【摘 要】探地雷達(dá)是近年來(lái)公路建設(shè)當(dāng)中新發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)高頻或者超高頻電磁波的發(fā)射與寄售來(lái)獲取目標(biāo)信息。探地雷達(dá)作為一種非接觸、非破損的檢測(cè)技術(shù)，具有精準(zhǔn)度高、成本低、效率快等特點(diǎn)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。因此本文對(duì)探地雷達(dá)技術(shù)在公路建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

【關(guān)鍵詞】探地雷達(dá) 公路建設(shè) 應(yīng)用

一、引言

公路建設(shè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和命脈，近年來(lái)伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，促使公路建設(shè)已經(jīng)成為我國(guó)重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之一。但是現(xiàn)階段公路建設(shè)的質(zhì)量參差不齊，使用壽命受損、返修率居高不下，以至于道路橋梁坍塌的事故時(shí)有發(fā)生，不僅造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失、而且還危及人民的生命安全。為此，急需一種高校的公路結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法，幫助提高公路建設(shè)的質(zhì)量，同時(shí)在公路維護(hù)中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免因公路質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的事故。

二、探地雷達(dá)技術(shù)在公路建設(shè)中的應(yīng)用

探地雷達(dá)（Ground Penetrating Radar，GPR）又稱(chēng)透地雷達(dá)，地質(zhì)雷達(dá)，是用頻率介于106～109MHz的無(wú)線(xiàn)電波來(lái)確定地下介質(zhì)分布的一種無(wú)損探測(cè)方法。探地雷達(dá)方法是通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)向地下發(fā)射高頻電磁波，通過(guò)接收天線(xiàn)接收反射回地面的電磁波，電磁波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)遇到存在電性差異的分界面時(shí)發(fā)生反射，根據(jù)接收到的電磁波的波形、振幅強(qiáng)度和時(shí)間的變化等特征推斷地下介質(zhì)的空間位置、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和埋藏深度。以下主要針對(duì)探地雷達(dá)技術(shù)在公路建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究：

（一）公路建設(shè)前期的應(yīng)用

探地雷達(dá)可用于檢測(cè)各種材料，如巖石、泥土、礫石，以及人造材料如混凝土、磚、瀝青等的組成。雷達(dá)可確定金屬或非金屬管道、下水道、纜線(xiàn)、纜線(xiàn)管道、孔洞、基礎(chǔ)層、混凝土中的鋼筋及其它地下埋件的位置。它還可檢測(cè)不同巖層的深度和厚度，并常用于地面作業(yè)開(kāi)工前對(duì)地面作一個(gè)廣泛的調(diào)查。

由于公路建設(shè)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，整個(gè)工程的質(zhì)量主要依賴(lài)于地質(zhì)勘察的數(shù)據(jù)資料，根據(jù)地面以上的以及地面以下土層的分布，土質(zhì)的疏松、強(qiáng)度，地下水的深度等地質(zhì)勘察的數(shù)據(jù)資料做具體分析。因此在公路建設(shè)前期需要對(duì)地質(zhì)基礎(chǔ)情況進(jìn)行勘察，確定公路建設(shè)所在地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，查明暗溝、暗塘、暗河以及流沙體等不良地質(zhì)體，并且明確路基下是否敷設(shè)有電纜和其他管道設(shè)施，為公路設(shè)計(jì)與建設(shè)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)基礎(chǔ)依據(jù)。

（二）公路建設(shè)中期以及竣工驗(yàn)收的應(yīng)用

在公路建設(shè)中期以及竣工驗(yàn)收的過(guò)程中進(jìn)行厚度檢測(cè)可以有效地確保路面面層厚度以及公路建設(shè)的質(zhì)量。探地雷達(dá)技術(shù)可以準(zhǔn)確的測(cè)量路面面層的厚度，具體測(cè)量原理是根據(jù)電磁脈沖在路面與路基界面之間的傳播時(shí)間和傳播速度，計(jì)算出路面的厚度值。《公路質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，瀝青面層的總厚度允許偏差代表值為-5%h（㎜），極值為-10% h（㎜），上面層代表值為-10% h（㎜），極值為-20% h（㎜），水泥面層代表值為-5㎜，極值為-10㎜。

