基于三維探地雷達(dá)技術(shù)的瀝青路面施工質(zhì)量研究

陳成勇，馬士杰，張 艷，韓文揚(yáng)，張軒瑜，陳 凱，符 智

(1.山東高速基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250101；2.山東省交通科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250102)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，道路建設(shè)也與之相輔相成，取得顯著成就。截至2021年底，全國公路總里程已達(dá)到528.07萬km，穩(wěn)居世界第一。對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為20 a的高速公路都采用瀝青混合料路面，但是容易受到重荷載、高溫、雨水等不利因素耦合影響[1]。在使用初期1～2 a內(nèi)容易出現(xiàn)車轍、波浪、裂縫等嚴(yán)重病害，由于在破壞初期病害現(xiàn)象不明顯，導(dǎo)致早期病害的發(fā)展難以控制，增加了后期道路的維修養(yǎng)護(hù)成本，降低了行車時(shí)的舒適性和安全性，減少了道路的正常服役壽命[2]。發(fā)生早期病害的一部分原因是新建瀝青混合料路面施工時(shí)質(zhì)量控制問題，而施工質(zhì)量較大程度上可以通過空隙率來反映，空隙率過大會(huì)使得水和空氣易于進(jìn)入路面內(nèi)部，導(dǎo)致路面出現(xiàn)水損害、老化、開裂等破壞現(xiàn)象[3]，因此應(yīng)將瀝青混合料的空隙率控制在合理的區(qū)間內(nèi)。瀝青路面施工過程中的空隙率控制主要通過檢測路面密度進(jìn)而計(jì)算其壓實(shí)度來實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)路面密度檢測主要是鉆芯取樣法，此方法雖然可準(zhǔn)確檢測瀝青路面結(jié)構(gòu)層的密度，但對(duì)路面具有較大破壞性，且操作復(fù)雜，工作效率較低。無核密度儀是另一種常用方法，通過測量前的標(biāo)定，可精準(zhǔn)測得瀝青路面的空隙率等指標(biāo)。VAN DEN BERGH等[4]對(duì)無核密度儀的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了研究并建議將PQI 380的使用作為佛蘭德斯標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量控制過程的一部分，但是需要單點(diǎn)檢測，效率偏低。兩種現(xiàn)有的無損檢測手段都存在代表性不足的問題，無法準(zhǔn)確高效評(píng)價(jià)瀝青路面施工質(zhì)量。

本文將三維探地雷達(dá)與無核密度儀相結(jié)合，對(duì)照試驗(yàn)研究三維探地雷達(dá)測量密度過程中所需的介電常數(shù)代表值高精度計(jì)算方法，從而確定介電常數(shù)代表值的最佳取值方法，最終構(gòu)建文中試驗(yàn)路段的介電常數(shù)-空隙率預(yù)估模型并將此經(jīng)驗(yàn)預(yù)估模型應(yīng)用到實(shí)際瀝青路面施工質(zhì)量檢測過程中，基于三維探地雷達(dá)和無核密度儀嘗試建立瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，為后期在實(shí)際工程中的應(yīng)用和發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 無損檢測設(shè)備

1.1 三維探地雷達(dá)

Geo Scope MK Ⅳ三維探地雷達(dá)系統(tǒng)由行車電腦、Geo Scope主機(jī)、空耦天線等組成。如圖1所示。根據(jù)高頻電磁波在不同介質(zhì)組成的混合物中反射效應(yīng)不同，三維探地雷達(dá)通過蝶形單極天線向?yàn)r青路面發(fā)射脈沖式高頻電磁波，其反射電磁波信號(hào)經(jīng)過軟件處理，反映出路面結(jié)構(gòu)層不同介質(zhì)的反射情況，得到路段的具體檢測情況。電磁波通過不同介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)密度不同會(huì)產(chǎn)生不同程度的衰減，從而通過介電常數(shù)反映出介質(zhì)密度情況。

圖1 車載三維探地雷達(dá)系統(tǒng)

1.2 無核密度儀

本研究采用美國Trans Tech公司生產(chǎn)的新一代無核密度儀(PQI380)如圖2所示。無核密度儀通過底部向?yàn)r青路面發(fā)射環(huán)形電磁波，隨著混合料組成材料的變化，電磁波的傳遞方向和傳播速度也會(huì)相應(yīng)變化，引起儀器接收端接收信號(hào)的差異，利用設(shè)備中內(nèi)置經(jīng)驗(yàn)算法，進(jìn)行密度檢測。

