地质雷达检测技术在公路工程检测中的应用研究

陈兵

（安徽省建设工程测试研究院有限责任公司，安徽合肥 230000）

0 引言

在公路项目建设期间，传统检测方法为钻孔取样，这种技术具有一定的局限性，在应用期间会损坏公路项目结构。此外，检测结果的真实性、准确性及代表性会因各种因素而受到影响。随着相关理论研究工作的不断推进，地质雷达检测技术逐渐实现了应用及推广。该项技术具有众多优势，已在公路项目检测过程中取得了明显的应用成绩。该项技术的应用能够有效解决传统检测技术在应用过程中存在的不足。但就目前而言，该项技术在公路项目检测过程中的作用仍未达到预期要求，这就使得做好相应的研究工作显得尤为重要。

1 地质雷达检测技术的应用原理

随着交通基础设施建设的不断发展，公路项目检测技术也实现了创新及优化，地质雷达检测技术逐渐步入大众视野，该项技术使检测过程更加快捷高效，检测结果也更为科学。现阶段，将地质雷达检测技术与公路项目检测工作相互结合，能够确保公路项目整体建设水平。该项技术的应用原理是由专业的机器设备发出电磁波，当电磁波在传导过程中遇到电性特殊的物质时会做出一系列的反应，例如散射反应及反射反应，技术人员可依托地面上方的接收天线对反射波进行接收，再利用科学有效的技术方法对各项数据信息进行收集、整理与分析，根据图像强度、形状等特点，分析反射波地点位置。总体而言，该项技术是通过物理方法，即电磁波的反射原理，判断公路项目建设质量，完成病害问题检测工作，是一种新型的物理检测技术，能够在不对路面结构造成损坏的基础上，完成相应的检测任务，减少检测环节成本支出，提高检测数据的准确性，应用优势尤为显著，应用前景广阔。

2 地质雷达检测技术的应用依据

与传统检测技术比较，地质雷达检测技术的优势是不会对公路路面结构造成损坏或产生的损害极小。通常情况下，地质雷达检测技术的探测范围具有局限性，但分辨率极高，该项技术在公路项目浅层次检测过程中应用极为广泛。在公路路段实际检测过程中，应使路段结构与周边环境结构差异性更加明显，通过这种方式使信号更加强烈。在公路项目建设期间，可将建设环节划分为三个阶段，分别为面层建设阶段、基层建设阶段及路基建设阶段。在公路项目投入使用后，表层会受到车辆碾压、环境侵蚀及行人踩踏的影响，参建单位大多利用稳定性更强的沥青及混凝土材料展开作业任务。对于基层而言，基层结构会承受较大的重力，参建单位可选择沥青及混凝土材料进行应用，搭配碎石及石灰的方法提高基层结构整体强度。通过研究得出：当公路项目表面为水泥混凝土时，相对介电常数通常为3～5 之间，如为沥青材料，则相对介电常数为5～10 之间。但事实上，在实际检测过程中，检测结果相对介电常数大多为8 以上。由此可见，只有当公路各层面检测结果差异更为明显时，才能够使检测结果更加准确。

3 地质雷达检测技术应用优势

地质雷达技术是由多项技术衍生而来，该项技术具有众多优势，已在公路项目检测过程中实现了广泛的推广。就目前而言，该项技术与传统技术相比主要具有以下几种优势。第一，该项技术的分辨率更高。在地质雷达技术应用过程中，分辨率精度甚至可达到数厘米。经过一系列的计算及分析后，电磁波反射信号能够准确地对目标介质的信息进行表述。第二，该项技术在应用过程中不会对公路项目结构造成损坏。地质雷达检测技术是一项新型的技术种类，在应用过程中无需展开钻孔取样作业，且检测结果的准确性能够得到保障。第三，该项技术的应用过程更为高效。依托地质雷达检测技术对目标介质进行检测，检测过程更加便捷，检测效率更高，能够有效降低检测人员工作压力。第四，该项技术具有显著的抗干扰能力。地质雷达检测技术能够在多个检测环节中均取得明显的应用成效。此外，在实际应用时不仅能够降低成本还能保障准确率，不会受到外界因素干扰及影响。

