地质雷达检测沥青路面厚度误差分析及校核方法(精)
路面雷达测厚系统厚度检测频率的试验分析
我国公路建设飞速发展，伴随着公路里程的增长、等级的提 高，对公路质量的要求越来越严格，检测手段也越来越科学。为 了更好地检控公路质量，提高检测效率和精度，路面雷达检测系 统成为路面厚度检测手段的重要工具。它是目前较先进的路面 厚度检测技术。在我国也越来越多地被质量监督、检测部门作为 检测的必备工具之一，此技术是今后大规模路面厚度检测手段 发展的必然趋势。
由于路面结构层的材料、施工工艺以及测量仪器和试验方 法等多方面的原因，路面整体和各结构层都是不均匀的，路面 厚度的检测值存在变异性。例如，目前高速公路路面宽度为 25～30 m，按照施工规范规定路面各结构层施工高程和平整 度分别按 50 m 和 100 m 进行控制检查，在施工工艺和施工质 量控制较差的情况下，其余未经检查的路面很难达到要求，局 部顶面起伏较大，直接导致面层厚度不均匀；相反若采用摊铺 机施工路面基层，标高控制较好，则面层厚度应均匀。
5 1 297 1.54 0.123 12.4 13 12.2 73.1
10
649 1.48 0.117 12.6 13 12.2 74.3
20
325 1.38 0.110 12.5 13 12.2 75.4
2.3 13 12.2 74.8
40
162 1.39 0.109 12.6 13 12.2 72.1
表 1 基层碾压不平整的道路
频率 f / （m·点 - 1）
分析点 数/个
标准差
变异 系数
代表 值/ cm
设计 值/ cm
允许 代表值 /
cm
合格率 / %
1 6 483 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.6
2 3 242 1.54 0.123 12.4 13 12.2 72.9
道路测试中误差分析及解决措施
道路测试中误差分析及解决措施摘要：道路测试为道路工程设计、施工和养护管理提供科学的数据依据，是建立健全的道路建设和管理系统的前提和基础。
现行道路测试中由于测试方法和测试仪器存在各种缺陷性，误差的存在是不可避免的。
如何在道路测试中减少误差，提高测试的精度，真实地反映道路状况是亟待解决的问题。
本文对现有道路测试系统的误差进行了分析，提出了相应的改进措施。
关键词：道路测试；误差分析；压实度；道路承载能力Abstract: the road test for road engineering design, construction and maintenance management provide scientific data basis, is a sound road construction and management system and the prerequisite of the foundation. The current road test test method and testing instrument because there are many defects sex, errors are inevitable. How to reduce the error in the road test, improve the accuracy of the test, truly reflect road conditions is a problem to be solved. In this paper, the existing road test error of the system are analyzed, and put forward the corresponding measures to improve.Keywords: road tests; The error analysis; Compaction degree; Road carrying capacity1、前言公路工程试验测试技术是融基本理论、测试操作技能及公路工程相关学科于一体,为路基路面设计参数的获取、道路施工质量控制、道路施工质量检验评定、道路使用性能评价提供科学的数据依据，测试数据的正确性、数量及精度是道路工程进行科学的设计施工及养护管理的前提和基础。
沥青路面厚度检测中路面雷达的应用研究
沥青路面厚度检测中路面雷达的应用研究摘要：随着社会经济发展步伐加快，道路工程建设项目明显增加，而路面厚度又是道路施以及交竣工验收检查中必不可少的关键性指标。
路面雷达具有较多优势，已被广泛应用到沥青路面厚度检测中，极大地提高了检测精准度。
因此，本文从不同角度入手客观阐述了沥青路面厚度检测中路面雷达的应用。
关键词：沥青路面厚度检测路面雷达应用在道路工程建设中，路面厚度对路面性能有着较大的影响，承载能力降低，使用年限缩短等，做好路面厚度检测工作至关重要。
在沥青路面厚度检测中，施工企业要根据沥青路面特征，优化路面检测方法，巧用极具优势的路面雷达，有效弥补传统路面检测方法缺陷，准确而快速检测路面厚度，及时科学处理存在的隐患问题，顺利提高沥青路面性能以及道路工程建设质量。
一、路面雷达在沥青路面厚度检测中，传统检测方法就是钻孔取芯、手工测量二者相结合的方法，检测效率与精准度并不高，对检测的路面也会造成不同程度的破坏，导致路面厚度不达标。