圖2 無核密度儀(PQI380)

2 三維探地雷達(dá)介電常數(shù)代表值選擇

2.1 瀝青混合料路面介電常數(shù)取值試驗(yàn)方案

本研究使用的三維探地雷達(dá)空氣耦合式天線有21個(gè)通道，每個(gè)通道間距為7.5 cm，如圖3所示。21個(gè)通道都可以采集相應(yīng)的介電常數(shù)，所以如何選擇合適數(shù)量通道數(shù)據(jù)平均值作為此時(shí)路面的介電常數(shù)代表值，對(duì)于評(píng)價(jià)瀝青路面施工質(zhì)量具有重要意義。使用3dr-Examiner 數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)瀝青層進(jìn)行檢測，并獲取瀝青層反射振幅和鐵板的反射振幅，此路面介電常數(shù)由振幅全反射法算得，然后測量此時(shí)的空隙率，通過對(duì)介電常數(shù)代表值與空隙率進(jìn)行擬合分析，得到準(zhǔn)確性較高介電常數(shù)取值方法，建立相應(yīng)的介電常數(shù)-空隙率預(yù)估模型[8]。

圖3 三維探地雷達(dá)空氣耦合式天線的內(nèi)部振子排列圖

本文在試驗(yàn)路段的前方設(shè)計(jì)了長度為5 m、寬度為1.5 m的測試路段，在此路段中畫出間隔為0.5 m的方格網(wǎng).先進(jìn)行無核密度儀標(biāo)定，然后在0.5 m×0.5 m的區(qū)域內(nèi)采集1個(gè)數(shù)據(jù)；因?yàn)槔走_(dá)長度方向的采集間隔為0.05 m，所以在雷達(dá)長度方向每10個(gè)數(shù)據(jù)取平均值，在雷達(dá)寬度方向上設(shè)計(jì)3種介電常數(shù)的取值方法：第一種取值方法為：雷達(dá)寬度方向每7個(gè)通道的中間1個(gè)通道取介電常數(shù)，共10個(gè)數(shù)據(jù)取平均值；第二種方法為：雷達(dá)寬度方向每7個(gè)通道的中間3個(gè)通道取介電常數(shù)平均值，共30個(gè)數(shù)據(jù)取平均值；第三種方法是：雷達(dá)寬度方向每7個(gè)通道取介電常數(shù)平均值，共70個(gè)數(shù)據(jù)取平均值。將設(shè)計(jì)的3種取值方法測得的介電常數(shù)與無核密度儀測得的空隙率相擬合，比較哪種方式的擬合程度最好。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析及取值方法確定

將2.1節(jié)中3種檢測方法得到的介電常數(shù)平均值分別與無核密度儀檢測得到的空隙率值進(jìn)行擬合，并建立預(yù)估模型，如圖4～圖6所示。

圖4 方法一計(jì)算的介電常數(shù)代表值和空隙

由圖4可知，得到擬合方程為Y=21.52-5.4e0.2·X，R2=0.54，相關(guān)系數(shù)較低。由圖5可知，得到擬合方程為Y=-0.08+133.86e-0.63·X，R2=0.88，此取值方法介電常數(shù)取值方法導(dǎo)致的介電常數(shù)和空隙率相關(guān)性仍然不理想，主要原因是在雷達(dá)天線采集探地雷達(dá)數(shù)據(jù)并發(fā)送至雷達(dá)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析解釋的過程中，從散射數(shù)據(jù)中提取波速、衰減系數(shù)或波阻抗等傳播參數(shù)，從而獲得探測所需的定量信息。發(fā)射天線和接收天線之間的緊密間距導(dǎo)致探地雷達(dá)數(shù)據(jù)具有獨(dú)特的振蕩特性?？拷l(fā)射天線的區(qū)域，由于靜電場和感應(yīng)電場的存在，在該區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生快速衰減的低頻能量場，例如通道8、9和通道13、14，當(dāng)然還有通道6、7和通道 15、16 也產(chǎn)生類似的振蕩，但相對(duì)較弱。這種低頻能量場往往會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)中出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)分量，使回波信號(hào)變化較大，統(tǒng)一處理后得到的介電常數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，降低精度。這也是選擇中間 3 個(gè)通道的介電常數(shù)進(jìn)行平均以避免上述問題的原因。

