在我國，高速公路的發展速（sù）度隨著經濟建設水平的快速提升而（ér）較為迅速，評價公路後期（qī）維護的路況質量以及檢測新建公路質量的工作量也日（rì）益攀（pān）升。公路建（jiàn）設越來越快，對檢測手段的要求也越來越高，顯（xiǎn）然以（yǐ）往的技術已經無法滿足需求（qiú）。而探地雷達雖出現得較晚，但（dàn）是在探測淺層地下（xià）目標上其技術較為新興，與需求相符。

1概述

我國的公路網隨著近年來快（kuài）速的公路建設而初具規模。但是，對公路的路麵維護質量（liàng）決（jué）定了公路的使用壽命。而路麵維護（hù）需要係統的路麵狀況數據支撐，因此，對公路狀況進行科學的檢測便顯得尤為重要。以往的檢測方式不僅會（huì）在不同程度上損壞路麵，而且無代表性、效率（lǜ）低下。探測雷達的發（fā）射（shè）電磁波采用無載（zǎi）波的（de）毫微秒脈衝，瞬時掃頻是其顯著特點，在不同土壤頻率範圍內，它的頻譜具備全穿（chuān）透以（yǐ）及全覆蓋的（de）能力，可以更（gèng）好（hǎo）地探（tàn）測地下目標；探測回波在寬頻譜的作用下使得目標電測特性較為完整且不會丟失，從而做到有效（xiào）識別目標。

與以往的（de）檢測方法（fǎ）相比，探測雷達的（de）作用顯（xiǎn）著，包括靈活方便的操作、較高的分辨率、連續的探測進程、較低的探測費用以及較快的探測速（sù）度等。探地雷達（dá）（GPR）這種新型的檢測方式便應運而生。此種檢測技術現如今應用較為（wéi）廣泛，其精確度高且（qiě）高效、無損。上海市政曾引進一台探地雷達（dá），但是該設備與一般的檢測儀大不相同，其專業技術較強且用戶的開放性不高。因此（cǐ），對於探地雷達的應用較為有限，未（wèi）將該（gāi）設備的作用發揮到極致，工程人（rén）員還未能很好地解釋圖像（xiàng）並處理數據。如果將探地雷達充分（fèn）應用在道路工程上，那（nà）麽以下大量的工作便可快速開展：改造與評定舊路、勘察與收集設計資料、切實把控施工質量、探測病害隱（yǐn）患、研究檢測設備的應用技術、監察與仲裁工程質量的事故原因以及對路麵的材料和（hé）結構（gòu）進行（háng）深入研究等。

2利用探地（dì）雷達技（jì）術來檢測識別異常的公（gōng）路

2.1　探地雷達（dá）工作原理（lǐ）

雷達檢測車（chē）以一定速度在路麵（miàn）上行駛，路麵（miàn）探測雷達發射（shè）電（diàn）磁脈衝並在短時間內穿過路麵，脈衝反射波被無線接收機接（jiē）收，數（shù）據采（cǎi）集係統記（jì）錄返回時間和路麵結（jié）構中的不連續電（diàn）介質常數（shù）的突變情況。路（lù）麵各結構層材料的電介質常數明顯不同，因此電介質常數突變處也就是兩結構（gòu）層的界麵。根據測知的各種路麵材料的電（diàn）介（jiè）質（zhì）常數及波速，可計算路麵各結構層的厚度或（huò）給出含水量、損壞位置（zhì）等資料。圖（tú）1為TS-WGR1201(A)無（wú）線探地雷達主機，圖2為地質雷達工作原理。

圖1　TS-WGR1201(A)無線探地雷達主機（jī）

圖2　地質雷達工作原理

2.2　探地雷達無損（sǔn）測試技術

首先需要對正常的雷達圖像進行仔細探討之後再分析問題路麵的雷達圖（tú）像（xiàng）。層次分析是路麵結構的顯（xiǎn）著特點，而層與層之間（jiān）的建築材料也不盡（jìn）相同。從測試（shì）結果中可以發現（xiàn），正常（cháng）的路麵層中（zhōng）信號強度大致相（xiàng）同，在圖像中差別不大；雷達異常圖像中會以水平線形來展示色譜圖或者（zhě）是波相同相軸（zhóu），這是對正常路麵基層探地雷達檢測圖像的判別標誌。其中近水平的、平緩、負峰的色譜線條（tiáo）特點與路麵基層的上下界麵一一對（duì）應，色譜（pǔ）也均勻分布在其內對應的剖麵上。路麵基（jī）層除（chú）了上（shàng）述特征外，部分近水平、斷（duàn）續的、平緩、微弱、平峰的色譜線或同相軸會呈現在分層鋪築的界麵處，項目的質量會隨著圖像越弱越窄而（ér）越優秀。若圖像寬且強則代表了界麵中有夾層或是太過（guò）鬆散。

3在公路檢測中探地雷（léi）達的應（yīng）用（yòng）

3.1　調查公路裂縫

雨水通常會隨著公路裂縫而滲透到公路中，從而使（shǐ）公路路基以及路麵（miàn）受到損毀，影響道路的正常使用。在調查公（gōng）路裂縫時，探地雷達（dá）主要分析（xī）探討的是反射（shè）波同相軸。在現實中進行公路裂（liè）縫檢測時（shí）應將天線中心頻率設置在大約1000Hz。為了確保得到精準的檢（jiǎn）測結果，需要在相同的速度下對路（lù）麵規（guī）模以及寬度相對一（yī）致且較為穩定的天線頻（pín）率下進（jìn）行持續測試。

