摘要：本文電子應用論文首先介紹了無損檢測技術發展現狀及常用的無損檢測技術超聲波、激光、圖象、頻譜分析等技術，重點結合探地雷達的應用,對出現的路基路面病害提出相應的預防性養護方案及措施。
　　關鍵詞：無損檢測；道路；應用
　　一、無損檢測技術發展現狀
　　無損檢測技術主要應用于施工質量檢測與控制,通過采用先進、高效的檢測評價技術,能夠及時發現工程質量隱患,有效地防止路面出現各種早期破壞。在道路建成后的養護管理階段,隨著使用時間的增加,相應地,在不同時期恢復路面使用性能所需要的費用也明顯不同,這就給養護決策提出了最佳修復方案或養路資金優化分配問題。當前公路路面檢測的總體趨勢是由人工檢測向自動化檢測技術發展,由破損類檢測向無損檢測技術發展,由低速度、低精度向高速度、高精度發展。常用的無損檢測技術主要有以下幾種:
　　1、超聲波檢測技術
　　超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率的聲波，它在傳輸過程中服從于波的傳輸規律。超聲波路面檢測技術主要是通過發射超聲波到材料介質，接收反射波的相關參數。進而判斷結構內部破損情況的一種新型無損檢測方法。在介質中不同位置設置傳感器，測量超聲波在一定距離內傳播的時間，利用速度、時間與位移的關系計算波速，利用速度與介質相關參數的關系可以測定材料的有關參數如彈性模量、抗壓強度、抗折強度等，還可用來檢測材料或結構內部的缺陷。
　　2、激光檢測技術
　　激光檢測技術是近幾十年來發展起來的新型無損檢測技術,它之所以能得到廣泛應用,主要是由于激光具有高亮度和分辨率,好的方向性、相干性、衍射性等特點,激光技術在路面檢測中的應用主要利用激光的上述的特性。在路基和路面檢測中,激光主要應用于距離測定、紋理深度測定、彎沉測定、車轍深度及平整度測定幾個主要方面。
　　3、圖象技術
　　圖象技術包括紅外成像技術和激光全息圖像技術。前者主要是利用不同材料介質導熱性能不同的原理,利用高精度的熱敏傳感器可以檢測結構物內部的熱傳導規律和溫度場分布狀況,將檢測得到的數據圖象化,從而將結構內部狀況呈現出來。
　　4、頻譜分析技術
　　頻譜分析檢測技術的基本原理是分析在不同介質中傳播表面波的頻率特性。在路面結構表面用一力錘施加瞬時的垂直沖擊,就可以產生一組以振源為中心的具有各種頻率成分并沿地表一定深度向四周傳播的瑞雷面波,通過調整力錘重量或不同的錘頭可以獲得含有各種頻率成分的瑞雷面波信號,在不同位置設置傳感器可以檢測到波傳播的頻率,借助于頻域的互譜分析和相干分析技術,可以達到測試不同深度分層介質力學參數的目的。
　　二、探地雷達技術
　　探地雷達測試技術是一種非破壞性的測試技術。它具有抗干擾能力強、工作條件寬松、工作方法快速簡捷、較高的探測精度和分辨率等優點，探地雷達是用高頻電磁波（500兆赫）以寬頻短脈沖形式，由路面通過天線中的發射裝置（T）送入地下土層。遇到不同界面時，部分電磁波發生反射現象返回，為天線中的另一接受裝置（R）所接收，數據采集系統記錄返回時間和路面結構中的不連續電介質常數的突變情況。路面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，也就足兩結構層的界面。根據測知的各種路面材料的電介質常數及波速，則可計算路面各結構層的厚度或給出含水量、損壞位置等資料。探地雷達檢測瀝青路面厚度，路面脫空、裂縫、陷落、空澗等病害。根據天線發射頻率的不同，其探測深度可以從十幾公分到十幾米。可以說，路面雷達為路面厚度測試、相對高含水區域檢測、結構層完整性判定等提供了難以替代的手段。目前的路面雷達在瀝青砼面層厚度檢測上的精度約為3%，在水泥砼面層厚度檢測上的精度約為5%。路面雷達的應用，除了雷達天線本身的精度外，后處理軟件也非常關鍵，可以說，設備提供了檢測的手段，而軟件決定了應用的廣度和深度，應當引起國內用戶足夠的重視。另外，根據雷達測試數據分析路面結構的壓實度和含水量也是一個研究方向，數據分析與評價目前我國的公路科研和管理部門在綜合各項檢測指標，分析路面病害原因，評價其使用性能，并提出相應的養護措施方面已經建立了自己的體系。但近年來早期建設的道路開始進入了大中修或改建的高峰期，新建高速公路的一些路段也出現了早期損壞；與此同時，新型檢測設備不斷涌現，提供了更豐富、更精確的信息。因此，如何更好地利用自動化的無損檢測技術和分析方法，評價路面使用性能，深入分析病害產生的原因，以提出經濟上優化、技術上合理可行的維修方案，對于創造更好的社會效益和經濟效益是至關重要的。因此,雷達方法以其特有的高分辨率,在工程地質勘察,災害地質調查,公路工程質量的無損檢測,考古調查以及工程施工質量監測等淺層與超淺層地質調查中得到越來越廣泛的應用。