圖5 方法二計(jì)算的介電常數(shù)代表值和空隙率的擬合情況

由圖6可知，每7個(gè)通道的介電常數(shù)平均值與無核密度儀測出空隙率的擬合方程為：Y=-12+52.49e-0.02·X，R2=0.63。理論上更密集的測試點(diǎn)會(huì)更好地反映瀝青路面的實(shí)際介電常數(shù)，但事實(shí)并非如此。經(jīng)分析，雷達(dá)天線向下發(fā)射的電磁信號(hào)進(jìn)入瀝青路面后，探地雷達(dá)對(duì)地探測的雷達(dá)信號(hào)衰減較快。隨著檢測深度的增加，信號(hào)衰減得更快。這些反射信號(hào)通過接收天線傳回雷達(dá)主機(jī)，需要進(jìn)行校正才能輸出，因此需要進(jìn)行補(bǔ)償處理[9]。信號(hào)幅度隨時(shí)間的衰減特性一般也稱為時(shí)間增益。由于時(shí)間增益過程是非線性的，需要統(tǒng)一的物理模型函數(shù)來確定時(shí)間增益函數(shù)，所以雷達(dá)信號(hào)在通道 1、2、20、21 和通道 10、11、12、13 上的傳輸時(shí)間差異較大且時(shí)間增益處理前后的濾波處理發(fā)生了相應(yīng)的變化，導(dǎo)致平均后計(jì)算出的介電常數(shù)與路面實(shí)際介電常數(shù)存在較大誤差，與擬合得到的空隙率預(yù)測函數(shù)相關(guān)性較差。

圖6 方法三計(jì)算的介電常數(shù)代表值和空隙率的擬合情況

將上述試驗(yàn)方案得到的介電常數(shù)-空隙率預(yù)估模型公式匯總可得表1。經(jīng)過綜合分析在有限的區(qū)域內(nèi)，隨著采集的介電常數(shù)數(shù)據(jù)越多，介電常數(shù)-空隙率經(jīng)驗(yàn)預(yù)估模型的相關(guān)性并沒有隨之變大，在此次試驗(yàn)中，第二種取值方法測得的介電常數(shù)平均值與空隙率相關(guān)性較好，因此推薦第二種取值方法作為后續(xù)試驗(yàn)段施工質(zhì)量評(píng)價(jià)研究中使用的方法。

表1 介電常-空隙率擬合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

3 瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)研究

3.1 工程背景

為了更好地評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量，必須獲取大量的瀝青路面介電常數(shù)和空隙率數(shù)據(jù)。本試驗(yàn)選擇的是某新建試驗(yàn)公路K12+600～K12+650 位置的AC-20瀝青混合料路面中面層。

3.1.1材料

該試驗(yàn)公路路段瀝青為SBS(Ⅰ-D型)改性瀝青，根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20—2011)，對(duì)該瀝青的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了檢測，具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示。粗集料和細(xì)集料采用優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40—2004)對(duì)其各功能指標(biāo)進(jìn)行測試，具體指標(biāo)如表3和表4所示，均滿足規(guī)范要求。

表2 SBS(Ⅰ-D類)改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

表3 粗集料的特性

表4 細(xì)集料的特性

3.1.2級(jí)配設(shè)計(jì)

通過馬歇爾試驗(yàn)[10]確定此路段的瀝青混合料中面層最佳瀝青用量為4.3%，最大理論相對(duì)密度為2.539 g/cm3，級(jí)配組成如表5所示。

表5 AC-20瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

3.2 檢測方案

試驗(yàn)路段長度為50 m，寬度為7.5 m，將試驗(yàn)路段上分為5個(gè)測道，每條測道長50 m、寬1.5 m。在試驗(yàn)路段寬度方向上，分為15個(gè)0.5 m×0.5 m的正方形網(wǎng)格，可以采集15個(gè)數(shù)據(jù)；在試驗(yàn)路的長度方向上，一個(gè)測道可以分為100個(gè)網(wǎng)格，可以采集100個(gè)數(shù)據(jù)，采用上述方法，對(duì)試驗(yàn)路段一共采集了1 500個(gè)數(shù)據(jù)，檢測間距為0.5 m。

