摘要：本文闡述了地質雷達技術的工作原理，介紹地質雷達技術的發展概況，重點介紹了該項技術在公路路面檢測領域的應用方向，最后對該項技術在公路工程領域中的應用加以展望。

　　關鍵詞： 地質雷達，路面檢測，技術簡述

　　Abstract: this paper expounds the working principle of geological radar, this paper introduces the development situation of geological radar, this paper introduces the technology in the road surface testing field application direction, finally to the technology in highway engineering application in the field of disadvantages.

　　Keywords: geological radar, the road test, this technology

　　中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：

　　近年來，隨著我國公路建設規模的不斷增加，相關的質量檢測任務日益加重。然而，公路路面結構的破壞常常始于各種隱蔽的或不可見的隱患，針對上述隱患檢測的傳統方法又不能及時、準確地檢測及判斷隱患的具體情況。這就使得路橋結構的維護針對性差、盲目性大，而真正的問題卻得不到解決。20世紀80年代后期，地質雷達技術被應用到公路工程的檢測領域，才為該類問題的解決打開了局面。

　　地質雷達技術簡述

　　地質雷達(Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)又稱探地雷達、地面探測雷達，是用高頻無線電波(頻率一般介于1MHz～10GHz)來確定地下或者巖體介質分布狀況的一種探測方法。地質雷達利用發射天線向地下或者巖體發射高頻電磁波，通過接收天線接收反射回地面的電磁波，電磁波在介質中傳播時遇到存在電性差異的界面時發生反射，根據接收到電磁波的波形、振幅強度和時間的變化特征推斷介質的空間位置、結構、形態和埋藏深度。使用探地雷達對路面結構進行檢測具有實時、簡便、高效、準確、連續、信息豐富等特點。目前，該項技術已被廣泛應用于公路工程質量控制及病害檢測中。

　　1　工作原理

　　地質雷達的工作原理是利用寬頻帶發射天線過向介質發射無線波電磁脈沖，電磁脈沖在介質傳播過程中遇到不同電性介質界面時會產生反射。由接收天線接收到反射信號后，將其傳輸到主機內并將轉化為數字信息，再通過數據、圖像分析處理，就能計算出被探測介質的某些參數，從而區分不同介質層面，并確定不同層面物體的深度。

　　對于不同介質，雷達波的穿透深度是不盡相同的，這主要取決于波的頻率和地下介質的電學特性等因素的影響。一般地，頻率越高，穿透深度越小;導電率越高，穿透深度越小，反之亦然。在常見的工程材料中，混凝土的導電率高于瀝青，因此同樣頻率的雷達波在水泥中的穿透能力小于在瀝青中的穿透能力。在實際應用中，需要針對檢測對象材質的不同，采用不同頻率的電磁波。例如，在實際檢測工作中，探測瀝青路面常常使用頻率大于1 200MHz的天線，而對于水泥混凝土面層一般使用900MHz～1 000MHz的天線;探測路基可使用頻率為300MHz～900MHz的天線。

　　2　發展概況

　　1910年，德國人Leimbaeh和Lowy首次闡明了地質雷達的基本概念。此后的很長一段時間里，地質雷達技術有了很大改進。但由于電磁波在地下介質中傳播的復雜性和不均勻性，使得對地質雷達的研究它僅限于相對均勻、對電磁波吸收較弱的地質環境。1960年，John C. Cook等提出了采用雷達波探測地下介質層并開發了能夠探測地下介質的雷達系統。上世紀70年代以后，隨著電子技術及現代數據處理技術的迅速發展與應用，許多商業化的探地雷達系統先后問世，其應用范圍不斷擴大，極大促進了地質雷達技術在工程中的應用。我國針對地質雷達技術在工程領域的應用研究始于上世紀80年代。1983年，鐵道部引進了第一臺地質雷達。此后，各科研部門經過十幾年的不斷努力，在雷達硬件設備、目標信號提取、目標識別、目標成像等方面取得重大進展和突破，特別是成功地實現了對地下目標的三維層析成像，大大提高了分辨率和清晰度，使地質雷達在信號處理和成像技術方面進入了世界領先行列。目前在我國，地質雷達技術已經在軍事、地質、水利、交通、城建等部門得到廣泛應用。

　　3　在公路路面檢測中的應用簡述

　　地質雷達技術早期在公路工程檢測領域中的應用主要是探測路面結構層的厚度。近幾年，人們開始致力于研究應用地質雷達探測路面工程及其相關結構層的病害和缺陷，解決公路工程施工過程和使用期間中的工程問題。本文中通過使用瑞典MALA公司的地質雷達，結合工程實踐，對地質雷達在檢測路面結構中常見的應用做簡單的介紹：

　　1)公路施工期：檢測公路各結構層厚度和密度，及時監控施工質量，并做到在施工現場進行實時質量檢測。圖1是一段公路的雷達波形圖，從圖中可以清晰的看到道路的面層、上基層、下基層的分界線，可以由軟件識別出指定樁號的各結構層(尤其是面層)層厚，為施工過程中的質量控制提供了有力保障。

　　2)公路使用期：使用地質雷達對公路定期進行快速、連續檢測，結合路面外觀普查。檢測層間脫空、空隙和破碎區域范圍，方便管理部門及時掌握公路質量變化情況，實施補救措施，并進行道路狀況動態管理，為公路養護提供可靠的依據。圖2方框中所示為新鋪路面與原有舊路面結合處有填料不密實現象，圖3方框中所示為路面與基層之間存在脫空或者高含水區域。

　　4 結論

　　地質雷達技術雖然是一項較為前沿的檢測技術，但是以其獨特的優越性，已經在公路工程施工及后期檢測養護等領域得到廣泛的應用。例如，在工程建設前期，可利用地質雷達對地質概況進行勘查探測，確定地質結構、查找不良地段;在工程建設過程中，利用地質雷達可以準確地探測出路面結構層的厚度，進而使施工質量得到保證;在工程的服役階段，運用地質雷達進行常規例行檢測，以便于及時發現可能存在的各種隱患，為工程結構的養護和維修提供指導以及，這對于延長使用工程結構的使用壽命具有重要意義。作為公路行業中新興的一種高效先進的無損檢測手段，地質雷達在未來將越來越普及，其應用范圍和探測能力也將不斷提高，對我國的公路建設管養事業具有重大意義。