探討雷達法在公路檢測中的應(yīng)用

賈利民

摘要：隨著整個經(jīng)濟的發(fā)展，我國的高速公路的建設(shè)得到快速的發(fā)展，公路的施工質(zhì)量與運行中檢測問題要求越來越高，而具有快速、方便、無損壞、準備實時的檢測的優(yōu)點的探地雷達技術(shù)，在公路檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。探地雷達是一種應(yīng)用在各個領(lǐng)域中的很好的新型的無損傷的探測設(shè)備，比一般的探測方法具有效率高、準確度高、分辨率強的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：雷達法；公路檢測；應(yīng)用

1雷達法檢測系統(tǒng)和工作原理的概述

探地雷達的檢測系統(tǒng)通過雷達主機和信號處理器、發(fā)射裝置、接受裝置，以及顯示存儲、天線等構(gòu)成比較完整的探地雷達方面的系統(tǒng)。發(fā)射機可以通過路存儲能量的釋放將脈沖信號傳給天線，加以控制。然后通過天線把電磁波傳輸給路面系統(tǒng)。高速的采樣電路屬于接受裝置的重要內(nèi)容，去以撲捉傳回的信號并把其擴大，進行信號方面的處理。天線為有效進行電磁波信號的接受和發(fā)射渠道，信號方面的處理主要針對單元進行處理和分析工作，顯示接收和反饋的數(shù)字方面的信號。（1）雷達檢測的主要原理；為探地雷達以地表進行天線向地層的發(fā)射工作。在電磁波形式下，一般會通過高頻電磁波以寬頻帶的短脈沖電磁波束。電磁波受到地層中的傳播過程，會受到地質(zhì)方面的影響。若遇到電性及物性方面的差異介質(zhì)，很容易出現(xiàn)和發(fā)生面產(chǎn)生反射的問題。反射的電磁波，由接收天線進行接收，通過相關(guān)的顯示方面的設(shè)備，顯示返回波實際的相位、振幅和波長等，進而確保整個行走的時間，計算的公式為，z為反射體具體的深度，x表示為發(fā)射和接收天線實際的距離，v表示波實際的速度。以上述的公式獲取反射體深度數(shù)值。電磁波方面的傳播，主要以介質(zhì)進行傳播，并對電磁場的強度波形合理的進行分析和處理，最終確保地下界面介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和空間位置能夠合理。反射界面波地反射方面的系數(shù)，介質(zhì)對于波地實際吸收的程度，會直接對探地雷達脈沖的信號強度造成一定影響。兩側(cè)的界面介電常數(shù)存在一定的差異，反射波的能量越來越強。電磁波傳輸時，衰減程度為地表電阻率所控制。電阻率更小，探測的深度就會更小。通常情況下，探地雷達適用于地表電阻率高于80歐姆的探測，且公路實際的結(jié)構(gòu)層面電阻率完全高于80歐姆，表示適合進行探測工作。與此同時，以電磁波趨膚方面的理論獲取頻率，頻率更低說明其穿透力就會更大；（2）測量方面的參數(shù)；探地雷達性能方面的參數(shù)，屬于最大探測深度和最小分辨率的體現(xiàn)。測量方面的參數(shù)一般有時窗的長度、天線方面中心頻率、采樣的頻率、信號源脈方面的沖寬度；（3）探測方面的深度；探地雷達應(yīng)結(jié)合路層介質(zhì)實際的特征和性能，確定設(shè)計探測實際的深度、工作頻率進行有效的選擇。電磁波對地層進行傳播的過程，頻率更高，表示衰減力就更大，地質(zhì)濕度對于介質(zhì)方面的損耗的影響，也是非常大的；（4）最小的分辨率；最小的分辨率主要為雷達探測過程，相距較近的探測目標方面的能力，分辨率能夠分成垂直和水平分辨率。雷達的距離的分辨率計算的公式：AR=-AR=B，屬于雷達發(fā)射頻帶實際的寬度，v代表電磁波實際進行傳播的速度；（5）中心的頻率；選擇中心頻率和雷達的性能的參數(shù)，有著緊密的聯(lián)系。所以，在進行中心頻率的選擇時，需要全面的考慮到性能方面的指標和天線的尺寸、地點符合的程度。通常情況下，應(yīng)確保地點和測試最小的分辨率滿足的前提下，盡可能的降低中心頻率。

2雷達法在公路檢測中的應(yīng)用

2.1厚度檢測的形式

公路的施工質(zhì)量，最為主要的指標為路面結(jié)構(gòu)實際的厚度值。一般情況下，公路測試的厚度方式包括：挖坑的檢查、鉆芯取樣的方式，這兩種方式具有一定的盲目性和費工費時的特征。在一定程度來講，比較容易對地面產(chǎn)生很大的破壞，進而造成對路面的質(zhì)量方面的影響。并且其能夠有效的對路面的厚度進行計算，但其準確度較低，不會明確的反應(yīng)出路面實際的厚度。測厚度方面的原理，主要需結(jié)合電磁脈沖對于空氣、界面間傳播的速度，以獲得厚度實際的測量。所以，公路實際的厚度進行測量的過程，需要保證電磁波于各結(jié)構(gòu)層間傳播的速度的時間和速度的大小。以兩個參數(shù)獲取公路厚度值c代表光實際傳播的速度，為電磁波界面內(nèi)的單程時間，w是介電方面的常數(shù)，以上述公式檢測實際公路的厚度。與此同時，還應(yīng)用探底雷達對存在脫空缺陷的地方進行脫空檢測，一般來說，襯砌脫空主要存在于拱頂部位，少量發(fā)生于仰拱，頂拱脫空通常是由于襯砌混凝土澆筑過程中填充不實，再加上混凝土的收縮導(dǎo)致的，仰拱脫空是因為地下水作用，仰拱被地下水掏空造成的，無論是哪一種脫空，均要采取相應(yīng)措施進行控制，否則容易出現(xiàn)工程事故。

2.2實例參數(shù)選擇

本文以實例參數(shù)進行選擇：（1）天線頻率值為800MHz和2600MHz空氣耦合型的天線，需要反復(fù)記性測量的形式；（2）時窗的長度選擇23ns，以2600MHz天線時窗的長度進行選擇12ns；（3）水平方面的檢測，各個測量段的距離應(yīng)小于1.5kin；f41垂直采樣頻率所有的掃描樣點的數(shù)量控制在1022。

3雷達檢測

結(jié)果和鉆芯測厚間進行對比，能夠看出兩者基本一致，表示雷達探測公路的厚度非常的便捷，具有精度、無損等特征。公路方面的測量存在廣泛應(yīng)用的價值。

4公路方面的隱患雷達法

檢測公路的隱患，能夠合理的找到路面結(jié)構(gòu)中的不足，了解公路中質(zhì)量和實際使用的情況，對于路面維護具有一定價值。探地雷達適合用于路面隱患方面進行檢測，并檢查其產(chǎn)生的原因、類別和部位。以雷達法對路面進行檢測，從而獲取器沉陷剖面的圖形。

5結(jié)語

從產(chǎn)生應(yīng)用到至今，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，新科技、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，雷達的硬件與軟件技術(shù)都得到了很大的提升。采用的處理方式越來越先進，接受的頻寬越來越寬，系列化地頻率可供選擇使得能夠在探測中滿足高分辨率的需求。