案例分享｜三维探地雷◎达用于交通部公路检测

　　项目概况

　　试验目的：采用美国3D-Radar公司三维探地雷达开展沥青路面裂缝病害路面下部结构探测研究。

　　试验地点：交通部公路试验场。

　　试验设备：交通部公路所3D雷达，主机：GeoScope IV，天线阵：VX1821 即1.8米长，21对天线通道，天线通道╱间距为7.5cm，空气耦合式天线，拖车安装。

　　测试路段

　　本次试验路段长为26米左右，做了两条数据采集路段，东侧路段(远离库房一侧)在7-18米处有明显裂缝，其中纵向7-12米段有一块5 X 0.8 平方米区域明显下陷。西侧路段(靠近库房一侧)表面上看没有破损。

　　基于含水区雷达反射强烈的原理，试验时，采用人工洒水，使得水渗入︽路面，并在路面明显没有积水时采集数据。

　　雷达数据采集设置

　　频率设置：50 MHz - 3050 MHz，步进频率↓为20 MHz;驻留时间(每个频率发射时间)为7.008微秒;纵↘向采样间距约为2cm;

　　两次采集设置如下图：

　　数据分析与数据解释

　　采用3D-Radar公司数据分析软件3dr-Examiner V2.80进行数据分析。

　　东段数据

　　不同通道纵断∞面比较：在纵向7-13米段，从第3至第14通道的纵断◣面图典型如图2.其Ψ 余通道典型纵断面图如︽图1. 由此可见，第3至第14通道，按通道之间横向间距为7.5cm计算，异常区横向距离为0.825米。此与路面可视下沉区域吻合。

　　由于未取芯标定介质的介电常数，以下按介电常数取5做估算。测试断面显示该路段沥青层厚为5cm左右，水稳层距离路面为30cm左右。

　　图3纵断面◆图显示：7-18米段反射较为强烈，7-13米段更甚。此与裂缝充满水相关↓。

　　图4至图9为不同深度的水平视图。反映含水区域随深度变化，大致可认为在含水区深度基本达到水稳层，并且13-18米段，含水区更深一些。

　　图1. 第1通道纵断面→

　　图2. 第8通道纵断面

　　图3. 纵断面图

　　图4. 6 cm 深度水ζ　平切片图

　　图5. 11.2 cm 深度水平◣切片图

　　图6. 25.0 cm 深度水平☆切片图

　　图7. 28.3 cm 深度水平切☉片图

　　图8. 30.1 cm 深度水平①切片图

　　图9. 38.1 cm 深度水平切↙片图

　　西段数据

　　西段数⌒据各通道基本一致，纵断面图如图10。

　　数据分析估算沥青层厚约为5cm，同东侧路段，但水稳层距离路表为〖35cm左右，较东段深。

　　图10至图16为不同深度的水平视图。与东段数据相比，西段水平视图显示介质较为均匀，没有明显的高含水区。

　　图10. 纵断面图

　　图11. 6 cm 深度水平切片ζ　图

　　图12. 11.1 cm 深度水平切片图

　　图13. 25.6 cm 深度水平切片图

　　图14. 28.2 cm 深度水平切片图

　　图15. 32.5 cm 深度水平切片图

　　图16. 41 cm 深度水平切片图

　　结论

　　通过东，西路段雷达①数据图比较，可以看出有裂缝，下沉区波形图是不一样的。介质含水后，雷达探测效果会有明显提高。尝试雨后数据采集，开展3D-Radar三维雷达在路面☉裂缝病害探测研究，不失→为一种好方法。

　　GeoScope三维探地雷达介绍

　　GeoScope三维探地雷达系统是美国3D-Radar公司推♀出的是一套功能强大、灵活性高的地下无损检测工具，使用三维探地雷达采集公路、机场跑道、市政道路结构内部的信息，提前Ψ发现脱空、含水、大面积裂缝等病害※并进行预防性养护正逐渐成为建设数字型智慧城市的重要组成部※分。美国3D Radar正作为这一领域的全球领军者引领着行业的发展。

　　三维雷达系统GeoScopeTM使用了数字步进频率技术，可针〖对各种不同的应用，采用不同的频率↙范围，通过采集软件参数设置来控制整个频谱，优化探测深度和雷达系统分辨率之间的关系，从而获得最佳的探测目标图【像质量;同时GeoScope使用了电子扫描天线阵技术，能够进行快速和精确的三维勘查，实现了真正的三∩维探测;GeoScope采集软件可以实时显示三维图像，是目①前市场上唯一实现现场三维成像的探地雷达系统。

　　应用领域

　　GeoScope具有高度的灵活性，拥有极其广泛的应用，如：

　　公路检测

　　桥梁面板检测

　　地下管线调查与ω　测绘

　　机场跑☆道检测

　　铁路路◤基检测

　　考古

　　地雷和未爆炸物探测

　　系统优势

　　主机采用创新的数字步进频率雷达技术

　　天线应■用引领GPR天线设计的电子扫描无线阵技术