賈利民

摘要：隨著整個(gè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)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(yùn)行中檢測(cè)問(wèn)題要求越來(lái)越高，而具有快速、方便、無(wú)損壞、準(zhǔn)備實(shí)時(shí)的檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)的探地雷達(dá)技術(shù)，在公路檢測(cè)中得到了廣泛的應(yīng)用。探地雷達(dá)是一種應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中的很好的新型的無(wú)損傷的探測(cè)設(shè)備，比一般的探測(cè)方法具有效率高、準(zhǔn)確度高、分辨率強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)法；公路檢測(cè)；應(yīng)用

1雷達(dá)法檢測(cè)系統(tǒng)和工作原理的概述

探地雷達(dá)的檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)雷達(dá)主機(jī)和信號(hào)處理器、發(fā)射裝置、接受裝置，以及顯示存儲(chǔ)、天線等構(gòu)成比較完整的探地雷達(dá)方面的系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)可以通過(guò)路存儲(chǔ)能量的釋放將脈沖信號(hào)傳給天線，加以控制。然后通過(guò)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(hào)并把其擴(kuò)大，進(jìn)行信號(hào)方面的處理。天線為有效進(jìn)行電磁波信號(hào)的接受和發(fā)射渠道，信號(hào)方面的處理主要針對(duì)單元進(jìn)行處理和分析工作，顯示接收和反饋的數(shù)字方面的信號(hào)。（1）雷達(dá)檢測(cè)的主要原理；為探地雷達(dá)以地表進(jìn)行天線向地層的發(fā)射工作。在電磁波形式下，一般會(huì)通過(guò)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(guò)程，會(huì)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(wèn)題。反射的電磁波，由接收天線進(jìn)行接收，通過(guò)相關(guān)的顯示方面的設(shè)備，顯示返回波實(shí)際的相位、振幅和波長(zhǎng)等，進(jìn)而確保整個(gè)行走的時(shí)間，計(jì)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(shí)際的距離，v表示波實(shí)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(jìn)行傳播，并對(duì)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度波形合理的進(jìn)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(duì)于波地實(shí)際吸收的程度，會(huì)直接對(duì)探地雷達(dá)脈沖的信號(hào)強(qiáng)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(lái)越強(qiáng)。電磁波傳輸時(shí)，衰減程度為地表電阻率所控制。電阻率更小，探測(cè)的深度就會(huì)更小。通常情況下，探地雷達(dá)適用于地表電阻率高于80歐姆的探測(cè)，且公路實(shí)際的結(jié)構(gòu)層面電阻率完全高于80歐姆，表示適合進(jìn)行探測(cè)工作。與此同時(shí)，以電磁波趨膚方面的理論獲取頻率，頻率更低說(shuō)明其穿透力就會(huì)更大；（2）測(cè)量方面的參數(shù)；探地雷達(dá)性能方面的參數(shù)，屬于最大探測(cè)深度和最小分辨率的體現(xiàn)。測(cè)量方面的參數(shù)一般有時(shí)窗的長(zhǎng)度、天線方面中心頻率、采樣的頻率、信號(hào)源脈方面的沖寬度；（3）探測(cè)方面的深度；探地雷達(dá)應(yīng)結(jié)合路層介質(zhì)實(shí)際的特征和性能，確定設(shè)計(jì)探測(cè)實(shí)際的深度、工作頻率進(jìn)行有效的選擇。電磁波對(duì)地層進(jìn)行傳播的過(guò)程，頻率更高，表示衰減力就更大，地質(zhì)濕度對(duì)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(dá)探測(cè)過(guò)程，相距較近的探測(cè)目標(biāo)方面的能力，分辨率能夠分成垂直和水平分辨率。雷達(dá)的距離的分辨率計(jì)算的公式：AR=-AR=B，屬于雷達(dá)發(fā)射頻帶實(shí)際的寬度，v代表電磁波實(shí)際進(jìn)行傳播的速度；（5）中心的頻率；選擇中心頻率和雷達(dá)的性能的參數(shù)，有著緊密的聯(lián)系。所以，在進(jìn)行中心頻率的選擇時(shí)，需要全面的考慮到性能方面的指標(biāo)和天線的尺寸、地點(diǎn)符合的程度。通常情況下，應(yīng)確保地點(diǎn)和測(cè)試最小的分辨率滿(mǎn)足的前提下，盡可能的降低中心頻率。

2雷達(dá)法在公路檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1厚度檢測(cè)的形式

公路的施工質(zhì)量，最為主要的指標(biāo)為路面結(jié)構(gòu)實(shí)際的厚度值。一般情況下，公路測(cè)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(fèi)工費(fèi)時(shí)的特征。在一定程度來(lái)講，比較容易對(duì)地面產(chǎn)生很大的破壞，進(jìn)而造成對(duì)路面的質(zhì)量方面的影響。并且其能夠有效的對(duì)路面的厚度進(jìn)行計(jì)算，但其準(zhǔn)確度較低，不會(huì)明確的反應(yīng)出路面實(shí)際的厚度。測(cè)厚度方面的原理，主要需結(jié)合電磁脈沖對(duì)于空氣、界面間傳播的速度，以獲得厚度實(shí)際的測(cè)量。所以，公路實(shí)際的厚度進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程，需要保證電磁波于各結(jié)構(gòu)層間傳播的速度的時(shí)間和速度的大小。以?xún)蓚€(gè)參數(shù)獲取公路厚度值c代表光實(shí)際傳播的速度，為電磁波界面內(nèi)的單程時(shí)間，w是介電方面的常數(shù)，以上述公式檢測(cè)實(shí)際公路的厚度。與此同時(shí)，還應(yīng)用探底雷達(dá)對(duì)存在脫空缺陷的地方進(jìn)行脫空檢測(cè)，一般來(lái)說(shuō)，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(guò)程中填充不實(shí)，再加上混凝土的收縮導(dǎo)致的，仰拱脫空是因?yàn)榈叵滤饔?，仰拱被地下水掏空造成的，無(wú)論是哪一種脫空，均要采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制，否則容易出現(xiàn)工程事故。

2.2實(shí)例參數(shù)選擇

本文以實(shí)例參數(shù)進(jìn)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(cè)量的形式；（2）時(shí)窗的長(zhǎng)度選擇23ns，以2600MHz天線時(shí)窗的長(zhǎng)度進(jìn)行選擇12ns；（3）水平方面的檢測(cè)，各個(gè)測(cè)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(diǎn)的數(shù)量控制在1022。

3雷達(dá)檢測(cè)

結(jié)果和鉆芯測(cè)厚間進(jìn)行對(duì)比，能夠看出兩者基本一致，表示雷達(dá)探測(cè)公路的厚度非常的便捷，具有精度、無(wú)損等特征。公路方面的測(cè)量存在廣泛應(yīng)用的價(jià)值。

4公路方面的隱患雷達(dá)法

檢測(cè)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(shí)際使用的情況，對(duì)于路面維護(hù)具有一定價(jià)值。探地雷達(dá)適合用于路面隱患方面進(jìn)行檢測(cè)，并檢查其產(chǎn)生的原因、類(lèi)別和部位。以雷達(dá)法對(duì)路面進(jìn)行檢測(cè)，從而獲取器沉陷剖面的圖形。

5結(jié)語(yǔ)

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(dá)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(lái)越先進(jìn)，接受的頻寬越來(lái)越寬，系列化地頻率可供選擇使得能夠在探測(cè)中滿(mǎn)足高分辨率的需求。