探討雷達法在公路檢測中的應用

賈利民

摘要：隨著整個經濟的發展，我國的高速公路的建設得到快速的發展，公路的施工質量與運行中檢測問題要求越來越高，而具有快速、方便、無損壞、準備實時的檢測的優點的探地雷達技術，在公路檢測中得到了廣泛的應用。探地雷達是一種應用在各個領域中的很好的新型的無損傷的探測設備，比一般的探測方法具有效率高、準確度高、分辨率強的優點。

關鍵詞：雷達法；公路檢測；應用

1雷達法檢測系統和工作原理的概述

探地雷達的檢測系統通過雷達主機和信號處理器、發射裝置、接受裝置，以及顯示存儲、天線等構成比較完整的探地雷達方面的系統。發射機可以通過路存儲能量的釋放將脈沖信號傳給天線，加以控制。然后通過天線把電磁波傳輸給路面系統。高速的采樣電路屬于接受裝置的重要內容，去以撲捉傳回的信號并把其擴大，進行信號方面的處理。天線為有效進行電磁波信號的接受和發射渠道，信號方面的處理主要針對單元進行處理和分析工作，顯示接收和反饋的數字方面的信號。（1）雷達檢測的主要原理；為探地雷達以地表進行天線向地層的發射工作。在電磁波形式下，一般會通過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程，會受到地質方面的影響。若遇到電性及物性方面的差異介質，很容易出現和發生面產生反射的問題。反射的電磁波，由接收天線進行接收，通過相關的顯示方面的設備，顯示返回波實際的相位、振幅和波長等，進而確保整個行走的時間，計算的公式為，z為反射體具體的深度，x表示為發射和接收天線實際的距離，v表示波實際的速度。以上述的公式獲取反射體深度數值。電磁波方面的傳播，主要以介質進行傳播，并對電磁場的強度波形合理的進行分析和處理，最終確保地下界面介質的結構和空間位置能夠合理。反射界面波地反射方面的系數，介質對于波地實際吸收的程度，會直接對探地雷達脈沖的信號強度造成一定影響。兩側的界面介電常數存在一定的差異，反射波的能量越來越強。電磁波傳輸時，衰減程度為地表電阻率所控制。電阻率更小，探測的深度就會更小。通常情況下，探地雷達適用于地表電阻率高于80歐姆的探測，且公路實際的結構層面電阻率完全高于80歐姆，表示適合進行探測工作。與此同時，以電磁波趨膚方面的理論獲取頻率，頻率更低說明其穿透力就會更大；（2）測量方面的參數；探地雷達性能方面的參數，屬于最大探測深度和最小分辨率的體現。測量方面的參數一般有時窗的長度、天線方面中心頻率、采樣的頻率、信號源脈方面的沖寬度；（3）探測方面的深度；探地雷達應結合路層介質實際的特征和性能，確定設計探測實際的深度、工作頻率進行有效的選擇。電磁波對地層進行傳播的過程，頻率更高，表示衰減力就更大，地質濕度對于介質方面的損耗的影響，也是非常大的；（4）最小的分辨率；最小的分辨率主要為雷達探測過程，相距較近的探測目標方面的能力，分辨率能夠分成垂直和水平分辨率。雷達的距離的分辨率計算的公式：AR=-AR=B，屬于雷達發射頻帶實際的寬度，v代表電磁波實際進行傳播的速度；（5）中心的頻率；選擇中心頻率和雷達的性能的參數，有著緊密的聯系。所以，在進行中心頻率的選擇時，需要全面的考慮到性能方面的指標和天線的尺寸、地點符合的程度。通常情況下，應確保地點和測試最小的分辨率滿足的前提下，盡可能的降低中心頻率。

2雷達法在公路檢測中的應用

2.1厚度檢測的形式

公路的施工質量，最為主要的指標為路面結構實際的厚度值。一般情況下，公路測試的厚度方式包括：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工費時的特征。在一定程度來講，比較容易對地面產生很大的破壞，進而造成對路面的質量方面的影響。并且其能夠有效的對路面的厚度進行計算，但其準確度較低，不會明確的反應出路面實際的厚度。測厚度方面的原理，主要需結合電磁脈沖對于空氣、界面間傳播的速度，以獲得厚度實際的測量。所以，公路實際的厚度進行測量的過程，需要保證電磁波于各結構層間傳播的速度的時間和速度的大小。以兩個參數獲取公路厚度值c代表光實際傳播的速度，為電磁波界面內的單程時間，w是介電方面的常數，以上述公式檢測實際公路的厚度。與此同時，還應用探底雷達對存在脫空缺陷的地方進行脫空檢測，一般來說，襯砌脫空主要存在于拱頂部位，少量發生于仰拱，頂拱脫空通常是由于襯砌混凝土澆筑過程中填充不實，再加上混凝土的收縮導致的，仰拱脫空是因為地下水作用，仰拱被地下水掏空造成的，無論是哪一種脫空，均要采取相應措施進行控制，否則容易出現工程事故。

2.2實例參數選擇

本文以實例參數進行選擇：（1）天線頻率值為800MHz和2600MHz空氣耦合型的天線，需要反復記性測量的形式；（2）時窗的長度選擇23ns，以2600MHz天線時窗的長度進行選擇12ns；（3）水平方面的檢測，各個測量段的距離應小于1.5kin；f41垂直采樣頻率所有的掃描樣點的數量控制在1022。

3雷達檢測

結果和鉆芯測厚間進行對比，能夠看出兩者基本一致，表示雷達探測公路的厚度非常的便捷，具有精度、無損等特征。公路方面的測量存在廣泛應用的價值。

4公路方面的隱患雷達法

檢測公路的隱患，能夠合理的找到路面結構中的不足，了解公路中質量和實際使用的情況，對于路面維護具有一定價值。探地雷達適合用于路面隱患方面進行檢測，并檢查其產生的原因、類別和部位。以雷達法對路面進行檢測，從而獲取器沉陷剖面的圖形。

5結語

從產生應用到至今，經歷了30多年的發展，新科技、新技術的廣泛應用，雷達的硬件與軟件技術都得到了很大的提升。采用的處理方式越來越先進，接受的頻寬越來越寬，系列化地頻率可供選擇使得能夠在探測中滿足高分辨率的需求。