趙毓璋

（甘肅省交通建設(shè)質(zhì)量安全造價(jià)中心，甘肅 蘭州 730000）

為了進(jìn)一步提升公路工程建設(shè)質(zhì)量，公路工程檢測(cè)是必不可少的步驟，特別是要加強(qiáng)公路維護(hù)檢修和公路質(zhì)量方面的檢測(cè)，已經(jīng)成為了確保公路質(zhì)量的關(guān)鍵所在。公路質(zhì)量檢測(cè)屬于綜合性較強(qiáng)的工作，需要比較高的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)要求。傳統(tǒng)公路質(zhì)量檢測(cè)采取的是鉆心取樣檢測(cè)方式，但是此種方法的檢測(cè)周期相對(duì)較長(zhǎng)、精度相對(duì)有限，會(huì)對(duì)公路造成破壞，一定程度上影響公路應(yīng)用性能。隨著地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，將其應(yīng)用到公路質(zhì)量檢測(cè)中，能夠大大降低檢測(cè)工作量，縮短檢測(cè)周期，同時(shí)不會(huì)對(duì)公路造成破壞。因此探究地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)的具體應(yīng)用情況對(duì)于推動(dòng)公路檢測(cè)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)基本概述

地質(zhì)雷達(dá)的基本原理就是利用高頻電磁波來(lái)對(duì)地下介質(zhì)電性情況實(shí)施探測(cè)，在公路檢測(cè)方面可以充分發(fā)揮無(wú)接觸檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)公路工程的無(wú)損以及連續(xù)性檢測(cè)，能夠大大降低工作量、縮短檢測(cè)工期、提升效率。

地質(zhì)雷達(dá)的主要組成部分包括雷達(dá)主機(jī)、天線系統(tǒng)等部分，其中主機(jī)系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)部分、控制系統(tǒng)等，天線系統(tǒng)主要用于信號(hào)的發(fā)射以及接收。在實(shí)際工作時(shí)，雷達(dá)會(huì)發(fā)射高頻電磁波脈沖信號(hào)，利用天線的不同角度將信號(hào)傳輸?shù)焦饭こ讨?，不同的電性差體會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行不同的反射，受到介質(zhì)特性的影響高頻電磁波會(huì)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)變。因此，工作人員在接收時(shí)域波時(shí)需要對(duì)其實(shí)施處理，從而能夠更加準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)體空間和實(shí)際位置。將地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到公路工程質(zhì)量檢測(cè)方面，可以在正式施工之前來(lái)對(duì)施工所在區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況、水文條件等實(shí)施勘察，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)地質(zhì)勘查方式（工程鉆探為主）中資源消耗量較大、時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。傳統(tǒng)工程鉆探方式一旦遭遇地質(zhì)條件變化嚴(yán)重、巖層條件較為復(fù)雜的情況，就無(wú)法確保得到較高的勘測(cè)精度，容易在后續(xù)工程建設(shè)方面引發(fā)相關(guān)建設(shè)事故。而利用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)可以更加精準(zhǔn)地獲取地質(zhì)狀況，從而防止事故的發(fā)生。

2 地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)誤差因素分析

受到公路所在環(huán)境、人為因素等各方因素影響，公路工程檢測(cè)中必然存在誤差，這就要求工作人員對(duì)于誤差原因進(jìn)行充分分析，采取相關(guān)措施增強(qiáng)公路檢測(cè)精度，降低外部因素影響，需要對(duì)產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上采取針對(duì)性措施進(jìn)行管控，進(jìn)一步降低檢測(cè)誤差，提升公路質(zhì)量檢測(cè)效率。在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程中，地質(zhì)距離判定直接影響著反射時(shí)間誤差，一般情況下相關(guān)工作人員會(huì)對(duì)反射時(shí)間進(jìn)行記錄，通過(guò)人工方式進(jìn)行記錄就不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，從而無(wú)法獲取更為準(zhǔn)確的反射時(shí)間記錄。