三維探地雷達(dá)的最佳檢測寬度為1.5 m、采集間隔為5 cm，設(shè)計(jì)了5條測道，每條測道長50 m、寬1.5 m。在檢測長度方向上可以采集1 000個(gè)數(shù)據(jù)；在檢測寬度方向：5個(gè)測道，一個(gè)測道21個(gè)通道，總寬度7.5 m所以共可采集105個(gè)數(shù)據(jù)。根據(jù)瀝青路面介電常數(shù)最佳取值方案：在0.5 m×0.5 m的范圍內(nèi)，雷達(dá)可采集3×10個(gè)有效數(shù)據(jù)。

本文設(shè)計(jì)將每條測道劃分25個(gè)局部區(qū)域，每個(gè)局部區(qū)域的尺寸使用無核密度儀檢測K12+600～K12+650中面層位置空隙率前需要先進(jìn)行標(biāo)定以確保檢測精度。將采集的1 500個(gè)數(shù)據(jù)通過修正系數(shù)修正后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案將12個(gè)長0.5 m、寬0.5 m的小網(wǎng)格合并為長2 m、寬1.5 m的局部單元格。

本研究認(rèn)為此試驗(yàn)路段中面層的空隙率大于6.5%時(shí)出現(xiàn)重度離析[11]，此時(shí)瀝青路面相應(yīng)位置一定會(huì)出現(xiàn)一定比例的空隙率大于6.5%的檢測點(diǎn)，若這些檢測點(diǎn)的位置都分布在同一區(qū)域，就可以說明這個(gè)區(qū)域存在較為嚴(yán)重施工質(zhì)量問題。將局部單元格中空隙率大于6.5%的小網(wǎng)格出現(xiàn)的個(gè)數(shù)除于12得到比值定義為局部重度離析比例，局部重度離析數(shù)值越小，則說明施工質(zhì)量越好；局部重度離析的數(shù)值越大，則說明施工質(zhì)量越差[12]。

3.3 基于無核密度儀的瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果分析

對(duì)無核密度儀檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，結(jié)果如圖7所示。在距離為 0～12 m和14～26 m時(shí)，1測道的局部重度離析比例大部分都在0.5以上，呈現(xiàn)較高的波動(dòng)趨勢；然后接下來的 2 m范圍內(nèi)開始下降；在34～50 m區(qū)間內(nèi)，局部重度離析比例在較低水平波動(dòng)；其平均值為 0.39，極差為 0.67。2測道，在距離為 0～10 m的范圍內(nèi)瀝青路面的局部重度離析比例上升幅度較大，且峰值處于較高狀態(tài)；在隨后的8 m范圍內(nèi)呈階梯下降狀態(tài)，且趨勢較明顯；在距離為 18～46 m 內(nèi)，在較低水平波動(dòng)；其平均值為 0.33，極差為 0.83，最大值 0.83。3測道，在距離為 0～18 m 的局部重度離析比例呈階梯狀上升趨勢，且峰值為0.68；在距離為 18～24 m時(shí)，局部重度離析比例呈下降趨勢，說明道路質(zhì)量較好；在距離為 24～42 m 時(shí)，在較低水平呈波動(dòng)趨勢，但略有增長；在距離為 42～50 m 的范圍內(nèi)呈現(xiàn)小范圍下降趨勢；其平均值為 0.23，極差為 0.68，最大值 0.68，最小值 0。4測道，整體檢測區(qū)域的局部重度離析比例與其他4條測道相比呈穩(wěn)定波動(dòng)趨勢，沒有特別突出點(diǎn)；說明其局部重度離析較小，質(zhì)量較好；其平均值為0.14，極差為 0.16，最大值 0.23，最小值 0.07。5測道，在距離為 0～28 m 的范圍內(nèi)路面的局部重度離析比例在 0.26 附近上下浮動(dòng)，但總體趨勢較為平穩(wěn)，隨后呈斷崖式下降趨勢；在距離為 30～40 m 時(shí)，開始上升；在距離為 40～50 m 范圍內(nèi)，呈現(xiàn)下降趨勢；其平均值為0.21，極差為 0.42，最大值 0.42，最小值 0。

