[發明專利]一種基于探地雷達的瀝青復合碎石封層厚度檢測方法

在審

• 申請號: 202110312907.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112878154A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 劉凱;童健航;王大為;羅桑;莊遠;笪藝;徐曉倩;張玄成;黃沐陽;許培欣
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01;G06F17/15
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 朱朝明

本發明公開了一種基于探地雷達的瀝青復合碎石封層厚度檢測方法，包括以下步驟：步驟一、制作4?6個瀝青復合碎石封層室內試件；步驟二、用常規厚度檢測法對制作好的試件進行測厚；步驟三、用基于探地雷達檢測法對制作好的試件進行測厚；步驟四、基于步驟二和步驟三，對數據進行歸一化處理，通過公式得到相應的厚度修正系數；步驟五、基于上述步驟，提出介電常數經驗回歸公式。本發明減少甚至消除單純由探地雷達檢測法得到的路面厚度誤差，大大提高了傳統探地雷達檢測方法的檢測精度，達到無損檢測的目的，避免了鉆芯之后修復的問題，消除了鉆芯導致病害的可能性，指導瀝青復合碎石封層的施工，保證施工質量，提高了厚度修正系數的精確度。

技術領域

本發明涉及道路施工檢測的技術領域，具體涉及到一種基于探地雷達的瀝青復合碎石封層厚度檢測方法。

背景技術

在路面工程中，路面厚度與道路的整體強度是息息相關的。在對路面進行設計時，無論是水泥混凝土路面，還是瀝青混凝土路面，最終要決定的都是各個層次的厚度，只有在保證厚度的情況下，路面的整體強度及路用性能才能得到保證。除了保證強度外，嚴格控制各結構層厚度也是一個非常重要的方面。因此，無論是在道路施工過程中還是在竣工驗收檢測中，對路面厚度進行檢測尤為重要。

瀝青復合碎石封層作為多層同步碎石封層形成的嵌擠型結構，可以用于不同等級城市道路和公路的加鋪改造和養護，也可用于低等級城市道路和公路的新建，所以對瀝青復合碎石封層進行厚度檢測是非常有必要的，可以及時檢查施工質量，并根據所測厚度調整瀝青面層的攤鋪厚度。

現有的路面厚度檢測方法主要分為鉆芯取樣法和探地雷達檢測法，傳統的鉆芯取樣法雖然便于操作，并且較為直觀和準確，但會對路面產生較大的破壞，如果沒有很好的修補和處理，很有可能轉變成道路病害，同時由于取樣采用的是隨機取樣，具有較大的偶然性，并且無法對結構層厚度進行高頻率檢測，費時費力，效率較低。而現在常采用的探地雷達無損檢測方法，其機理是探地雷達天線向道路下方發送脈沖式的高頻電磁波，電磁波在向道路下方傳播的過程中，當遇到物質的介電常數發生變化時，電磁波則會進行反射，反射回路面的電磁波被路面上的接收天線所接收傳到處理器，再由處理器對接收的反射電磁波進行分析處理，分析其特征(波速、振幅等)，可以得到路面各層的厚度、密實性及缺陷等，在路基路面檢測中探地雷達具有快速靈活、定位準確、圖像直觀，高效方便的特點而且該方法不會對道路造成破損。

然而，《公路路基路面現場測試規程》(JTG E60—2019)規定的探地雷達檢測路面厚度，仍要求采用鉆孔取芯法來標定路面材料的介電常數，進而計算路面厚度。這說明仍會不可避免的對路面產生破壞，且路面材料因材料類型、壓實度、含水量等的變化，導致介電常數也會變化，具有明顯的不確定性。因此，這種方法所帶來的偶然誤差很難準確評價。理論上來看，基于反射系數法的探地雷達檢測可獲取所有測點的介電常數，但在實際操作中，往往存在許多影響因素，如表面散射、界面不均勻等等，存在很大的變異性，且容易產生比較大的誤差，在實際工程應用中，探地雷達隨著機械振動、路面起伏等因素會造成測試距離和入射角的實時變化，進而顯著影響相對介電常數的測試結果，會造成±15％左右的誤差。

另外，由于瀝青復合碎石封層是采用多層同步碎石封層攤鋪而成的，從下往上碎石粒徑逐漸減小，如采用鉆芯取樣法對其進行厚度測量，在取芯樣的過程中，如碎石與高彈瀝青之間的粘接力不夠，會造成大量脫粒現象，影響測量精度，并且要取多個點進行測量，造成誤差疊加，而且事后修補路面也較為麻煩，尤其是對于瀝青復合碎石封層而言，修復手段極為繁瑣，而探地雷達厚度檢測方法雖然不會破壞路面，但是本身就存在一定的誤差，所以急需提出一個厚度修正系數，修正其檢測出的路面厚度數據。

本發明針對上述提出的問題，將探地雷達法和室內常規厚度檢測法兩種方法結合起來計算試件厚度，得到相關厚度修正系數，每次根據修正系數來減少甚至消除基于反射系數法計算得到的瀝青復合碎石封層厚度誤差。

發明內容