3 地質(zhì)雷達(dá)在公路工程質(zhì)量檢測(cè)方面的應(yīng)用分析

3.1 地質(zhì)雷達(dá)在公路工程質(zhì)量檢測(cè)方面的具體應(yīng)用

（1）對(duì)于公路工程路面厚度實(shí)施檢測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)勘查技術(shù)在公路工程檢測(cè)方面應(yīng)用最為普遍的內(nèi)容就是路面厚度檢測(cè)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方式主要為挖坑以及鉆芯法，兩種方法在具體應(yīng)用過(guò)程中具有較高盲目性，容易造成較大資源損耗，并且會(huì)對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)造成破壞。特別是對(duì)于處在復(fù)雜環(huán)境下的公路檢測(cè)來(lái)說(shuō)，受到環(huán)境影響以及交通運(yùn)輸量影響，必然增加實(shí)際檢測(cè)難度。但是應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)對(duì)于公路工程路基厚度進(jìn)行檢測(cè)，則能夠非常有效地避免此種問(wèn)題，能夠有效提升地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用效果，利用“短脈沖”的方式能夠?qū)β坊牧蠈?shí)施動(dòng)態(tài)性檢測(cè)。利用雷達(dá)識(shí)別軟件可以對(duì)結(jié)構(gòu)層邊界實(shí)施自動(dòng)辨識(shí)，能夠獲取雷達(dá)技術(shù)波在不同層的雙程走時(shí)。通過(guò)分析雙程走時(shí)、電磁波在不同材料中的傳遞速度就可以得到相應(yīng)的檢測(cè)圖像，以此為基礎(chǔ)能夠計(jì)算得到工程路面的具體厚度情況。在具體檢測(cè)操作過(guò)程中，要參照檢測(cè)區(qū)域路基標(biāo)稱厚度值來(lái)選定最為適宜的雷達(dá)天線，從而最大程度降低外部因素對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的影響。在對(duì)水泥混凝土、瀝青混凝土路基實(shí)施檢測(cè)時(shí)，需要選定最為適宜的雷達(dá)信號(hào)傳輸速率，嚴(yán)格控制檢測(cè)誤差，保證其小于1 cm。

利用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)公路工程實(shí)施檢測(cè)過(guò)程中，要采取最為適宜的方式方法。

第一，參照路面具體類型、所檢測(cè)路面實(shí)際精度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選定最為適宜的地質(zhì)雷達(dá)，具體包括如下幾方面：①若是對(duì)瀝青混凝土路面實(shí)施檢測(cè)，可以采取中心頻率為2 500 MHz 的雷達(dá)天線來(lái)進(jìn)行。主要原因在于此種雷達(dá)天線的分辨率相對(duì)較高，可以實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)射頻率，利用此種類型地質(zhì)雷達(dá)實(shí)施路面厚度檢測(cè)過(guò)程中可以更好地進(jìn)行誤差控制，可以保證其處在科學(xué)合理范圍內(nèi)。需要特別注意的是，此種地質(zhì)雷達(dá)天線的總體能量相對(duì)較低，運(yùn)行過(guò)程中的能耗較大，因此往往應(yīng)用在路面結(jié)構(gòu)層厚度30 cm 以下情況的檢測(cè)。應(yīng)用此種地質(zhì)雷達(dá)過(guò)程中主要是對(duì)瀝青混凝土不同結(jié)構(gòu)層厚度實(shí)施分析，實(shí)際應(yīng)用時(shí)主要采取的是懸掛方式，往往設(shè)置在小型汽車的尾部區(qū)域，采用此種類型地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)的速度和理論值存在相應(yīng)偏差。從理論上看此種地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)速度能夠達(dá)到90 km/h，但是具體應(yīng)用時(shí)往往受到外部因素影響，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)檢測(cè)速度僅僅能達(dá)到30 km/h。②若是對(duì)水泥混凝土公路結(jié)構(gòu)實(shí)施檢測(cè)，一般情況下要保證地質(zhì)雷達(dá)天線的工作頻率能夠達(dá)到500 MHz。此種類型的地質(zhì)雷達(dá)往往都是拖地式的雷達(dá)，此種雷達(dá)會(huì)將發(fā)射器和接收器進(jìn)行有效合并。此種地質(zhì)雷達(dá)的能耗相對(duì)較低，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，其具備非常強(qiáng)的穿透性，可以應(yīng)用到厚度在150 cm 的介質(zhì)層當(dāng)中。雖然此種雷達(dá)的傳統(tǒng)能力較強(qiáng)，但是也存在不足的問(wèn)題，其不足之處更多體現(xiàn)在精度差異方面，此種雷達(dá)相對(duì)于懸掛式地質(zhì)雷達(dá)來(lái)說(shuō)有所不足。

