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雷達無破損測試技術(shù)通過天線向地下發(fā)射高頻電波，在對地下介質(zhì)進行檢測的過程中，將相關(guān)信息通過電磁波進行傳播，經(jīng)過接收和反饋等相關(guān)流程，在反射電波的強度和振幅特征中充分呈現(xiàn)信號差異，并且利用具體圖像，將地下結(jié)構(gòu)、介質(zhì)位置和其他情況進行準確反饋。

1 工程概況

以我國某公路為例：

該公路屬于國家一級公路。使用我國自行研制生產(chǎn)的LTD-2100 公路路基路面檢測雷達，對該公路的兩個路段進行檢測，如圖1 所示。在檢測瀝青面層厚度的過程中，進行雷達無破損測試，雷達天線的頻率始終保持在1.5GHz 以上。在明確距離標定之后，安裝天線并開機預熱，為后續(xù)各項測量工作的有效開展做好準備。

圖1 LTD-2100 公路路基路面檢測雷達

2 雷達無破損測試技術(shù)在公路建設(shè)中的應用

2.1 應用原理

在開展公路建設(shè)工作的過程中，雷達無破損測試技術(shù)主要應用原理是向地下以脈沖形式發(fā)射電磁波，電磁波在傳播過程中遇到不同介質(zhì)時，會在其交界面上產(chǎn)生強烈反射異常信號，從而對公路病害進行有效檢測。其中，探地雷達主要是以對地表發(fā)射天線的方式，在寬頻帶、短脈沖方式的作用下，向公路路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)中發(fā)射高頻電磁波。當電磁波在地層中不斷傳播并且遇到電性差異分界面、物性差異分界面、孔洞介質(zhì)時，會形成對應的反射界面，此時地面接收天線會將反射的電磁波全部接收，然后針對時間閾中的回波、波長、振幅進行分析以及確認，并且將最終結(jié)果呈現(xiàn)在顯示裝置中，有效確定雙程走勢。地層中的介質(zhì)電磁波與空氣相比，具有較為明顯的衰減特性，再加上非金屬物體與周圍介質(zhì)之間不存在較大差異，相比于金屬物體，具有較小的目標反射光能量，地質(zhì)自身的多解性也比較明顯，因此，導致地層中的電磁波具有較高復雜性。

電磁波傳播理論與彈性傳播理論有較多的相似特征。比如，擁有同一形式的波動方程，在對具體資料進行處理和分析的過程中，要充分應用運動波兩種波形具有較高相似性這一特征。雷達無破損測試憑借自身具有的多元化優(yōu)勢，在公路路面監(jiān)測工作中的應用頻率越來越高。利用固定間距方式，同時移動接收天線以及發(fā)射天線，就能將測試雷達時間的平距剖面圖相關(guān)內(nèi)容呈現(xiàn)出來。經(jīng)過對相關(guān)內(nèi)容的處理，能夠獲得深度平距正面圖。在此基礎(chǔ)上，通過與振幅頻率、圖像相同軸形狀等因素的充分整合，就能得到公路路面的最終情況。

根據(jù)雷達橫向的剖面情況，對反射界面或目的體的情況進行判斷時，雷達探測深度、雷達探測分辨率、雷達天線中心頻率之間具有密不可分的聯(lián)系，當雷達頻率越高時，對應的探測分辨率就會隨之提升，具體穿透深度也越來越深。公路路面檢測結(jié)果相關(guān)的媒介介質(zhì)電磁種類以及具體參數(shù)見表1。

表1 公路路面檢測相關(guān)的媒介介質(zhì)電磁參數(shù)

2.2 應用要點

2.2.1 應用雷達無破損測試技術(shù)檢測公路病害隱患

在對公路病害隱患進行檢測的過程中，應用雷達無破損測試技術(shù)，能夠確保最終檢測結(jié)果具有較高的準確性。在對公路路面存在的脫空以及空洞問題進行識別時，容易發(fā)生脫空病害問題的公路類型主要以剛性路面為主，相比周邊介質(zhì)，在介電特性方面，結(jié)構(gòu)層中的空洞和脫空現(xiàn)象具有明顯差異，保存較為完整的空洞的電阻率特性較高。應用雷達無破損測試技術(shù)對公路路面脫空病害的識別，主要是利用反射信號時間。在空洞的影響下，反射信號會產(chǎn)生反射波，在明確掌握反射波時間的基礎(chǔ)上，通過計算就能得到空洞深度和脫空深度。

2.2.2 應用雷達無破損測試技術(shù)識別公路瀝青剝落層

在識別公路瀝青脫落層的過程中，瀝青層的剝落程度與含水量之間具有密不可分的聯(lián)系。當瀝青層中的含水量較高時，瀝青與集料之間的黏連程度大幅度降低，導致瀝青剝落問題。在對舊公路路面進行鋪設(shè)的過程中，必須明確掌握公路路面瀝青的剝落情況。如果瀝青層不存在剝落問題，在雷達測試結(jié)果的回波中會存在兩個波峰，其中一個波峰出現(xiàn)在路表，另一個波峰出現(xiàn)在基層和瀝青層界面；如果瀝青層存在剝落問題，在雷達測試結(jié)果的回波中只存在一個波峰，出現(xiàn)在基層界面的反射以及路表反射之間。當瀝青的剝落度出現(xiàn)增大趨勢時，波峰也會隨之提高，從而準確識別出公路路面瀝青剝落層的具體位置。

