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雷达检测技术在道路工程的应用

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摘要:首先阐述了地质雷达检测技术的意义,而后详细分析了地质雷达的工作原理,简述了地质雷达仪器及其检测技术,并结合某公路工程的水泥混凝土路面工程,分析了雷达检测技术在具体工程中的运用,以供同行参考与借鉴。

关键词:道路工程;地质雷达检测;检测技术

0引言

地质雷达是目前应用比较广泛的地质勘探技术,其主要使用频率在106~109Hz的无线电波,进行岩体、砌体、地质条件分析。地质雷达是当前通过发射天线的方法向地下发射高频电磁波,其遇到地下不同介质存在电性差异,会形成不同反射波,可根据天线所接收到的电磁波强度、时间差以及波形变化等更加清楚地了解到地质形态、埋藏深度以及空间分布位置等地质信息。通过使用地质雷达可以对整个地下结构及厚度进行检测,从而保证检测数据的准确性,同时还能有效抵抗地下结构部分的干扰影响。目前该技术对于道路工程的建设施工以及质量控制有着重要的意义。

1应用地质雷达检测技术的意义

当前,在道路工程的建设施工中,尤其是在对道路结构部分进行无损检测的过程中,地质雷达检测技术可以大大提升工程竣工验收速度,同时保证工程数据的准确性,使得技术应用更加符合工程实际,避免存在人为干扰的现象。此外,地质雷达检测技术还能用来进行钻孔取芯等方面的无损检测,从而防止地面结构发生严重的损坏。在进行路况调查分析的过程中,通过地质雷达检测系统可以更好地确定板下脱空等问题的存在,进而采取有效措施进行处理,防止整个路面存在严重的断裂,从而导致交通安全受到影响。地质雷达检测技术也属于无损检测技术的一种,应用该技术可以避免外界电磁干扰所造成的影响,并且具有较高的探测深度和分辨率。在实际应用中,可以实时反映出地质剖面图,还能以图像的形式显示出来。该设备非常轻便,3人或者是更少的人员就能够完成操作,在诸多道路工程中给予广泛运用[1]。

2地质雷达工作的原理

地质雷达在工作中主要是通过高频电磁脉冲波反射所得出数据信息。发射天线的主要目的就是发射高频电磁波,然后在达到了目标位置之后,接收反射回来的电磁波。正是因为地质类型、路径、磁场强度等方面的影响,电磁波在传播中会携带一些信息,通过分析和处理之后,可以获取地质中的介质厚度以及空洞等信息。地质雷达在接收信号之后需要经过模数转换为计算机信息,然后再经过一系列的处理之后转变为图像的形式。地质雷达图像是整个操作过程的根本,如果地下介质内存在电性差异,则能够直接将剖面信息反映出来。

3地质雷达仪器及其检测技术

某地路政单位的检测中心根据实际工作需要购买1台进口的RIS—K2型地质雷达,从技术说明文件中可以发现,该设备中包含了DAD控制单元、天线、网线、笔记本电脑和电池包。该设备非常稳定、轻便,并且操作较为简单,经过简短培训就能够上岗从事操作。根据技术说明文件可以确定:中心频率为2000MHz的天线,转换为16位A/D。收发天线在具体的工作过程中会以固定天线的方式来进行测距的移动,然后通过连续的测量剖面可以将剖面直接展现为雷达图像,这种方法被称为反射剖面法[3]。

4地质雷达数据处理

地质雷达资料在使用的过程中具有短时、高噪的特性,同时伴随着探测深度的增加,反射回来的有用信号会变得更加微弱,外部感染的信号却逐渐增强。雷达数据的采集是进行后续分析和研究的基础,在实践中必须要尽量消除外部的影响,从而提升检测数据的准确性。雷达可以将所收集的原始记录直接输入到计算内,然后应用内部预设的IDSGRED/S—3D成像软件加工成图像,该软件可以根据实际工作的需要来解释某一个部分的雷达数据或者全部的雷达数据。在数据处理中,要应用多种技术将影响因素降到最低限度,进而使得雷达图像可以显示出真实的地质信息,最终可以使得地质分析更加精确[4]。

5工程实例

某公路工程的水泥混凝土路面基层选择使用的是稳定碎石施工,上路床部分应用的是填土施工,在应用地质雷达探测中通过分析面层和脱空位置的反射波来确定地下条件中是否存在问题。

5.1路面脱空缺陷判定原理道路中的各个层之间介电常数存在着较为明显的差异,但是在脱空之后会存在一定的间隙,从而导致该位置的介电常数的差距变大。根据地质雷达反射波的振幅所存在的差异以及同相变动差异等方面,根据最终的探测数据所能够反映出来的信息可以更好地判断出脱空是否严重,一般可以将其分为轻微与明显两个主要的类别[5]。

5.2路面地质雷达检测以该工程的某个区段的具体情况为例进行分析,该区段在实践中选择使用地质雷达进行地质信息的检测,发现在长度为20m的范围内存在4块板。经过地质探测之后分析图像可以发现,该部分中的路面基层中存在着脱空现象,不同地区的程度是不同的,纵向脱空长度达到了12.5m,每条测线平均为4.2m,几乎占到了整体的20.8%。

6对地质雷达检测技术发展的建议

地质雷达检测技术是当前我国对道路工程实施无损检测的主要方式,但是在实践中操作人员如何利用该技术获取更加准确的地质信息要从以下几方面来进行。(1)地质雷达数据资料的准确分析可为施工提供参考依据,但是在实践中会因为很多外在因素的影响而导致数据不准确,从而使得目标信号非常模糊,这就需要在具体操作过程中实施降噪和排干扰,可以更加准确地利用有用的信号来判断道路工程的质量是否合格。(2)在对道路工程中所存在的细微裂缝进行检测的过程中,必须要合理确定采样点距和主频天线。因为距离的确定可以更好地提升数据检测的准确性,而天线主频的选择应该以满足最大探测深度为主要要求,否则将会影响探测数据。(3)地质雷达波传播中,通常是设定介电常数与频率不存在明显的联系,继而可以忽视该常数对虚部的影响,只考虑其对实部所产生的影响,这样可以导致合成信号和实际信号存在一定的差异性。

7结语

综上所述,目前我国的地质雷达检测技术已经日臻成熟,并且被大量应用到道路工程施工中,施工人员可以利用该技术检测道路工程的质量是否存在问题,还能够对预防性养护提供一定的参考,进而可以促进我国道路工程质量的提升,满足现代社会发展需要。

参考文献:

[1]闫平军,范志强.RAMAC地质雷达在道路工程检测中的应用[J].交通世界(建养机械),2008(3):94-95.

[2]朱海城.地质雷达检测技术在寒冷地区客运专线隧道工程中的应用[J].铁道建筑,2012(6):86-88.

[3]关恺.雷达检测技术在道路工程中的应用[J].交通标准化,2014,42(16):47-50.

[4]周建国,赵亚军.浅谈探地雷达无损检测技术在沥青路面工程中应用分析[J].门窗,2017(5):211.

[5]王晓玲.无损检测技术在道路桥梁工程中的应用[J].山西建筑,2017,43(35):183-184.

作者:安帆 单位:湖南湘建检测有限公司

雷达检测技术在道路工程的应用责任编辑:张雨    阅读:人次