第二，不同于傳統(tǒng)方式來(lái)對(duì)公路路面結(jié)構(gòu)實(shí)施檢測(cè)，采取地質(zhì)雷達(dá)來(lái)對(duì)路面結(jié)構(gòu)厚度實(shí)施檢測(cè)時(shí)需要更高的取樣密度。同時(shí)對(duì)于那些相對(duì)較為特殊的區(qū)段來(lái)說(shuō)需要進(jìn)一步增加取樣的密度，通過(guò)此種方式可以最大程度確保所取數(shù)據(jù)資料更好滿足取樣密度、精度方面的需要，從而能夠?yàn)橹蠊饭こ搪访尜|(zhì)量檢測(cè)打好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）對(duì)于公路工程的病害類型實(shí)施檢測(cè)。在對(duì)公路病害實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中要充分參照公路所在區(qū)域的環(huán)境情況、外部車輛載荷等來(lái)實(shí)施。隨著公路使用時(shí)間的增加，公路路基往往會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的沉降，長(zhǎng)此以往會(huì)產(chǎn)生路面空洞問(wèn)題，在很大程度上影響到公路應(yīng)用的安全性，不但增加交通事故的出現(xiàn)概率，同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)公路建設(shè)的穩(wěn)定性。針對(duì)此，在對(duì)公路病害進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一定要最大程度發(fā)揮地質(zhì)雷達(dá)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行檢測(cè)，從而充分掌握公路路面、路基平面布置情況，也可以對(duì)于某區(qū)段建立起剖面圖，以此為基礎(chǔ)來(lái)確定公路產(chǎn)生損害的具體范圍，從而能夠?yàn)橹蠊返木S修養(yǎng)護(hù)提供必要保障。通過(guò)檢測(cè)所獲取的數(shù)據(jù)能夠第一時(shí)間傳遞到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)當(dāng)中，在此基礎(chǔ)上建立起三維立體模型，能夠?qū)仿坊?、路面損害情況更加精準(zhǔn)地控制。

（3）對(duì)于公路局部密實(shí)性、脫空情況實(shí)施檢測(cè)。公路工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中往往要采取不同類型建設(shè)材料，對(duì)于不同的建設(shè)材料存在著差異性的分層結(jié)構(gòu)，也會(huì)產(chǎn)生差異性的介電特性，但是通過(guò)所獲取圖像信息的一致性情況可以有效減小不同類型檢測(cè)數(shù)據(jù)的誤差值。由于公路表面層與基層、密集區(qū)的充分融合，會(huì)使得不同層之間并不會(huì)形成雜波發(fā)射的情況，也會(huì)造成波形具有較好的平滑性。若是所積累的水分無(wú)法第一時(shí)間充分排出，表層的積水會(huì)漸漸發(fā)生滲透，從而在不同表層間產(chǎn)生松散的問(wèn)題，一旦情況比較嚴(yán)重就會(huì)造成間隙擴(kuò)展的情況。在某階段之內(nèi)公路結(jié)構(gòu)面介電常數(shù)也會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)變，同時(shí)會(huì)造成不同層間常數(shù)比值不斷上漲。以雷達(dá)波射面和具體傳輸面所具備的特性來(lái)說(shuō)，能夠非常顯著地展現(xiàn)出反射面產(chǎn)生的變化，但是具體的傳輸頻率會(huì)不斷下降，地質(zhì)雷達(dá)能夠獲取相關(guān)圖像，從而全面、及時(shí)發(fā)現(xiàn)公路結(jié)構(gòu)層存在的問(wèn)題。

3.2 地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用前景分析

從相應(yīng)資料可知，我國(guó)在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)公路質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)間較早，近些年隨著技術(shù)水平的快速發(fā)展，地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)措施涉及的范圍也在進(jìn)一步擴(kuò)展。同時(shí)隨著我國(guó)公路工程建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，進(jìn)一步提高公路工程檢測(cè)質(zhì)量對(duì)于提升工程安全性、效益等方面具有重要意義。隨著各項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)手段的不斷完善，地質(zhì)雷達(dá)各方面應(yīng)用性能也會(huì)隨之完善，能夠全面解決公路路面破損等問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)于傳統(tǒng)鉆心取樣的方式來(lái)說(shuō)，采取地質(zhì)雷達(dá)來(lái)對(duì)公路工程質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，此種技術(shù)方式應(yīng)用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的精度，可以快速獲取檢測(cè)范圍內(nèi)公路工程的具體數(shù)據(jù)信息。所以在應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行公路工程質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，一定要不斷完善地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化完善地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)性能，相關(guān)工作人員需要進(jìn)一步擴(kuò)展并延伸地質(zhì)雷達(dá)在相關(guān)領(lǐng)域的具體應(yīng)用情況，同時(shí)要加快地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步推廣，及時(shí)解決公路工程質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從而有效提升公路工程項(xiàng)目質(zhì)量檢測(cè)工作的質(zhì)量以及效率，并且也可以有效降低各方面資源浪費(fèi)、增加經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步推動(dòng)公路工程的發(fā)展。