2.2.3 控制雷達無破損測試質(zhì)量的有效措施

應用雷達無破損測試技術(shù)對公路路面病害進行檢測時，由于存在眾多影響因素，導致最終檢測結(jié)果的準確性受到了嚴重影響。公路路面的介質(zhì)種類具有多元化特征，具體結(jié)構(gòu)極為復雜。因此，在應用雷達無破損測試技術(shù)的過程中，必須不斷提升實際操作的水平，合理運用和準確操作探地雷達。提高相關(guān)工作人員的專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)，嚴格按照雷達無破損測試技術(shù)標準執(zhí)行，從根源解決探測結(jié)果誤差較大的問題。

在開始測試之前，必須確保各項準備工作全面落實。明確掌握測點之間的距離，嚴格按照標準對時間窗口以及調(diào)節(jié)波形進行操作，確保測試得到的數(shù)據(jù)參數(shù)能夠?qū)⒐仿访娴膶嶋H厚度準確呈現(xiàn)出來，為路面病害整修工作提供有效的參考依據(jù)。比如，在對地面零點進行確定的過程中，要對表面所處位置進行判斷；為了確保獲得的電磁波和面層傳播時長具有較高的準確性，在收發(fā)天線下端放置一塊重金屬，并且當顯示屏出現(xiàn)較強的全反射波形之后，拿掉金屬。另外，還要采取多樣化的有效措施，加強對路面介電常數(shù)的關(guān)注，提高路面厚度測量結(jié)果的準確性，明確底界面回波情況，這樣才能從全方位入手，提高雷達無破損測試技術(shù)的質(zhì)量。

3 雷達無破損測試技術(shù)在公路檢測應用中的注意事項

在我國現(xiàn)代化科學技術(shù)水平不斷提高的背景下，雷達無破損測試技術(shù)在公路檢測中的準確性不斷提升，在檢測路面瀝青混凝土狀態(tài)的過程中發(fā)揮著不可替代的作用。為了提升雷達無破損測試設(shè)備的適用性和正確性，不僅要徹底摒棄傳統(tǒng)的取芯測試方法，而且還要積極修正常規(guī)性檢測方法。

第一，加強對工程路面檢測厚度的合理調(diào)整，對路面表層厚度展開精確測量，嚴格控制施工過程中路面底層、中層、上層的厚度。為了避免誤差產(chǎn)生，通常情況下，會將路面分為三層進行合理調(diào)整，從根源解決不均勻現(xiàn)象的發(fā)生。與此同時，檢測部門要加強對檢測工作的管理力度，對路面的基本厚度進行嚴格控制，最大程度減少路面厚度不均勻?qū)е聶z測結(jié)果缺乏準確性的情況。另外，杜絕一切僥幸心理和不負責任的行為，對每一項檢測程序給予高度重視，降低錯誤操作的發(fā)生概率。通過分析能夠知道，該路段路面檢測厚度的平均值分別為119.55mm、119.68mm，得到的單點合格率為100%，與現(xiàn)場取芯測試的結(jié)果相同。

第二，公路瀝青路面在長時間的使用過程中，為了充分適應不斷提高的車速以及不斷優(yōu)化的道路等級，所承受的負荷必然會越來越大。在公路路面進行檢測的過程中，主要是對混凝土結(jié)構(gòu)的厚度進行檢測，在確保公路路面瀝青厚度的基礎(chǔ)上，采取各種修復方法，保證瀝青路面滿足公路交通荷載的要求。在此基礎(chǔ)上，對兩個路段分別使用電磁脈沖措施，分別記錄電磁脈沖的發(fā)射時間和傳播速度，得到兩個路段的路面結(jié)構(gòu)層厚度。在此過程中，重點檢測兩個路段路面結(jié)構(gòu)層面回撥時間，得到不同路段路面結(jié)構(gòu)層的電磁波和短波速度，從而判斷這兩個路段路面質(zhì)量是否能夠達到標準。

第三，在對路段進行路面危害檢測的過程中，通過對局部瀝青脫落情況的詳細分析，雷達無破損測試技術(shù)能夠運用低電阻特性，對獲取的反射信號加以利用。比如，混凝土和空氣的界面反射會在脫空現(xiàn)象中形成反射波，在反復疊加之后呈現(xiàn)出一正一負的特征。然后，確定兩條反射弧在反射過程中具體相位的時間差，計算得到該路面的空洞深度和脫空深度。在公路檢測工作中，有效落實雷達無破損測試技術(shù)的相關(guān)措施，不僅能夠準確掌握測試路段路面的厚度，而且還能提高公路的施工質(zhì)量，延長公路的使用壽命。

4 結(jié)語

在傳統(tǒng)公路檢測工作中，通常采用鉆孔取芯的方式，不僅工作量較大，而且還會在一定程度上對公路造成破壞。將雷達無破損測試技術(shù)合理應用到公路檢測工作中，不僅能夠使公路檢測結(jié)果具有較高的精準性，檢測工作的質(zhì)量和效率得到大幅度提高，而且還能最大程度降低對公路的損害，確保公路工程的整體質(zhì)量保持在最佳狀態(tài)。因此，相關(guān)人員不僅要對雷達無破損測試技術(shù)的重要性給予正確認知和高度重視，還要結(jié)合具體路面情況，對雷達無破損測試技術(shù)進行不斷優(yōu)化與完善，提高雷達無破損測試技術(shù)的適應性和可行性，為公路運行安全提供良好保障。