[發明專利]一種用于快速檢測道路路基含水量的探地雷達

在審

• 申請號: 202011131967.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112285705A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉廷國;陳永輝;李忠玉;侯德華;尚波;劉玉恒;張慶;李敏
• 申請（專利權）人: 河南省高遠公路養護技術有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01S13/08;G01S19/42;G01N22/04
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種用于快速檢測道路路基含水量的探地雷達，包括安裝于檢測車上的雷達支架及安裝于檢測車車輪輪軸上的輪邊編碼器，雷達支架上等間距依次安裝有發射天線、接收天線I和接收天線II，雷達支架的一側安裝有GPS天線同時該雷達支架上設有控制電路，所述控制電路包括可編程增益放大器、高頻帶通濾波器、比較器a、比較器b、比較器c、比較器d、可編程計時器、數據處理與控制器、超寬帶沖擊脈沖發生器和同步控制器。本發明采用電子電路對回波信號自動判讀、連續檢測并能夠直接計算出路基含水量，具有檢測結果直觀準確、設計簡單合理、成本低等特點。

技術領域

本發明屬于探地雷達技術領域，具體涉及一種用于快速檢測道路路基含水量的探地雷達。

背景技術

道路質量和可靠性是保障道路交通安全的主要的和最重要的組成部分之一。道路各結構層都位于土路基之上，并且土基通常是多層土壤。維持道路基層的含水量有助于保持道路的長期穩定性。在預防性道路養護的思路下快速無損的檢測道路路基含水量對于道路的養護決策起著很重要的數據支撐作用。

在道路建設初期可以采用多種方法對路基含水量進行檢測如：烘干法、比重法、核子密度儀、微波爐法等。目前探地雷達(Ground penetrating radar，簡稱GPR)在高速公路病害的無損檢測中得到了較為廣泛的應用。使用探地雷達技術進行測量研究時，其基本原理是電磁波由發射天線向地下介質發射高頻電磁波脈沖，經地下各層的反射后返回地面被接收天線所接收。發射電路發射重復間斷的電磁波脈沖，接收電路通過等效采樣獲取數據。若公路路面的各層之間形成如下的分界面：在新的瀝青混凝土與舊的瀝青混凝土之間，在材料不同的瀝青混凝土之間，在瀝青混凝土與水泥混凝土之間，在土基和路面底基層之間等，通過改變發射天線與接收天線之間的距離或者采用天線陣列可以計算出與介電常數無關的道路各結構層厚度，并根據各層回波時間計算出各結構層介電常數，通過介電常數與道路材質含水率的關系進而計算出各結構層含水率。

探地雷達價格昂貴而且當采用非陣列分體天線探地雷達進行路基含水率檢測時由于需要知道接收天線與發射天線間的不同距離，因此只能進行人工定點檢測探。采用陣列天線在計算各結構層介電常數時需要根據回波波形來進行判斷各層回波時間，對操作人員的專業水平和使用經驗有較高的要求往往只能根據經驗進行大致判讀，數據主觀性較強。而對基于預防性養護條件下的路基含水率檢測往往需要根據特定工況條件下的整條道路的路基實時含水情況進行掌握如特定溫度、特定季節、雨雪后等。因此采用通用探地雷達檢測道路路基含水率，對道路預防性養護決策，在實時性、易用性、客觀性方面還不能滿足使用要求。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明提供一種工作效率高且抗干擾能力強的用于快速檢測道路路基含水量的探地雷達，該探地雷達采用電子電路對回波信號自動判讀、連續檢測并能夠直接計算出路基含水量，具有檢測結果直觀準確、設計簡單合理、成本低等特點。