探地雷达在道路质量检测中的应用研究

论文摘要

公路事业的快速发展对道路质量检测技术的要求越来越高。传统的检测方法随机性大,效率低,精度差,经济成本高,且具有破坏性,易导致道路破损加剧。探地雷达(简称GPR)是一种新型的公路无损检测设备,是利用地下介质的电性差异进行探测的一种电磁法探测方法。它以其探测速度快、分辨率高、对探测对象无损害、可以得到连续成像信息等优点在浅层精细地层结构和隐蔽缺陷的高分辨率探测方面得到了广泛的应用,取得了令人满意的效果。本文结合探地雷达的工作原理及现场试验,研究探地雷达在道路质量检测中的应用,通过数据处理和分析,对试验路段的厚度进行了标定,并对其隐蔽缺陷的性质和埋深作了较为准确的探测。本文主要内容和研究成果如下:1、简述探地雷达的发展情况以及路用探地雷达的应用现状,明确本文的选题意义和研究内容。2、简述探地雷达系统的组成和基本理论,电磁波传播特点和传播特性;介绍探地雷达的工作原理以及路用探地雷达的探测性能及性能指标。3、明确探地雷达无损检测技术的各个环节,即测线布置、数据采集、数据处理和资料解释。其中,对数据处理运用的方法进行了深入的研究,并以实际数据来验证对应方法的处理效果。4、选取试验路段,进行探地雷达道路质量检测的实例研究。结合路面结构层的测厚原理对试验路段的厚度进行标定,并以计算和实际数据进行验证。面层和基层的厚度值分别为15cm和33cm。5、通过对试验路段探地雷达数据的处理和分析,结合病害识别原理,对路基的隐蔽缺陷进行识别,给出沉陷路段雷达剖面图,且在裂缝路段上共检测出12个隐蔽缺陷,并分别对缺陷位置进行标注。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 探地雷达的发展史
• 1.2 路用探地雷达的应用现状
• 1.3 研究内容和选题意义
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 探地雷达系统与工作原理
• 2.1 探地雷达基本理论
• 2.1.1 电磁波波动方程
• 2.1.2 电磁波的传播特点
• 2.1.3 平面电磁波传播及其特性
• 2.2 系统组成和工作原理
• 2.3 地下介质的电特性
• 2.4 路用探地雷达的探测性能及性能指标
• 2.4.1 路用探地雷达的探测性能
• 2.4.2 性能指标
• 2.5 本章小结
• 第三章 探地雷达无损检测技术
• 3.1 测线布置及数据采集工作
• 3.1.1 目的体特性与所处环境分析
• 3.1.2 测网布置
• 3.1.3 测量参数的选择
• 3.1.4 波速与介电常数的估计与标定
• 3.2 探地雷达数据处理
• 3.2.1 数据编辑
• 3.2.2 能量均衡
• 3.2.3 数字滤波
• 3.2.4 反褶积
• 3.2.5 偏移处理
• 3.2.6 时深转换
• 3.3 探地雷达资料解释
• 3.3.1 反射层的拾取
• 3.3.2 时间剖面的解释
• 3.4 本章小结
• 第四章 探地雷达道路质量检测实例
• 4.1 仪器设备和处理软件
• 4.2 试验场地概况及测线布置
• 4.3 道路结构层厚度检测研究
• 4.3.1 研究背景
• 4.3.2 道路结构层测厚的原理与方法
• 4.3.3 检测实例及检测结果
• 4.4 道路塌陷的隐蔽缺陷检测研究
• 4.4.1 研究背景和试验目的
• 4.4.2 病害识别原理
• 4.4.3 塌陷场地检测结果
• 4.4.4 裂缝场地检测结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献