相比于傳統(tǒng)的鉆孔取芯法對(duì)公路路面造成的破壞而言，探地雷達(dá)是通過(guò)層界面反射時(shí)延和電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度來(lái)判斷路基結(jié)構(gòu)的厚度，因此則具有明顯的無(wú)損傷特點(diǎn)，而且檢測(cè)精度也要明顯優(yōu)于鉆孔取芯檢測(cè)法。經(jīng)過(guò)際檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，探地雷達(dá)對(duì)路面層厚度的檢測(cè)得到的厚度值與鉆孔數(shù)據(jù)的匹配度較高、平均誤差為13.5㎜；對(duì)于厚度小于6㎝的瀝青路面層，檢測(cè)誤差普遍小于±5㎜；對(duì)于厚度為20㎝左右的瀝青基層，檢測(cè)誤差能夠控制在3～6㎜之間；對(duì)于厚度在23～33㎝的混凝土層，檢測(cè)誤差可以控制在3～42㎜之間，由此可見(jiàn)探地雷達(dá)路面結(jié)構(gòu)厚度的檢測(cè)具有良好的效果。

（三）公路檢測(cè)與維護(hù)中的應(yīng)用

公路檢測(cè)與維護(hù)是決定其使用壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因?yàn)楣吩诮ǔ赏度胧褂煤?，長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)受車(chē)輪的磨損以及外部自然環(huán)境的影響，會(huì)對(duì)其造成不同程度的病害以及損傷，如果不能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)這些病害和損傷，就會(huì)降低公路的使用壽命甚至誘發(fā)嚴(yán)重的交通事故。根據(jù)《公路質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定，在公路質(zhì)量檢測(cè)的指標(biāo)主要有厚度、平整度、壓實(shí)度、彎沉值等，其中路面厚度是公路檢測(cè)的重要指標(biāo)之一。雖然探地雷達(dá)技術(shù)在公路厚度檢測(cè)中具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，但是在公路維護(hù)以及隱患排查中的應(yīng)用還處于探索階段。伴隨著公路網(wǎng)店形成，公路檢測(cè)逐漸從簡(jiǎn)單的質(zhì)量檢測(cè)過(guò)渡到常規(guī)性的維護(hù)，這樣將促使探地雷達(dá)發(fā)揮其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)周期性普查獲取公路結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，建立公路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)并且與其它手段相結(jié)合，形成完整的公路信息系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)的持續(xù)更新版主實(shí)現(xiàn)公路的有效檢測(cè)和維護(hù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的公路建設(shè)發(fā)展十分迅速，給高速公路的建設(shè)技術(shù)以及使用性能也提出了更高的要求，為了能夠提升公路工程建設(shè)的效率提高其使用質(zhì)量，就需要不斷探索、尋求更加先進(jìn)、科學(xué)的新技術(shù)。本文主要研究的是探地雷達(dá)技術(shù)在公路建設(shè)中的應(yīng)用，由于公路建設(shè)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，整個(gè)項(xiàng)目施工的全過(guò)程都必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。首先，在公路建設(shè)前期通過(guò)探地雷達(dá)對(duì)地質(zhì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行勘察，為公路設(shè)計(jì)與建設(shè)提供準(zhǔn)確的地質(zhì)基礎(chǔ)依據(jù)；其次，在公路建設(shè)中期以及竣工驗(yàn)收階段，使用探地雷達(dá)技術(shù)測(cè)量路面面層的厚度，客觀評(píng)價(jià)公路路面的質(zhì)量；最后，在公路檢測(cè)與維護(hù)階段，通過(guò)探地雷達(dá)技術(shù)對(duì)公路進(jìn)行全方位監(jiān)控和維護(hù)，提高公路的使用壽命，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)的安全、舒適、耐久、經(jīng)濟(jì)的新理念。

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作者簡(jiǎn)介：

王強(qiáng)，男，1980 - ，本科學(xué)歷，山東省濱州公路工程總公司，助工，從事公路工程研究。