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    探地雷达在公路工程的应用研究现状

    时间:2019-07-24    作者:仪多多网     

    探地雷达的发展历程

      1904年,德国人Letmbach首次将电磁波信息技术应用远距离金属物体探测上,这是被公认有关雷达的最早应用。到1910年,G·Leimback和Lowy教授首次以专利形式提出将雷达方法应用于探地。

      从上世纪70年代开始,探地雷达的应用范围才真正意义上得到扩大,其范围逐渐从冰层、岩盐矿层等弱耗介质,扩展到石灰岩地区采石场的探测、淡水及沙漠地区的探测、工程地质探测、煤矿井探测、地下矿产、人造材料、混凝土钢筋、泥炭调查探测、埋设物探测、不同岩层形态的深度以及厚度探测、坝体渗漏及空间位置探测、隧道工程及堤岸检测、公路铁道病害探测等许多领域。

      到80年代后期,西方发达国家中出现了较完善的应用在公路勘测和检测领域中的雷达技术,美国于1994年发明出第一台公路型探地雷达,此后的芬兰也对探地雷达做了大量研究,美国将该技术与其他相关技术结合,达到了同时解决探测道路结构层病害和检测结构层材料特性的双重目的。探地雷达刚进入中国时,许多人通过做带有质量缺陷的混凝土块来测试探地雷达的检测效果,检测效果多数令人满意,之后国内的公路人开始慢慢认可采用探地雷达方法进行道路病害检测得出的结果。

      90年代初,吉林某单位率先使用探地雷达对长春至四平的某段高速公路进行了检测并取得了较好效果,随后河北某单位使用探地雷达对石家庄至安阳公路某段的厚度进行了检测,广东物探队联合铁道部物探中心对某机场跑道进行病害检测,以此为开端,探地雷达被我国的技术人员应用到隧道、铁路、大坝等许多工程领域。近十几年,随着现代化的电子技术、信息技术、材料技术不断发展和应用,以及国际上一些做的比较好的探地雷达公司(如美国GSSI、日本OYO、意大利IDS、瑞典MALA公司等)对产品研发的不断深入,使得地雷达技术越来越成熟,产品质量越来越好、性能越来越稳定。


    探地雷达应用于公路行业的优势

      探地雷达方法与传统道路检测方法相比不具有破坏性,同时探地雷达还能满足对检测路段快速、连续检测并实时显示检测结果的要求,而且它能胜任路基病害调查、道路结构层厚度检测、道路裂缝病害检测以及修补路段的修补质量检测等多重任务。

      由于国家发展的需要,我国高速公路里程已连续多年保持高速增长状态,多个部门连年增加在道路养护方面的投入,也鼓励业内人士积极尝试新方法解决在养路过程中遇到的问题,这种背景虽然促进了探地雷达在公路行业的迅速推广,但也产生了一些问题。


    探地雷达应用于公路工程

    存在的问题一、使用者专业能力有限

      使用探地雷达方法进行公路病害探测的主要过程是发射天线向地下发射电磁波,电磁波遇到不同的介质出现反射、绕射等现象,接收天线将接收到的反射信号传给主机,主机进行一道道显示。技术人员通过雷达剖面判断路面下不同结构物的相关信息。该探测过程集合了公路、材料、信号、探地雷达等多个领域的知识。

      首先技术人员在进行探测前需详细了解公路面层、基层和路基信息,各层分别使用了什么材料,要求技术人员知道不同材料的相对介电常数值,能够根据这些数值和探测目的以及现场试验结果合理设置探地雷达采集参数。然后是数据的处理,该步骤要求技术人员具有扎实的信号处理知识,不仅要清楚每一个处理过程会对原始数据进行哪些改造,还得清楚每一步处理要达到何种目的,还要能准确判断每步的处理质量。最后是进行解释,丰富的处理经验是做好解释的必备条件。

      通过以上分析得到,想要得到高质量的雷达检测结果,中间每个环节都必须严格控制。在实际应用中我们经常见到不同的用户会遇到各种各样的问题,由于用户只是公路行业或土木行业出身,自身不具备成套的专业技术、不是采集到的检测数据质量低,就是数据处理效果不佳,或者更致命的,他们对自己处理后的雷达剖面都无法解释,不确定什么样的病害产生什么样的波场,不能准确的解释出雷达剖面上包含的病害类型和病害深度信息,不能将检测结果转变成有效的地下结构信息等等。

      不难看出,专业的事情还是得有专业的人员来完成,要想得到高质量的检测结果还是得以经验丰富、技术纯熟的专业人员作为保障。


    探地雷达应用于公路工程

    存在的问题二、专业设备闲置现象普遍

      设备是进行检测必不可缺的工具,设计合理、质量过硬的设备往往会使我们的检测任务事半功倍,如果使用得当的话,能使我们得到更高质量的原始数据、检测结果也更准确,所以做的比较久的同行会经常发出“要是咱们单位也能搞一套像那某某某的设备就好了!”类似的感慨,这些功能强悍、性能稳定的设备中有很大一部分是需要进口的,而且往往价格不菲。

      由于“设备是否先进即代表实力是否雄厚”的思想流行,加上许多企业经济实力雄厚,所以即便这些设备很昂贵,但跟风购买它们做门面、赚噱头的单位依然众多。等设备买回来之后,由于使用者本身的专业素质有限,多数情况下这些设备是在仓库睡觉或者仅仅被设备管理员们开开机、充充电,发挥不出设备本身的作用,造成了资源浪费。



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