瀝青路面厚度無損檢測技術(shù)研究

摘要：本文通過對RIS-K2探地雷達(dá)的應(yīng)用和近幾年探地雷達(dá)在公路檢測技術(shù)實(shí)踐資料來看，探地雷達(dá)技術(shù)是一種高速、安全的無損檢測技術(shù)，具有節(jié)省人工、機(jī)械消耗，大大縮短檢測時(shí)間，減少路面人為破壞，獲取大量數(shù)據(jù)、可用于公路各層厚度、路基狀況等的質(zhì)量檢測的優(yōu)點(diǎn)，在公路檢測領(lǐng)域是值得大力推廣和應(yīng)用的，可用于道路的路面厚度的快速無損檢測。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；厚度；無損檢測技術(shù)

探地雷達(dá)檢測路面厚度屬于無損、連續(xù)、自動(dòng)化厚度檢測方法。與鉆芯法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）無損檢測，不需要開挖路面結(jié)構(gòu)；（2）檢測速度快，可以對路面連續(xù)檢測；（3）檢測點(diǎn)數(shù)量與檢測頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉆芯法，統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)大幅增加，保證厚度結(jié)果的可靠性，更加準(zhǔn)確的反映面層厚度的真實(shí)情況；（4）除了厚度檢測，探地雷達(dá)可用于裂縫識別、混凝土板下脫空與壓實(shí)度和含水量評價(jià)等領(lǐng)域。

1.意大利探地雷達(dá)RIS-K2簡介與原理

公路探地雷達(dá)提供高頻1600MHz天線與低頻600MHz天線兩種天線，高頻天線適合于10~50cm面層厚度檢測，低頻適合1m路面結(jié)構(gòu)層識別與厚度估算，1600×600MHz天線陣充分兼顧瀝青路面面層厚度的精度與路面整體結(jié)構(gòu)層的探測厚度，可以滿足公路5cm中粒式瀝青混凝土面層與總厚度約60cm的檢測要求，實(shí)現(xiàn)路面厚度快速無損檢測。

意大利探地雷達(dá)三種主要檢測方式：車載式、推車式、背負(fù)式。由于車載架尚未完成，研究采用背負(fù)式檢測方式，即DAD主機(jī)裝入背包內(nèi)，依靠人工推動(dòng)輪距儀進(jìn)行直線方向厚度檢測，適合于雷達(dá)厚度標(biāo)定與短距離檢測，對于1Km以上長距離公路還不具備檢測條件。本次基于驗(yàn)證探地雷達(dá)在瀝青路面厚度檢測精度，暫時(shí)以背負(fù)式檢測，正式投入驗(yàn)收使用時(shí)應(yīng)當(dāng)以車載式檢測方式為主。

2.探地雷達(dá)快速檢測路面厚度檢測

為了進(jìn)行距離標(biāo)定，在路線縱向檢測方向鋼尺標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行粉筆標(biāo)注，利于標(biāo)定雷達(dá)測距輪測出距離坐標(biāo)。一般距離標(biāo)定測量1m與3m就足夠了，為了提高距離測量精度，可選擇多個(gè)距離測量，當(dāng)測距輪經(jīng)過各標(biāo)定點(diǎn)實(shí)際距離1m、3m、10m、20m 時(shí)，記錄雷達(dá)軟件顯示的測試距離。根據(jù)同一條公路三段距離標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)不同區(qū)段標(biāo)定系數(shù)存在差異，差距較小，推測原因是施工造成平整度差異，表1是不同路段標(biāo)定記錄。

將天線頻率1600MHz、時(shí)窗15ns、采樣點(diǎn)數(shù)512輸入?yún)?shù)設(shè)置欄。光柵間隔數(shù)值關(guān)系到測距輪距離標(biāo)定數(shù)值的準(zhǔn)確度，計(jì)算1m、3m對應(yīng)的雷達(dá)測距與實(shí)際距離比值，將兩個(gè)比值求平均值得到標(biāo)定系數(shù)，利用默認(rèn)值0.002m與標(biāo)定系數(shù)的比值，即可得到每米實(shí)際距離對應(yīng)的光柵間隔，其他參數(shù)保持雷達(dá)天線驅(qū)動(dòng)程序的默認(rèn)設(shè)定。

3.探地雷達(dá)RIS-K2工程應(yīng)用

我們采用RIS-K2探地雷達(dá)的天線是 1600MHz高頻、600MHz低頻兩種天線，高頻天線適合于10-50cm面層厚度檢測，低頻適合1m路面結(jié)構(gòu)層與病害識別，1600×600MHz天線陣可確保淺層的層位信息、淺層病害和深層的病害信息。兩個(gè)頻率的天線同時(shí)工作，既保證了探測精度，又提高了工作效率?？梢詽M足瀝青公路5cm中粒式瀝青混凝土面層與總厚度約60cm的檢測要求，實(shí)現(xiàn)路面厚度快速無損檢測。

3.1瀝青路面厚度檢測數(shù)據(jù)分析

使用600MHz天線進(jìn)行路面厚度檢測，采用Launch GRED軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分層分析。首先要根據(jù)儀器設(shè)備的實(shí)際情況（車載式）可定義一個(gè)垂直刻度的零點(diǎn)，來解決雷達(dá)天線和要掃描表面之間的距離。該操作主要用于雷達(dá)天線與地表沒有接觸的情況下對后期處理數(shù)據(jù)時(shí)提供依據(jù)，見圖1所示。

圖1 瀝青面層厚度自動(dòng)分層及結(jié)果

3.2路基路面病害檢測

通過圖像可以直接的看出道路建設(shè)工程中隱蔽工程的病害，為道路后續(xù)養(yǎng)護(hù)和加固方案制定提供最直接的依據(jù)。

3.3道路檢測過程中的影響因素

在道路實(shí)際檢測過程中會(huì)遇到其它影響因素，例如其他車輛、防撞護(hù)欄、橋涵結(jié)構(gòu)物等都會(huì)對圖像造成不同程度的影響。如下圖所示。

3.4瀝青面層厚度評定

根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》中瀝青面層測定頻率為雙車道每200m測一處，即每公里測5處，而采用RIS-K2探地雷達(dá)檢測瀝青路面厚度可以進(jìn)行每車道檢測，檢測點(diǎn)可以根據(jù)不同的要求進(jìn)行增加或減少，每公里可以為一個(gè)評定單元進(jìn)行評定，能夠真實(shí)、準(zhǔn)確的反應(yīng)道路的實(shí)際情況，為道路的厚度評價(jià)提供了足夠的數(shù)據(jù)。

4.結(jié)論

由于不同的公路所用材料及施工工藝不同，以及地質(zhì)情況的復(fù)雜性，在檢測工程中雷達(dá)圖也具有一定的多樣性，這對檢測人員的要求比較高，因此要根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)進(jìn)行歸納分析從而做出更準(zhǔn)確的判斷。

參考文獻(xiàn)

[1]張釗.公路路基路面快速檢測技術(shù)應(yīng)用研究[D].長安大學(xué).2017.06.16