[發明專利]一種基于探地雷達的瀝青混凝土路面孔隙率檢測方法

在審

• 申請號: 201810262553.2
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108333096A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 顧興宇;章天杰;孫小軍;徐向榮
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 沈進

本發明公開了一種基于探地雷達的瀝青混凝土路面孔隙率檢測方法，通過制備若干塊孔隙率不同的瀝青混凝土試件，在每塊瀝青混凝土板的四個角上分別畫直徑為10cm的圓，用探地雷達獲取每個圈內的介電常數，隨后將每塊瀝青混凝土板沿所畫圓取芯，獲取芯樣的體積參數，最后將孔隙率與介電常數關系進行擬合，便可以得到最符合實際情況的擬合公式，通過公式可以方便地將實際路面得到的雷達數據轉化為相應的孔隙率數據。本發明是一種無損孔隙率檢測方法，操作簡單，在路面驗收過程中，在保證可接受估算精度的情況下，顯著減少測試所需的時間，極大地提升瀝青路面孔隙率的檢測速度。

技術領域

本發明涉及一種道路無損檢測技術，具體涉及一種基于探地雷達的瀝青混凝土路面孔隙率檢測方法，屬于交通運輸學科技術領域。

背景技術

孔隙率是影響瀝青混凝土路面性能的一個重要因素。如果孔隙率過高，路面在使用過程中，容易出現車轍，沉陷等病害，路面孔隙率過低，則路面承受溫度應力的能力會下降，同時在建造同樣厚度的路面時將大大增加成本。

傳統的路面孔隙率檢測有鉆芯法，但鉆芯法不僅破壞了路面結構的完整性而且以點代面，不能很好地代表整條道路的性能；通過核子密度儀或者無核密度儀對路面孔隙率進行檢測的方法，雖然保留了路面的完整性，但儀器價格昂貴，且對操作員要求高，同樣也存在以點代面的問題。

探地雷達（Ground Penetrating Radar，簡稱GPR）是一項基于電磁波傳播原理的無損檢測技術。在路面孔隙率檢測上，相比于傳統檢測方法，探地雷達具有迅速、無損、數據點多的特點。因此，本發明研究出一種基于探地雷達技術，從而實現迅速無損地來檢測瀝青混凝土路面孔隙率的方法。

發明內容

本發明正是為檢測瀝青混凝土路面孔隙率，提供一種基于探地雷達的瀝青混凝土路面孔隙率檢測方法，該方法具有迅速、無損、數據點多的特點，為公路無損檢測提供重要依據。

為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：一種基于探地雷達的瀝青混凝土路面孔隙率檢測方法，包括如下步驟：

（1）制備若干塊孔隙率不同的瀝青混凝土試件，在每塊瀝青混凝土試件四個角上分別畫圓圈，用探地雷達獲取每個圓圈內的介電常數ε；

（2）將每塊瀝青混凝土試件沿所畫圓圈取芯，獲取芯樣的體積參數，計算得到孔隙率V_a；

（3）將孔隙率V_a與介電常數ε關系進行擬合，得到孔隙率V_a與介電常數ε線性關系的擬合模型；

（4）在待測的瀝青混凝土路面上，用探地雷達獲取待測的瀝青混凝土的介電常數ε，通過擬合模型計算得到所測瀝青混凝土的孔隙率。

作為優選，所述瀝青混凝土試件尺寸為30cm*30cm*5cm，其中圓圈的直徑為10cm，便于取芯。

作為優選，所述步驟（1）中，至少要制備3塊孔隙率不同的瀝青混凝土試件，以保證能為擬合曲線提供足夠的數據點。

作為優選，所述步驟（1）中，用探地雷達獲取瀝青混凝土試件每個圈內的介電常數ε的步驟如下：

（1）根據探地雷達天線發射的電磁波頻率，用如下公式計算得到電磁波波長λ：；其中，C為光在空氣中的傳播速度，λ為電磁波波長，f為探地雷達天線發射的電磁波頻率；

（2）將探地雷達置于一塊面積大于瀝青混凝土試件的鋼板上方0-2λ處，以λ/4為一個檢測步，然后記錄探地雷達采集到的最大反射波的振幅，記為A_m，其高度記為H；對于不同型號的雷達，其采集到最大反射波的高度有所不同，但通過室內實驗確定下高度H后，該高度H作為該型號雷達的檢測高度將適用于路面的所有情況；