4 地质雷达检测技术应用领域

地质雷达检测技术已在公路项目质量检测过程中取得了显著的应用成绩，在多个国家实现了推广与应用。现阶段，地质雷达检测技术的应用领域主要体现在以下几点。

4.1 路面厚度检测

在公路项目建设水平分析期间，路面厚度是一项基础内容。现阶段沥青路面是我国公路项目路面结构中极为常见的形式之一，层数为2 层或3 层。在面层铺设期间，路面结构时常会出现各种质量问题，且厚度时常难以满足建设要求。在公路项目建设期间，加强厚度检查及质量检验是提高公路项目建设水平的一项主要方式。现阶段，部分参加单位为了降低建设环节成本支出，在多层路面铺设过程中，会随意对路面厚度进行调整，这种偷工减料的行为将会对公路项目建设质量造成严重的影响[1]。科学准确高效地对公路项目路面厚度进行检测，是强化公路路面建设质量及确保公路项目建设评价工作有序展开的基础所在。地质雷达检测技术的准确性及工作效率更高，将该项技术与公路项目路面厚度检测环节相互结合，能够准确掌握路面厚度状态，这对于提高公路项目建设质量所起到的积极意义，且能够准确地判断出路面厚度结构是否满足工程建设要求。如存在质量问题，应及时采取有效的措施进行处理，以此强化公路项目整体建设质量。为了判断该项技术的可行性，曾展开了一项试验。在试验过程中，在公路上方每个指定距离设置了一根天线，根据第一个试验点传输的信息，推算了第二个试验点及第三个试验点的信息内容，随后通过实际检验的方式，将推算数据与实际数据进行对比。研究显示，实际测量厚度与推测测量厚度误差是非常小的。由此可见，将地质雷达检测技术应用至路面厚度检测过程中，检测结果的准确性及精度能够得到有效的保障。

4.2 路面病害检测

在公路项目建设完成后，随着使用年限的不断增长及外界对公路项目结构的不断侵蚀，公路路面在使用期间，极易发生老化问题，各类病害现象会随着时间推移而显露出来。在公路养护期间，各项工作展开的基础前提是病害问题检测，随后才可根据病害现象有针对性地进行治理，这是延长公路项目使用年限的一项重要方式。在公路项目运行过程中，路面坍塌、断裂等病害现象极为普遍，如何充分掌握病害发生的位置与原因，再采取有效的措施进行解决，是公路养护环节开展的基础。将地质雷达检测技术与公路项目检测环节两者结合，能够通过不接触的方式完成相应的检测工作，这为病害处理及后续养护工作的开展提供准确的数据支持[2]。由此可见，地质雷达检测技术在公路项目路面病害问题检测过程中具有良好的应用前景。

4.3 路面沉降检测

多项因素均会导致路面沉降问题的出现。例如，在公路项目建设过程中，混凝土压实不足，或公路项目在投入使用后外界荷载过大，或路基强度与实际要求不符等。在地质雷达检测技术应用时，如雷达成像剖面显示同相轴不水平，并存在一定的倾斜问题，则可判断路面结构出现下沉现象。

4.4 钢筋网检测

为了准确掌握公路路面钢筋网是否存在损害问题，可通过雷达探测的方式展开相应的分析工作。公路钢筋网对磁性物质具有一定的敏感性，依托电磁波原理能够准确地掌握出公路路面钢筋网的实际特点。在电磁波检测过程中，图像显示跟钢筋损耗程度密切相关。损耗程度较轻时，同相轴成小弧形。损耗程度过于严重时，同相轴则会相对密集[3]。

4.5 路面密实度检测

在公路项目建设期间，压实度不足、建设环节不规范等因素均会使得公路路面结构的密实度受到影响，密实度不均匀会导致该区域内介质分布不均，在雷达成像剖面中，波形无规则、层状波形少、规则波形少，则表明公路路面密实度不足。

5 地质雷达检测技术应用流程

5.1 前期工作

在地质雷达检测技术应用期间，为了提高应用效果应做好前期判断工作。在具体实施时，可从以下几个角度出发：首先，应分析结构是否出现裂缝及断板现象；其次，应判断公路项目是否出现破损严重的问题，车辆能否有序通行；最后，应判断底板下方是否出现脱空现象。如以上几项病害现象存在，则应做好相应的检查工作，避免隐患问题存在[4]。