圖7 瀝青路面局部空隙率比例分布

以上5個(gè)測道的局部重度離析比例的平均值最小值為4測道。顯而易見，4測道的數(shù)據(jù)大部分都比其他4個(gè)測道小，且在整個(gè)測道內(nèi)浮動(dòng)較小，重度離析較小。5 個(gè)測道的局部重度離析比例的極差值由小到大依次為4測道<5測道<1測道<3測道<2測道?？梢姡?測道的局部重度離析比例的波動(dòng)范圍最小，且在整個(gè)測道內(nèi)分布較為均勻。綜合分析 5 個(gè)測道的試驗(yàn)結(jié)果，4測道的施工質(zhì)量最佳，1、2測道施工質(zhì)量較差。

3.4 基于三維探地雷達(dá)的瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果分析

三維探地雷達(dá)的研究對(duì)象同為K12+600～K12+650位置的中面層。三維探地雷達(dá)的最佳檢測寬度為1.5 m，最佳采集間隔為0.05 m。在試驗(yàn)路段上，三維探地雷達(dá)一共檢測5個(gè)測道，其中每個(gè)測道寬度方向上可檢測21個(gè)數(shù)據(jù)；每個(gè)測道長度方向上，三維探地雷達(dá)一個(gè)通道可以采集1 000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在無核密度儀的檢測范圍0.5 m×0.5 m內(nèi)，三維探地雷達(dá)可以采集3×10個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。為了更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)瀝青路面中面層的施工質(zhì)量情況，本文將1.5 m×2 m的局部單元格做為瀝青路面介電常數(shù)的研究區(qū)域，與無核密度儀合并的局部單元格相對(duì)應(yīng)，并使用局部介電常數(shù)平均值來評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量。

本研究將空隙率大于6.5%的區(qū)域定義為重度離析[13]。根據(jù)第二種介電常數(shù)的取值方法擬合計(jì)算出的介電常數(shù)-空隙率預(yù)估模型，并進(jìn)行換算，得出當(dāng)瀝青路面介電常數(shù)大于 5.167時(shí)就出現(xiàn)了重度離析現(xiàn)象。如果介電常數(shù)大于5.167 的數(shù)據(jù)點(diǎn)過于集中于某一區(qū)域，則可認(rèn)為此處出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

根據(jù)圖8可知，1測道局部介電常數(shù)平均值在距離為 4～36 m 的范圍內(nèi)波動(dòng)相對(duì)較大；在36～50 m的范圍內(nèi)基本沒有發(fā)生重度離析的現(xiàn)象；其局部介電常數(shù)的最小值為3.5，整體平均值為4.759 6，最大值為6.59；GPR檢測的重度離析區(qū)域基本覆蓋PQI 380檢測重度離析的區(qū)域，在距離34～36 m的范圍內(nèi)，無核密度儀由于自身采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)有限，并沒有反映出來該區(qū)域的離析現(xiàn)象。在2測道中，距離為 0～8 m 范圍內(nèi)的局部介電常數(shù)平均值相對(duì)較小；在距離為 8～10 m 和26～46 m范圍內(nèi)的局部介電常數(shù)平均值相對(duì)較大(出現(xiàn)了重度離析現(xiàn)象)；其局部介電常數(shù)的最小值為 3.73，整體平均值為4.858 4，最大值為7.41，整體介電常數(shù)平均值變化趨勢較大，可以說明此測道施工質(zhì)量不穩(wěn)定；與無核密度儀的判定一致。在3測道中，距離為 6～20 m 范圍內(nèi)的局部介電常數(shù)平均值波動(dòng)較大，并出現(xiàn)了多處重度離析現(xiàn)象；在距離為32～38 m與42～46 m 內(nèi)PQI 380的局部空隙率大于6.5%的比例指標(biāo)沒有反應(yīng)出來此具體位置的重度離析，可能是PQI 380只能測得0.5 m×0.5 m的正方形網(wǎng)格中心的數(shù)據(jù)，其他邊緣的位置并沒有檢測，只用中點(diǎn)值并不能代表整個(gè)小網(wǎng)格的離析現(xiàn)象；其局部介電常數(shù)的最小值為3.55，整體平均值為4.82，最大值為6.02。4測道的局部介電常數(shù)平均值整體雖有小幅度波動(dòng)但較為穩(wěn)定；其局部介電常數(shù)的最小值為3.59，整體平均值為4.43，最大值為5.25；與無核密度儀的檢測結(jié)果相同。5測道全體的局部介電常數(shù)平均值都偏大，在距離為30～42 m 范圍內(nèi)的局部介電常數(shù)平均值為5.15，接近發(fā)生重度粗離析時(shí)的介電常數(shù)5.17；其局部介電常數(shù)的整體平均值為4.91，最大值為5.66，最小值為3.7；雖然5測道的局部介電常數(shù)平均值有些已經(jīng)超過5.17，但是整體較為穩(wěn)定并伴有一定的波動(dòng)，數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻分布在整個(gè)測道內(nèi)，總體施工質(zhì)量比2測道好。

