[發明專利]基于探地雷達的路面裂縫深度無損檢測方法

有效

• 申請號: 201010520819.2
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN102012221A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 李強;潘玉利;劉剛
• 申請（專利權）人: 中公高科（北京）養護科技有限公司
• 主分類號: G01B15/00
• 分類號: G01B15/00;G01S13/02
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術領域

本發明涉及道路工程檢測技術領域，特別是指一種基于探地雷達的路面裂縫深度無損檢測方法。

背景技術

目前，我國在進行公路路面裂縫深度檢測和病害原因診斷時主要是采用人工調查結合鉆孔取芯的方法。這種方法需要對路面實施一定程度的破壞，工作效率低下，而且屬于小樣本檢測，代表性差。

探地雷達(Ground?Penetrating?Radar，簡稱GPR)測試技術是利用高頻電磁脈沖波在不同電磁性介質中的傳播規律，達到探測地下目標體分布形態及特征的一種方法，具有連續高效、準確無損、信息豐富等優點。

近年來，GPR技術在公路無損檢測領域的應用日益廣泛，主要用于檢測路面結構層厚度、壓實度、含水量和路基路面內部缺損等內容。在測量路面裂縫深度方面，由于路面具有多層結構，路面開裂后，各個不同裂縫深度的路層均會在測量過程中反射回電磁波，采用GPR技術的設備會接收到多個電磁波，而GPR設備無法選擇出最深層反射回的電磁波，存在無法測量出有效的路面開裂深度的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明在于提供基于探地雷達的路面裂縫深度無損檢測方法，以解決上述各個不同裂縫深度的路層均會在測量過程中反射回電磁波，GPR設備無法選擇出最深層反射回的電磁波，存在無法測量出有效的路面開裂深度的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種基于探地雷達的路面裂縫深度無損檢測方法，包括：

按照采樣間隔S和發射頻率向路面的裂縫發射電磁波；

其中，所述采樣間隔S通過以下公式運算得出：

ξ=S2sin(arctanS2H)-H+δ]]>

ξ為裂縫開裂深度識別分辨率；H為待測路面裂縫深度的最大值；δ為探地雷達GPR的誤差值；

按照所述路面裂縫中各層材料反射的電磁波振幅，從接收的反射電磁波中，過濾出裂縫處各層材料所對應的電磁波振幅；

通過過濾出的電磁波的旅行時間、各層材料的介電常數，運算出所述路面裂縫的深度。

進一步地，所述路面裂縫中各層材料包括：面層、基層和土基層；

每層材料所反射的電磁波振幅B為：

B＝τfA

其中，f為路表面和空氣介電常數和界面反射系數，0.6＜f＜0.7；A為所述發射頻率對應的振幅；τ為不同材料的反射系數：所述材料為瀝青面層，0.25＜τ＜0.35；所述材料為基層，0.1＜τ＜0.2；所述材料為土基層，0.04＜τ＜0.05。

進一步地，所述f為0.65；所述材料為瀝青面層，所述τ為0.3，所述材料為基層，所述τ為0.15，所述材料為土基層，所述τ為0.045。

進一步地，運算所述路面裂縫深度的過程包括：

通過公式運算出裂縫的深度；其中，Z是裂縫的深度；t_i為電磁波在路面第i層的傳播時間；V₀為光在空氣中速度3×10⁸m/s；ε_i為第i層材料的介電常數，n為電磁波傳播過程中所經歷的路面結構層數。

進一步地，還包括：在同一裂縫中的多次測量，獲得相應的多個所述路面裂縫深度，選擇出最小值作為所述路面裂縫深度。

進一步地，所述發射頻率介于1.0GHZ至1.5GHZ之間。

進一步地，所述發射頻率為1.2GHZ。

進一步地，所述探地雷達采用數量在兩根以上的天線。

進一步地，運算出所述路面裂縫的深度后，記錄該深度對應的樁號。

本發明的方法，通過裂縫中不同深度的各層材料反射波的振幅，選擇出最深層反射回的電磁波，從而有效的測量出路面開裂深度。避免了GPR設備無法選擇出最深層反射回的電磁波，測量出的路面開裂深度不準確的問題。

附圖說明

圖1是實施例的方法流程圖；

圖2是實施例中各個電磁波至裂縫處的路徑示意圖；