5.2 科学选择测点

当公路项目存在隐患现象时，例如底板下方存在脱空问题，如外界荷载过大，则会使地面板翘起晃动，进而引发材料脱落等问题，此时应通过地质雷达技术做好公路项目质量判断与检验工作，根据相关标准及要求，做好相应的总结工作，进而判断引发公路面板脱空问题出现的原因。在实际检测过程中，应将检测点设置在路面板连接部位，以此使检测结果更加科学、准确且具有代表性。

5.3 科学更改参数

在该项技术实际应用期间，即使中心频率高低值维持在正常状态，也不可做出雷达探测深度正确的判断，应根据检测结果做好相应的分析及对比工作，再挑选出贴合实际的探测结果。此外，还应对各项结果进行分析总结，加强相关数据信息记录，重点关注振幅及时频特点。此外，还应做好雷达检测设备的选择工作，根据实际情况使检测结果更加准确可靠[5]。

5.4 做好数据研究

在公路项目建设质量检测期间，为了提高地质雷达检测技术应用水平，充分发挥出该项技术的价值及作用，则应在数据获取后利用相关软件做好相应的数据分析处理工作，以此使检测结果更加准确。为了使检测结果更加精准，还应做好检测结果实时处理，确保多次数据处理结果的统一性。

6 地质雷达检测技术应用误差控制方法

在地质雷达检测技术应用过程中，误差主要体现在以下两点，分别为反射信号时间误差及公路结构介电常数标定误差。根据多年的工作经验，总结出两种误差的实际情况及相应的处理方法。

6.1 反射信号时间误差及控制方法

在公路项目检测过程中，地质雷达检测技术的应用具有一定的误差，只有加强误差原因分析，才能够对误差问题进行控制，以此使公路项目检测结果更加准确。在该项技术实际应用期间，反射时间能够对技术人员的地质信息分析结果产生不可忽视的影响。而在实际检测过程中，大多利用人工的方法对各项信息进行记录，在记录时时常会出现误差问题。为了对此类误差进行控制，使各项结果更加准确，应做好以下两点点工作。第一，在检测工作实际展开前，应科学合理地选择时间节点，这不但能够使检测人员对数据进行有效的处理，还能够使反射时间记录的准确性得到保障。通常情况下，可将反射信号出发点作为反射时间起点进行记录，检测人员应通过有效的技术手段标记零点，以此消除时间记录误差。第二，在时间记录期间，尽可能地安排一位技术人员负责开始时间及停止时间的记录，通过这种方式使时间记录误差保持在可接受范围之内，使公路项目检测结果更加准确。

6.2 公路结构介电常数标定误差及控制方法

在公路项目检测期间，电磁传播过程极易受到公路结构介电常数影响，进而使检测结果的科学性及准确性无法得到保障。在该项技术实际应用时，应做好介电常数标定工作，在实际检测过程中，标定误差是极为常见的误差。常见标定方法主要包括，钻芯标定、计算机标定、反射波标定。第一，钻芯标定是指利用钻芯与电磁波的反射间隔，判断出公路结构介电常数，但该种标定方法极易受公路结构密实度等因素影响，准确性无法得到有效的保障。第二，计算机标定是指通过计算机技术建设相应的模型，以此判断出公路项目结构的厚度而展开的标定工作。但需要注意的是，标定后还需要利用一定的方法做出相应的修正。第三，反射波标定是指通过利用电磁波反射系数的方式，分析介电常数与反射系数二者的联系，以此判断介电常数。在公路项目建设期间，公路项目结构的均匀程度及密实程度均会对该种方法的应用造成一定的影响，因此该种方法也具有一定的局限性。

7 结语

总而言之，公路项目建设质量与人民群众生活水平及社会经济发展密切相关。在新时代背景下，利用科学有效的检测措施能够准确掌握公路项目在运行过程中存在的问题。现阶段，地质雷达检测技术已在公路项目检测环节中实现了广泛的应用，这不但能够有效解决公路项目在使用过程中存在的潜在问题，还能够使检测结果的准确性得到保障。相关技术人员应加强地质雷达检测技术的应用及推广，做好相应的优化及创新工作，充分发挥出该项技术在公路项目检测过程中的重要作用及价值。