圖8 瀝青路面局部介電常數(shù)平均值分布

對(duì)圖7和圖8進(jìn)行分析，在0.5 m×0.5 m的區(qū)域內(nèi)，PQI 380只能采集一個(gè)中點(diǎn)的數(shù)據(jù)，邊緣無法采集，例如，在測量1測道的34 m和36 m之間及測量3測道的32 m和38 m、42 m和46 m之間的區(qū)域沒有檢測到施工質(zhì)量問題，但實(shí)際路面的空隙率很大，施工質(zhì)量參差不齊。將設(shè)計(jì)的無核密度儀評(píng)價(jià)瀝青路面施工質(zhì)量的檢測結(jié)果與三維探地雷達(dá)得到的檢測結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)論相同，證明利用三維探地雷達(dá)和無核密度儀可以更快速、高效、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)瀝青路面施工質(zhì)量。因此建議在進(jìn)行實(shí)際瀝青路面施工質(zhì)量檢測時(shí)，若檢測路段較面積小，可以直接使用無核密度儀，按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量；若需要檢測的路段面積較大時(shí)，首先選取5 m的試驗(yàn)路段，使用PQI 380采集并計(jì)算出空隙率數(shù)據(jù)，三維探地雷達(dá)按照第二種介電常數(shù)取值方法，采集介電常數(shù)數(shù)據(jù)，建立介電常數(shù)-空隙率經(jīng)驗(yàn)預(yù)估模型方程，然后使用三維探地雷達(dá)進(jìn)行全路面檢測，最后在數(shù)據(jù)處理過程中使用局部介電常數(shù)平均值評(píng)價(jià)瀝青路面施工質(zhì)量。

4 結(jié)論

本文為了更加高效、準(zhǔn)確地檢測瀝青路面施工質(zhì)量，使用無核密度儀結(jié)合三維探地雷達(dá)作為無損檢測工具，提出了瀝青路面施工質(zhì)量的無損檢測評(píng)價(jià)體系，并進(jìn)行驗(yàn)證，主要結(jié)論如下：

a.對(duì)三維探地雷達(dá)采集的介電常數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，確定了雷達(dá)天線通道介電常數(shù)取值的新選擇方案：沿檢測長度方向每 10 個(gè)數(shù)據(jù)，沿檢測寬度每 7 個(gè)通道的中間3個(gè)通道數(shù)據(jù)取平均值。

b.通過無核密度儀和三維探地雷達(dá)所測得的數(shù)據(jù)，分析擬合介電常數(shù)和空隙率數(shù)據(jù)，建立了相應(yīng)的介電常數(shù)-空隙率預(yù)估模型：Y=-0.08+133.86e-0.63·X，R2=0.86，并且通過分析對(duì)比不同的介電常數(shù)取值方法，此預(yù)估模型的擬合性較好。

c.在三維探地雷達(dá)測得的結(jié)果中提出使用局部介電常數(shù)平均值評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量；在無核密度儀檢測中提出使用局部空隙率比例的大小來評(píng)價(jià)路面施工質(zhì)量問題，結(jié)合兩種方法進(jìn)一步評(píng)價(jià)瀝青路面的施工質(zhì)量。兩種無損檢測方法的檢測結(jié)果相同：4測道施工質(zhì)量最好，2測道的施工質(zhì)量較差。說明提出的瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系效果較好，具有推廣價(jià)值。