和数据分析，选取探地雷达剖面法，所谓剖面法 就是发射天线（Ｔ）和接收天线（Ｒ）在相对固定的间隔距离内， 沿测线同步移动，结合计算机绘图功能，得到由一个个记录组 成的探地雷达时间剖面图 工作人员通常情况下选用四个频 率的屏蔽天线组合对地下及地表进行检测，包括１００ＭＨｚ、 ２００ＭＨｚ以及４００ＭＨｚ．３种天线的辐射时间宽度依次递减．分 别为１０ｎｓ、５ｎｓ和２．５ｎｓ，与之对应的３种向下辐射的距离也分 别呈线性递减，分别是１．０ｍ、０．５ｍ和０．２５ｍ。根据城市道路的 复杂性和密集性，城市道路检测的详查测线间距应比普查小 １倍，具体为：普查时采用１００ＭＨｚ的天线检测，检测间距约 ２．０ｍ，详查时采用２００ＭＨｚ的天线检羽１，检测间距约１．０ｍ。 ３－３－３测线定位 经过探测可以获得现场的雷达图像，并把按照１：ｌ的比 ２１２ 测量城市道路的检测测线 ３．３．４测试速率 一般来说，当探地雷达对城市道路进行检测的过程中，由 于天线拥有较快的移动速度，雷达的有用信号会丢失，但如果 天线的移动速度过慢，则会导致其＿Ｙ－作效率变低。天线移动速 度的大小与天线的采样率、扫描速率相关。举个例子，当天线 的中心频率为１００ＭＨｚ，目标体大小为ｌｍ￣ｌｍ时，可以计算得 到天线发射脉冲的宽度为１０ｎｓ、垂向高通滤波器为２５ＭＨｚ、 每次扫描采样数为５１２、低通滤波器为２００ＭＨｚ。通过计算结 果．可以得出如下结论：当扫描的次数一定时．扫描的大小设 置与天线的移动速度成正比 一般１００ＭＨｚ的天线其最大移 动速度大概为１８ｋｍ／ｈ，但在城市道路的实际检测过程中．天 线的移动速度只能达到１０ｋｍ／ｈ．这是由于存在各种干扰因 素．会间接影响雷达的接收信号质量。 ４总结 随着城市道路的不断发展．城市道路规划与建设不断呈 复杂化、密集化、多功能化的发展趋势。与此同时，城市道路质 量对居民生产生活产生巨大影响．如果道路发生塌方等突发 性事故．将给城市建设和公民生民与财产安全带来巨大威胁。 所以提前对道路质量安全进行合理科学、准确及时的诊断和 分析，显得十分有必要。本文总结了探地雷达在城市道路的无 损检测中的简要应用，并重点对相关参数和要点进行理论说 明和数据分析．希望能对城市道路的无损检测提供借鉴作用． 参考文献 ［１１彭湘桂．探地雷达在北京市城市道路无损检测中的应用…．市政技 术．２０１０．２８（５）：２９ ３２． ［２］林宏标．探地雷达在道路无损检测中的应用『Ｊ１．山西建筑，２００９，３５ （３６）：３０６￣３０７． ［３１田恒义，姜勇，张国纲．ＬＴＤ一２１００探地雷达在公路无损检测中的应 用 ．城市建设理论研究：电子版，２０１３（３６）． 【４１苏兆锋，陈昌彦，张辉．探地雷达在城市道路无损检测中的几个要 点分析［Ｊ］．岩土工程枝术，２０１ｌ，２５（４）：１８０～１ ８２． ［５］李伟．探地雷迭检测技术在道路Ｘ－程的应用［Ｊ］．＿Ｔ－程技术：引文版， ２０１６（８）：００１２３～００１２４．