◎ 駱宏兵

伴隨著國內(nèi)公路建設(shè)質(zhì)量指標(biāo)要求越來越高，采取路面雷達(dá)等一些先進(jìn)質(zhì)檢技術(shù)與手段是確保路橋質(zhì)檢質(zhì)量的重要手段。因此，如何才能順利將路面雷達(dá)應(yīng)用于檢測瀝青路面厚度中值得深入探討。

一、路面雷達(dá)簡介

路面雷達(dá)是立足于探地雷達(dá)基礎(chǔ)上所發(fā)展起來的一種質(zhì)檢技術(shù)。其中探地雷達(dá)本身作為一種光譜電磁技術(shù)，可以用來測定地下介質(zhì)的實(shí)際分布情況，相應(yīng)的工作原理和探空雷達(dá)比較相似。由于檢測的介質(zhì)比較復(fù)雜，探地雷達(dá)不適應(yīng)用于直接檢測瀝青路面厚度。而路用雷達(dá)則是一種用于檢測道路結(jié)構(gòu)層的專門雷達(dá)系統(tǒng)，主要構(gòu)成部件包括終端設(shè)備、接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、天線以及信號處理機(jī)所構(gòu)成，具體的檢測工作原理見圖1。

圖1路用雷達(dá)的基本原理圖

基于圖1的路用雷達(dá)原理圖可知，通過在路基和路面結(jié)構(gòu)層中發(fā)射電磁波，借助其在相應(yīng)介質(zhì)當(dāng)中的傳播與反射作用，通過測定返回波的波形、波幅與傳播時(shí)間等來對目標(biāo)體的結(jié)構(gòu)情況或空間位置進(jìn)行測定。根據(jù)相關(guān)實(shí)踐研究可知，通過在瀝青混凝土面層厚度檢測實(shí)踐中應(yīng)用路面雷達(dá)，相應(yīng)的檢測結(jié)果準(zhǔn)確度大約可以控制在3%。在水泥混凝土面層厚度檢測領(lǐng)域，路用雷達(dá)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度可以控制在5%左右。而在橋面脫空程度、橋面鋪裝層分離情況、水泥混凝土路面基層脫空、定位基層溫縮裂縫等其他方面，路用雷達(dá)也可以開展試驗(yàn)檢測分析與判定。

二、路面雷達(dá)在瀝青路面厚度檢測中的應(yīng)用原理與要點(diǎn)

1.路面雷達(dá)在瀝青路面厚度檢測中的應(yīng)用原理。

瀝青路面厚度檢測的原理主要是通過測定電磁脈沖在基層和路基面層交界面部位處的傳播速度與反射時(shí)間，之后通過計(jì)算分析來求出瀝青路面的厚度。厚度檢測過程的關(guān)鍵是首先對發(fā)射的電磁波在各層路面結(jié)構(gòu)層當(dāng)中的實(shí)際傳播情況進(jìn)行有效確定，并要對各道路結(jié)構(gòu)層中電磁波的實(shí)際傳播時(shí)間t進(jìn)行確定。然后要相應(yīng)地對路面中電磁波的實(shí)際傳播速度v進(jìn)行確定。通過確定上述這兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)之后，即可按照如下計(jì)算公式來確定路面厚度值 h，即：h=v×t。

在反射界面的上層材料和下層材料的介電常數(shù)和界面的反射系數(shù)R幾個(gè)參數(shù)之間同樣伴有一定相關(guān)性，具體可以用如下公式進(jìn)行表示：其中εr1和εr2分別代表上層材料（路面面層）和下層材料（路面基層）的介電常數(shù)；R主要代表反射系數(shù)，可以用如下公式進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算。其中A和Am分別代表反射波幅和全反射波幅。

在第一次反射過程中，上層空氣的實(shí)際介電常數(shù)主要為1，這時(shí)候可得：R0=其中A

1主要在面層和空氣界面中電磁波形成的反射波幅；R0則主要代指這一界面的反射系數(shù)。

在第二次反射過程中，考慮到已經(jīng)求得了上層材料的介電常數(shù)，所以以此類推來對下一層材料的對應(yīng)介電常數(shù)進(jìn)行求解，即將這一公式同這一反射層的能量損失系數(shù)相乘，經(jīng)過化簡即可求得最終的計(jì)算公式為：緊接著代入上式對其進(jìn)行化簡可得：

