傳統(tǒng)養(yǎng)護方式一般以人為主，通過日常路面巡視等方式，人為判斷路面的病害狀況，如瀝青路面的裂縫、龜裂、沉陷、波浪擁包等病害，水泥路面的斷板、碎裂、脫空等病害，道路表面的病害易于被發(fā)現(xiàn)，而隱藏在路面內(nèi)部的缺陷常不易被發(fā)現(xiàn)，這些病害直接反映到路面需要一定的時間，一旦路面產(chǎn)生了嚴重的病害，就到了大修的階段，處理費用大增。傳統(tǒng)鉆孔取芯檢測方法通過科學(xué)選點、現(xiàn)場鉆芯及室內(nèi)試驗等手段獲取路面結(jié)構(gòu)層質(zhì)量參數(shù)。取芯法在現(xiàn)場選點時由于具有一定的隨機性和偶然性致使檢測結(jié)果未必能真實反映現(xiàn)場路段的實際情況；取芯機因機械鉆取深度有限等技術(shù)原因很難發(fā)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)層已經(jīng)存在的病害，因此出現(xiàn)了路面病害直接影響到路面外觀質(zhì)量或車輛行駛舒適性時才引起道路養(yǎng)護部門的重視；作為傳統(tǒng)的取芯法，其特點可歸納為：效率低、代表性差，在正常交通車輛運營狀況下存在相當(dāng)大的安全隱患，且路段沿線均為取芯孔洞，不僅影響路面外觀，而且對道路實體有一定的破壞作用。由于路面病害只有到了一定嚴重破壞程度才能引起足夠關(guān)注而不能提前預(yù)知，對以科學(xué)合理監(jiān)控和評估路面質(zhì)量狀況并有針對性地制定處理措施為目的的養(yǎng)護單位而言，該檢測方法的合理有效性和應(yīng)用推廣性顯得尤為不足。探地雷達作為一種新的檢測方法，采用向路面結(jié)構(gòu)層下發(fā)射脈沖高頻電磁波，通過不同結(jié)構(gòu)層介質(zhì)不一的電性特征和電磁波的反射原理，獲取來自路面以下結(jié)構(gòu)層不同電介質(zhì)的反射波振幅、頻譜、相位等物理參數(shù)特征，分析路面結(jié)構(gòu)物電介質(zhì)物理特征，查找路面結(jié)構(gòu)層存在的各類病害，真正為養(yǎng)護單位采取快速連續(xù)、準確無誤的養(yǎng)護決策提供技術(shù)依據(jù)，該項目采用美國GSSISIR-20路面探測雷達，主機可適配16MHz2.2GHz高中低頻的各類雷達天線。
測試原理
探地雷達方法是一種地球物理檢測方法，是20世紀70年代發(fā)展起來的一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜電磁法，依據(jù)電磁脈沖在地下傳播的原理進行工作，電磁波由地面的發(fā)射天線在向地下傳播的過程中，當(dāng)遇到存在電性差異的地下目標(biāo)，如管線、空洞、水、分界面等時，電磁波發(fā)生反射，由地面的接收天線接收，通過對接收到的雷達波進行處理和分析，形成波的雙程走時與檢測深度的平面圖形，分析圖形可推斷地下目標(biāo)體的空間位置、結(jié)構(gòu)、電質(zhì)特性和幾何形態(tài)，從而完成對隱蔽目標(biāo)物的探測工作。
探地雷達啟動時，發(fā)射端向路面結(jié)構(gòu)層下介質(zhì)層發(fā)射一定高頻電磁波，經(jīng)地下病害反射后返回被接收端接收。脈沖波行程時間為：
當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層下介質(zhì)波速已知時，可根據(jù)實測行程時間，由上述公式求得病害深度。電磁波往返行程耗時由反射波對發(fā)射波的延長耗時確定。反射波形由重復(fù)發(fā)射的電磁波按等間距疊加波形合成。當(dāng)路面發(fā)射端和接收端沿檢測范圍以等距離工作時，可在以往返行程時間為縱坐標(biāo)、測試距離為橫坐標(biāo)的探地雷達檢測屏幕上，實時測繪出由病害反射波深度確定的時距波形圖。此外，探地雷達還可以實時記錄以數(shù)字形式采集的各斷面波形數(shù)據(jù)。
探地雷達圖譜說明
對于探地雷達圖像的解釋，就是通過標(biāo)志層反射波的雙程走時，進行路面結(jié)構(gòu)層厚度的計算，對所發(fā)現(xiàn)的異常雷達圖像定性地給予路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)可能存在缺陷屬性的定性解釋。
實例驗證
結(jié)合京滬擴建項目開展了一段試驗段檢查，應(yīng)用探地雷達譜圖分析得出的結(jié)論，與現(xiàn)場實地開挖情況對比，驗證以探地雷達技術(shù)探測的路面板內(nèi)部缺陷的可行性和正確性。對京滬高速公路KXXX+150~KXXX+800段路面病害進行評估。在現(xiàn)場檢測工作開始之前，對該檢測路段進行現(xiàn)場實地踏勘，完整收集有關(guān)公路設(shè)計和施工資料，全面了解沿線道路整體質(zhì)量分布狀況，對現(xiàn)有的路況檢測資料進行分類、整理和分析。以下對測得的不同病害分別加以分析說明。
脫空
脫空主要分為充氣脫空和充水脫空。雷達圖像上脫空區(qū)域內(nèi)的反射信號比較強。
不密實
底基層不密實區(qū)域內(nèi)的反射信號比較強。
富水區(qū)
雷達波形可以比較清楚地識別層間富水，層間富水區(qū)域內(nèi)的反射信號比較強。
基層損壞(疏松)
根據(jù)探地雷達反射波波幅的差異狀況和波形變化程度，將路面下基層內(nèi)發(fā)現(xiàn)的疏松狀況劃分為以下3種類型：I類———輕微疏松，即路面下基層存在輕微的疏松；II類———中等疏松，路面下基層的疏松較為嚴重，但尚未導(dǎo)致局部空洞的產(chǎn)生；III類———嚴重疏松，路面下基層出現(xiàn)嚴重疏松，局部已產(chǎn)生較大面積的空洞。
破碎、離析
從雷達波形可以比較清楚地識別層內(nèi)破損和面層離析，反射信號也比較強。
結(jié)語
根據(jù)探地雷達在實際工程中的檢測結(jié)果和大量相關(guān)研究，利用探地雷達測試特點和優(yōu)勢，提出了異常雷達圖像定性圖譜所對應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)可能存在缺陷屬性判定標(biāo)準，并結(jié)合京滬擴建項目開展了一段試驗段檢查，應(yīng)用探地雷達譜圖分析得出的結(jié)論，與現(xiàn)場實地開挖情況對比，比較吻合，驗證探地雷達技術(shù)探測路面板內(nèi)部缺陷的可行性和正確性。通過對測試結(jié)果分析，利用提出的標(biāo)準很好地反映出路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的如脫空、不密實、富水、基層損壞、面層離析等各類病害，對高速公路或其他等級公路日常預(yù)防性養(yǎng)護和施工改造前病害預(yù)測提供了方便快捷、準確判定的方法和標(biāo)準。
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