3.2　雷達對地（dì）層空洞的探測

與以往的公路施工相比，現階段的施工更為複雜，道路的總體質（zhì）量（liàng）與（yǔ）路麵的（de）施工品質息息（xī）相關。路麵因尚存的不同幹擾（rǎo）因素而問題不斷（duàn），例如麵層破（pò）損以（yǐ）及基層縫隙等。路麵結構也會隨著問題的出（chū）現（xiàn）而發生改變，最終改變結構與結構之間的布局情況。以此為背景，當對（duì）比正（zhèng）常區域的路（lù）麵與雷達所釋放（fàng）的（de）電磁波時，問題便很容易顯示在剖麵圖之上，如（rú）圖（tú）3所示。

圖3　路麵間層出現空洞

4在公（gōng）路檢測上應用探地雷達技術

雷達無損測試不會對目（mù）標產生不良（liáng）的影響且擁有極快的檢測速（sù）度。此類檢測（cè）方式以及裝置不僅可以有效降低工作人員的工作量以及（jí）工作強度等，而且在結果（guǒ）的獲知上也較為便捷與直觀，從某種（zhǒng）程度上促進（jìn）了（le）管理工作向新時（shí）期發展，意義顯著。對橋梁路麵開（kāi）展評（píng）價與無損（sǔn）檢測的研究，將在對道路改造方案的優化上、對路麵長期使用性能的深入認識（shí）上、對路網（wǎng）維護水平的提升上、對路麵設（shè）計的改造上以及對（duì）道橋施工質量的把控（kòng）上意義較為深（shēn）遠。道路的施工品質因此技術的（de）存在而獲得顯著提升，道路的使用（yòng）期（qī）限也獲得了延長（zhǎng）。在道路檢測活動中將其合理運用，項（xiàng）目的潛在問題便可（kě）以在第一時間獲知，道（dào）路也因此免於（yú）過早受到損壞。

4.1　探地雷達無損測試（shì）的（de）定位和（hé）勘查

聲波脈衝在傳感器（qì）的作用下可以快（kuài）速穿（chuān）過道（dào）路的結構層麵傳播出信號，與此同時設備會獲知材料（liào）表層的（de）發（fā）射信號，這是其原理。此類信號的介點數值不盡相同（tóng），數據的表現形式便是持續截麵。與其他方法相比較，它的（de）風險係數較低，電磁脈衝會在使用期間釋放出來，然後通過天線傳遞。而在傳遞（dì）的（de）進程一旦遇到界麵，衝擊波（bō）會出現折射現象（xiàng）且保存（cún）在設備之（zhī）中。此時，頻（pín）率較高（gāo）的（de）電磁波在天線發射裝置的作用下會（huì）傳遞（dì）到介質中，設備在通過差別明顯的介質時會接受（shòu）部分被反射的（de）電磁能，其他的電磁（cí）能會（huì）接著傳遞（dì）。表麵和反（fǎn）射麵的距離可通過對反射波的傳播速度以及時間（jiān）的分析來獲知，介質的屬性也可依據反射波的波形以（yǐ）及振（zhèn）幅來獲得。此方法擁有較高的安全（quán）指數、較為廣泛的應用區間以及較快的測試速度等（děng）。正因如此，在眾多條件不好的區域也可以發現它（tā）的身影。

4.2　測試路（lù）麵（miàn）的密實度以及厚度

電磁脈衝由雷達（dá）發生，在穿透道路表麵時速（sù）度較快，無線接收機（jī）在完成接（jiē）收脈衝反射波後，出現在路麵（miàn）結（jié）構（gòu）中的不連續電介質常數以及返回的時（shí）間等便會由數據采集係統記錄。路（lù）麵的結構層（céng）眾多且結構層之間的用料也不盡相同，電解質的數值也會隨之發生改變。在兩個結構層的接觸麵電解質數據（jù）會發生突變，路麵的厚度以（yǐ）及結構層的（de）含水量也可因獲取的電解質速率以及數值等信息而獲知。一般來講，路麵采樣的頻率（lǜ）和雷達測試速率（lǜ）息息相關，由實踐可知（zhī）在測試含水（shuǐ）率以及厚度時路（lù）麵雷達的存在意義重大。在地下介質中釋放合乎強度規定的電磁脈衝（chōng），然後對采集的地域波值進行詳細論述，例（lì）如傳遞的幅度等，可將介質的方位以及構造等分析（xī）出來，雷達的幅度以及剖麵相位會（huì）在（zài）大量積水處以及密度較低的（de）介質處（chù）發生變化。

5結語

探地雷達將發射天線送入地下的形式是寬頻（pín）帶短脈衝和高頻電磁脈衝波（bō），在傳播時脈衝遇（yù）到的介質麵不盡相同，那麽天（tiān）線便會接收部分雷達（dá）波釋放的能量。相信此項檢測工作在未來會隨（suí）著科技的不斷進步而開展得更加到（dào）位（wèi），從而得（dé）到廣泛的應用。總而言之，雷（léi）達檢測技術在未（wèi）來的發展道路上定會更上一層樓，而無（wú）損檢測裝置的發展也將更加安全。