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沥青路面厚度无损检测技术研究

作者:管理员 发布时间:2020/6/30 19:20:57 浏览次数:145

摘要:本文通过对RIS-K2探地雷达的应用和近几年探地雷达在公路检测技术实践资料来看,探地雷达技术是一种高速、安全的无损检测技术,具有节省人工、机械消耗,大大缩短检测时间,减少路面人为破坏,获取大量数据、可用于公路各层厚度、路基状况等的质量检测的优点,在公路检测领域是值得大力推广和应用的,可用于道路的路面厚度的快速无损检测。

关键词:沥青路面;厚度;无损检测技术

探地雷达检测路面厚度属于无损、连续、自动化厚度检测方法。与钻芯法相比,具有以下优点:(1)无损检测,不需要开挖路面结构;(2)检测速度快,可以对路面连续检测;(3)检测点数量与检测频率远远高于钻芯法,统计的样本数大幅增加,保证厚度结果的可靠性,更加准确的反映面层厚度的真实情况;(4)除了厚度检测,探地雷达可用于裂缝识别、混凝土板下脱空与压实度和含水量评价等领域。

1.意大利探地雷达RIS-K2简介与原理

公路探地雷达提供高频1600MHz天线与低频600MHz天线两种天线,高频天线适合于10~50cm面层厚度检测,低频适合1m路面结构层识别与厚度估算,1600×600MHz天线阵充分兼顾沥青路面面层厚度的精度与路面整体结构层的探测厚度,可以满足公路5cm中粒式沥青混凝土面层与总厚度约60cm的检测要求,实现路面厚度快速无损检测。

意大利探地雷达三种主要检测方式:车载式、推车式、背负式。由于车载架尚未完成,研究采用背负式检测方式,即DAD主机装入背包内,依靠人工推动轮距仪进行直线方向厚度检测,适合于雷达厚度标定与短距离检测,对于1Km以上长距离公路还不具备检测条件。本次基于验证探地雷达在沥青路面厚度检测精度,暂时以背负式检测,正式投入验收使用时应当以车载式检测方式为主。

2.探地雷达快速检测路面厚度检测

为了进行距离标定,在路线纵向检测方向钢尺标定点进行粉笔标注,利于标定雷达测距轮测出距离坐标。一般距离标定测量1m与3m就足够了,为了提高距离测量精度,可选择多个距离测量,当测距轮经过各标定点实际距离1m、3m、10m、20m 时,记录雷达软件显示的测试距离。根据同一条公路三段距离标定,发现不同区段标定系数存在差异,差距较小,推测原因是施工造成平整度差异,表1是不同路段标定记录。

将天线频率1600MHz、时窗15ns、采样点数512输入参数设置栏。光栅间隔数值关系到测距轮距离标定数值的准确度,计算1m、3m对应的雷达测距与实际距离比值,将两个比值求平均值得到标定系数,利用默认值0.002m与标定系数的比值,即可得到每米实际距离对应的光栅间隔,其他参数保持雷达天线驱动程序的默认设定。

3.探地雷达RIS-K2工程应用

我们采用RIS-K2探地雷达的天线是 1600MHz高频、600MHz低频两种天线,高频天线适合于10-50cm面层厚度检测,低频适合1m路面结构层与病害识别,1600×600MHz天线阵可确保浅层的层位信息、浅层病害和深层的病害信息。两个频率的天线同时工作,既保证了探测精度,又提高了工作效率。可以满足沥青公路5cm中粒式沥青混凝土面层与总厚度约60cm的检测要求,实现路面厚度快速无损检测。

3.1沥青路面厚度检测数据分析

使用600MHz天线进行路面厚度检测,采用Launch GRED软件对数据进行了分层分析。首先要根据仪器设备的实际情况(车载式)可定义一个垂直刻度的零点,来解决雷达天线和要扫描表面之间的距离。该操作主要用于雷达天线与地表没有接触的情况下对后期处理数据时提供依据,见图1所示。

图1 沥青面层厚度自动分层及结果

3.2路基路面病害检测

通过图像可以直接的看出道路建设工程中隐蔽工程的病害,为道路后续养护和加固方案制定提供最直接的依据。

3.3道路检测过程中的影响因素

在道路实际检测过程中会遇到其它影响因素,例如其他车辆、防撞护栏、桥涵结构物等都会对图像造成不同程度的影响。如下图所示。


3.4沥青面层厚度评定

根据《公路工程质量检验评定标准》中沥青面层测定频率为双车道每200m测一处,即每公里测5处,而采用RIS-K2探地雷达检测沥青路面厚度可以进行每车道检测,检测点可以根据不同的要求进行增加或减少,每公里可以为一个评定单元进行评定,能够真实、准确的反应道路的实际情况,为道路的厚度评价提供了足够的数据。

4.结论

由于不同的公路所用材料及施工工艺不同,以及地质情况的复杂性,在检测工程中雷达图也具有一定的多样性,这对检测人员的要求比较高,因此要根据实际情况应进行归纳分析从而做出更准确的判断。

参考文献

[1]张钊.公路路基路面快速检测技术应用研究[D].长安大学.2017.06.16