和传统检测方法相比，路面雷达有着无法比拟的优势，其建立在探地雷达基础上。
简单来说，探地雷达就是广谱电磁技术，可以确定地下介质，工作原理和探空雷达类似，而路面雷达是当下探测道路结构层的专用雷达系统。
发射机、终端设备等是路面雷达的组成部分。
在应用过程中，路面雷达会借助路面结构层、路基二者中电磁波的传播以及发射，结合返回波传播时间、波幅以及波形，明确目标体空间位置以及结构状况。
路面雷达能检测公路基层存在的基层裂缝、坑槽、空洞等病害。
二、沥青路面厚度检测中路面雷达的应用1、沥青路面厚度在沥青路面各指标中，路面厚度是最难达到相关要求的，路面厚度检测难度系数较大。
在沥青路面性能方面，路面厚度对其有着较大的影响，一旦沥青路面厚度不达标，路面承载性能、使用年限等都会受到影响。
就沥青路面来说，和路面下层材料相比，上层材料有着较高的成本，部分施工企业会借助增加道路建设地区路基施工厚度，减少上面层厚度，确保道路总厚度能够在规定范围内，但道路路面在性能会受到一定程度的影响。
路面雷达厚度测试误差分析
波波幅后， 再通过反射波量测到表面反射波幅， 即
可得到反射系数。因为表面上层材料是空气 （ 介电
常数为 １） ， 可以计算出面层的介电常数。利用该方
法计算介电常数， 需注意两方面的误差。
首先， 通过金属板得到的入射波波幅和反射波
波幅的量取必须在同一天线高度。而实际测试过程
中， 天线的抖动、路面纵坡都会导致反射波和入射
（ １．大连理工大学， 辽宁 大连 １１６０２４； ２ 郑州大学， 河南 郑州 ４５０００２）
摘 要： 文章根据路面雷达的计算原理和实际使用经验， 系统分析了路面雷达厚度测试的各种误差来源和
大小， 并针对性提出了减小误差的建议措施， 为路面雷达用户提供了技术参考。
关键词： 路面雷达； 厚度测试； 误差； 措施
中图分类号： Ｕ４１６．０６
文献标识码： Ｂ
路面雷达因为快速、无破损、采样密度大等优 点已经被广泛应用于道路养护和施工过程的质量检 测评价中。其主要应用在于结构层厚度评价、密实 度 （ 压实度） 的检测、岩基深度检测、路基高含水 区和缺陷的探测等等。但是目前路面雷达最广泛的 应用还是结构层厚度的检测评价。资料表明， 对于 常见路面材料， 厚度测试精度为： 新沥青混凝土 ３％ ～５％， 旧沥 青混凝土 ５％～１０％， 粒 料 基 层 ８％～１５％。 因此， 了解路面厚度测试误差， 对于提高雷达的测 试精度是有必要的， 本文以空气耦合天线为例， 说 明各种误差的来源和大小， 并提出了相应的建议。
表１ 常见材料的介电常数
材料
介电常数
空气
１
水
８１
沥青
３～５
混凝土
６～１１
土壤 （ 干）
４ （ ３～５）
土壤 （ 含水 ２０％）
公路地质雷达在检测公路路面厚度中的应用
文章编号：1001－7291（2018）01－0074－02文献标识码：B公路地质雷达在检测公路路面厚度中的应用何月婷（中建路桥集团有限公司，河北石家庄050021）摘要：随着经济快递发展，公路建设规模越来越庞大，相关的施工技术也逐渐得到完善。
目前，公路地质雷达作为一种新型的检测技术，被广泛应用到公路路面厚度检测工作中。
结合某公路工程施工建设项目，针对公路路面厚度检测中采用到公路地质雷达技术，对该技术的特点、施工过程以及注意事项进行介绍。
关键词：地质雷达；路面厚度；公路路面1工程概况本工程为某公路施工建设项目，处在在交通要道上，日交通量较大且超载现象严重，对公路施工质量要求比较高，加上该地区地处寒冷地区，全年雨水又丰沛，相关工作人员对其进行现场的研究和探讨后，将采取地质雷达技术来检测公路路面厚度。
2地质雷达工作原理雷达检测车子上需要配有路面探测雷达以及无形接收机。
在被检测的公路上，雷达按照设定的速度行驶，与此同时探测雷达会将电磁脉冲向路面发射出去，而且这种发射是持续不断。
在短时间内，电磁脉冲会从路面中穿透，被无线接收机接收，这个时候返回电磁脉冲时间和不连续路面结构电介质常数的突变情况会被数据采集系统纪录下来。
发生电介质常数突变的地方一般是存在于两个结构层之间的截面之间，这是因为在路面不同结构层材料之间存在明显差异的电介质常数，所以都是在。
结合反射波所记录的电介质常数和波速计算出各个路面结构层的厚度。
路面地质雷达工作原理示意图如图1所示。
图1路面地质雷达工作原理示意图3检测技术要点（1）地质雷达检测的主要技术指标如图2。
表1地质雷达检测的主要技术指标检测距离厚度数据精度最大探测深度检测速度以80km/h的速度l连续对路面和桥面不少于4h（320km）的检测一般为深度的2%到5%不低于60cm80km/h（2）整个地质雷达检测过程是由计算机控制。
在对公路厚度进行检测过程中，不仅可以实时采集数第1期（总第229期）华东公路No．1（Total No．229）2018年2月20日EAST CHINA HIGHWAY February2018*收稿日期：2017-12-22据存储检测数据，还能查看雷达波形。
基于地质雷达检测技术在公路路面厚度应用
基于地质雷达检测技术在公路路面厚度应用摘要：文章阐述了地质雷达检测技术在公路路面厚度的工作原理，对地质雷达检测产生误差的原因进行分析，并结合实际工程检测，说明了地质雷达检测技术在公路路面厚度的应用是可行的、可靠的。