其中εr3主要代表路基相對介電常數(shù)；A2則主要代表基層和面層界面電磁波形成的反射波幅；R1則主要代表相應(yīng)界面的反射系數(shù)。

以此類推，可以對不同結(jié)構(gòu)層的相應(yīng)介電常數(shù)進(jìn)行求解，這樣通過計(jì)算分析可以逐漸得到不同結(jié)構(gòu)層中電磁波的實(shí)際傳播速度。

速度v和待求厚度結(jié)構(gòu)層中電磁波往返時(shí)間的1/2乘積即可求得相應(yīng)結(jié)構(gòu)層的厚度。按照該種求解公式與思路，可以確定面層（第一層厚度）厚度和基層厚度（第二層厚度）分別為其中Δt和Δt分別代12表地面雷達(dá)所發(fā)射雷達(dá)波在瀝青路面的面層與基層中的往返時(shí)間（ns）。按照上面這種計(jì)算思路與步驟，可以逐步求得不同結(jié)構(gòu)層的厚度。

2.路面雷達(dá)在瀝青路面厚度檢測中的應(yīng)用要點(diǎn)。

雖然瀝青路面厚度檢測中路面雷達(dá)應(yīng)用的效果比較好，但是為了確保整體路面雷達(dá)的應(yīng)用效果，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要采取一些恰當(dāng)?shù)囊?guī)避措施來減少對路面厚度檢測帶來的不利影響，具體要點(diǎn)如下：

（1）規(guī)避對介電常數(shù)的影響。為了避免瀝青路面結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)受到影響而對最終檢測結(jié)果準(zhǔn)確性帶來的不利影響，可以采取如下幾個(gè)方面舉措：①降低材料不同或?yàn)r青混合料配合比不同情況的存在，這主要是由于二者保持完全一致后方可具備同等介電常數(shù)。在開展瀝青路面厚度檢測期間，檢測公路路段也要保持同樣的介電常數(shù)，所以在實(shí)際的檢測實(shí)踐中針對不同瀝青混凝土配合比的路段要分開進(jìn)行檢測，之后采用不同介電常數(shù)來對它們對應(yīng)的厚度值進(jìn)行分別計(jì)算。②要避免含水率、壓實(shí)度以及層厚等指標(biāo)不一致的情況。雨后天晴的瀝青砼路面厚度要在經(jīng)過充分干燥處理后方可開展地面雷達(dá)檢測，避免透水性影響路面的含水率，否則會因?yàn)榻殡姵?shù)存在偏差問題而影響最終檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。同理，針對檢測公路路段上路面的鋪層厚度或壓實(shí)度要進(jìn)行測定，避免它們存在差異性而影響了檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，所以一般可以多選擇幾個(gè)檢測點(diǎn)來對相應(yīng)的介電常數(shù)進(jìn)行分別標(biāo)定，之后以它們的平均值為基準(zhǔn)作為最終檢測的介電常數(shù)，這樣的檢測結(jié)果客觀性更強(qiáng)。③保證芯樣標(biāo)定的準(zhǔn)確性，這也是有效確保最終路面厚度檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵。

（2）規(guī)避介質(zhì)中電磁波走時(shí)的影響。為了避免瀝青路面介質(zhì)中電磁波走時(shí)受到影響而對最終檢測結(jié)果準(zhǔn)確性帶來的不利影響，可以采取如下幾個(gè)方面舉措：①消除鐵板標(biāo)定文件帶來的影響，即要在不同環(huán)境條件下分別開展鐵板標(biāo)定，并要確保最終檢定結(jié)果準(zhǔn)確性；②要降低地面雷達(dá)天線主頻給最終檢測結(jié)果準(zhǔn)確性帶來的不利影響，如果瀝青路面厚度小于10cm，那么雷達(dá)天線頻率適宜控制在2G。通過采取有效的手段來防范雷達(dá)因素影響，更容易全面確保最終地面雷達(dá)檢測瀝青路面厚度結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、結(jié)束語

總之，地面雷達(dá)是檢測瀝青路面厚度準(zhǔn)確性和可靠性的一個(gè)有效檢測方法。在瀝青路面厚度檢測中應(yīng)用地面雷達(dá)期間，要規(guī)避對介電常數(shù)的影響和介質(zhì)中電磁波走時(shí)的影響，同時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)定的檢測流程開展檢測和分析判定，力求全面確保瀝青路面厚度檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。