　　三、探地雷達在道路工程中的應用
　　探底雷達具有無損、快速、連續、高精度、高分辨、實時成像探測等特點、為道路交通部門提供，一種高效先進的無損檢測手段，主要解決以下問題：①設計前：設計資料的勘察收集。②施工前：勘察巖土狀況、確定地下管道、電纜等物體的位置和深度。③施工期：檢測瀝青或水泥混凝土路面面層的厚度和密度，及時監控質量，避免鉆芯取樣對路面造成的破壞及用于工程質量事故原因的監察與仲裁。④使用期：定期普測進行路面與路基缺陷的調查、路面與路基裂縫的調查方便管理部門及時掌握道路變化情況，實施補救措
　　施，并進行道路狀況動態管理。⑤養護期：檢測面板層間拖空、孔隙和破碎區域的范圍，為灌漿提供可靠依據。
　　四、探地雷達在道路工程中的具體應用
　　1、對路面質量進行控制
　　探地雷達可以快速、無損地對瀝青面層、基層及路基的壓實質量及含水量進行檢測、另外，通過大量的基層（土基）介電常數的統計分析，找出具常規值，當測得現場的介電常數不合理，而所得含水量有接近最佳時，認為此時壓實度不夠。
　　2、對路面厚度及路面結構缺陷進行檢測
　　傳統檢測路面厚度及路面結構缺陷的方法、通常是采用鉆孔取樣檢測，這種方法操作不便、工作量大，且對路面造成破壞。而采用探底雷達對公路路面進行質量檢測，書店快，對路面無任何損傷，可以檢測出路面的孔洞和脫空，識別出瀝青剝落層和裂縫的擴展。
　　3、對路基下采空區、高含水區及地下管道進行檢測
　　利用雷達無需開挖即可對地下管道進行檢測，它可以確定路基下采空區和高含水區的空間分布范圍，采空區和高含水區的平面坐標、深度與大致寬度可以通過雷達圖像處理軟件獲得，根據雷達圖像資料的解釋可對采空區和高含水區作相應的處理。
　　五、實例
　　杭州某大道鐵路下穿立交公路，由于長年重載車這量運輸使鐵路立交箱涵周邊路面常年有地下水溢出現象，同時該段排水系統泥沙流量也較大。對下穿鐵路立交箱涵兩側各約20m范圍的路面路基層進行探地雷達探測，探測該路面路基層的密實度情況，為后期改造整治提供科學依據。
　　此次探測深度范圍3m左右，采用500MHZ收發同置天線配合LTD-2000型探地雷達儀器進行檢測,選取采樣長度為50ns，采樣率512，掃描率64次/秒。天線沿測線緊貼路面以連續掃描方式進行野外實測。
　　從圖中可見。Ko+70至ko
　　圖1路面地質雷達探測映像圖
　　+75.ko+87至ko+90和ko+10至k+105三地段路基60cm下存在著地基垅動和松動，同時也發現在ko+90至ko+105這段在過去的混凝土路面施工中缺少鋼筋。
　　六、應用中存在的問題
　　探地雷達的工作原理相似于探空雷達，但是與探空雷達不同的是，由于地下介質分布比較復雜，且介質對電磁波具有較強的衰減作用，所以探地雷達在地下結構的傳播模型和回波模擬也比較復雜。近幾年來，路用探地雷達技術雖然得到很大發展，但是在應用過程中還有很多方面需進一步研究。路用探地雷達在探測過程中，雜波主要從以下幾個方面產生：①由于地下介質不均勻和地表不平整使天線晃動而產生的雜波。②由于取樣接收系統的時基不穩定而產生抖動。③地層間或目標的多次反射。這些雜波中有的是固定的，可以才有相減技術消除，在數據采樣的過程中，也可以利用采樣實時平均抑制于干擾。
　　七、論文總結
　　總之,路面檢測與評價技術在檢測和控制施工質量、提高公路養護管理科學化水平及改進路面設計等方面都具有十分重要的地位和作用,路面檢測評價技術水平的不斷提高,對病害進行針對性、預防性養護,防止病害的快速發展,甚至根治這些病害,對于延長道路使用壽命,降低運營成本有著積極的意義。
　　參考文獻
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