关键词：地质雷达检测；公路路面厚度；检测应用随着电子技术的突飞猛进以及计算机数字处理技术的应用，地质雷达作为一种无损检测的手段被物探工作者引入到道路工程特别是路面厚度的检测中。
因其具有高速采样、高分辨率、高精度、无损、经济以及连续测量等优点而受到广大土木工程检测工作者的青睐。
1地质雷达检测技术在公路路面厚度的工作原理1.1检测依据地质雷达对道路的无损检测属于其浅部应用，其探测深度小，中心频率高，分辨率要求较高，这就要求目标体与周围介质存在电性差。
用R表示波的反射系数，则该系数估算公式为：其中，ε1、ε2分别为上层介质、下层介质介电常数。
由该式可知，目标体与周围介质的电性差越明显，反射系数就越大，反射信号就越强。
现有的道路、高等级公路结构层一般可分为面层、基层以及路基3层。
一般面层的厚度为8～26 cm，基层的厚度为10～30 cm，具体的厚度视材料的种类和交通等级而定。
目前我国高等级公路一般采用改性沥青或水泥混凝土等材料修筑面层，一般采用有机结合料稳定碎石、水泥稳定粒料、石灰稳定粒料、石灰土、水泥混凝土、石灰粉煤灰等材料修筑基层。
据国内一些物探工作者统计，面层为混凝土时其相对介电常数大约为5～10，为改性沥青时其相对介电常数大约为3～5，基层和路基的相对介电常数随其采用的材料不同而不同，一般采用土、砾石、粉煤灰、石灰等介电常数相对较大且湿度较大的材料，其介电常数通常都大于8。
道路的各个结构层介电常数存在明显的差异，这就为地质雷达检测路面的厚度提供了地球物理依据。
检测人员可以根据雷达接收端所接收到的波时、波幅、波速以及衰减的程度来确定道路的厚度以及其常见病害。
1.2检测原理地质雷达检测机理是向地下发射脉冲形式的高频电磁波，电磁波在地下介质传播过程中，遇到电性差异的地下目标体，如路面结构的分层等，就会发生反射和散射，反射波到达地面时由接收天线接收，在对接收到的反射波进行处理和分析的基础上，根据反射波的波形、强度和双程走时等参数来推断地下目标体的空间位置、结构、电性和几何形态，见图1。
道路沥青面层厚度缺陷处理与验收分析
安全质量Safety and Quality建筑技术开发Building Technology Development第46卷第9期2019年5月道路沥青面层厚度缺陷处理与验收分析夏波蔦潘霞2(1.金华市金义都市新区管委会，浙江金华321037; 2.金华市市政设计院有限公司,浙江金华321000)［摘 要］分析沥青面层不合格原因，结合沥青面层性能作用，提出缺陷处理与验收的质量保障措施，有效规避了道路沥青 面层厚度缺陷，节约了返工费用，达到预期效果，从而为类似工程提供借鉴。
［关键词］道路；沥青面层；厚度；缺陷处理；验收［中图分类号］TU74 ； U416.217 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-523X (2019) 09-0150-02Analysis on Treatment and Acceptance of ThicknessDefects of Asphalt PavementXia Bo, Pan Xia［Abstract ］ Analysis of the reasons for unqualified asphalt surface layer, combined with the performance of asphalt surface layer, proposed quality assurance measures for defect treatment and acceptance, effectively avoiding road asphalt surface layer thickness defects, saving rework costs and achieving expected results > thus providing reference for similar projects.［Keywords ］ road ； asphalt pavement ； thickness ； defect treatment ； acceptance1基本情况某新区规划建设区域约为175km 2,基础设施处于快速建 设期，近3年，每年平均完成半刚性基层沥青路面。
公路路面厚度检测中的地质雷达应用研究
公路路面厚度检测中的地质雷达应用研究摘要：在介绍地质雷监测原理与优点基础上，通过工程实例对地质雷达在公路路面厚度检测中的应用进行探讨，希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。
关键词：公路工程；地质雷达；路面厚度；无损检测地质雷达检测是一种先进检测、连续无损检测方法，将其应用在公路路面厚度检测中，其具有高效、高精度等特点，应用效果良好。
1地质雷达检测原理与优点1.1检测原理采用地质雷达检测公路工程路面厚度就是利用雷达向地下发射电磁波，从而对公路路面下存在的各种安全隐患进行确定，施工人员在工作开展期间，发现安全隐患之后，采取挖掘方式开展作业，完成相应修复工作，从而大奥降低事故发生几率的目的。
地质雷达的应用的原理就是向地下发射电磁波，电磁波如果遇到介质，电磁波频率将会发生改变，电磁波反射到地面之后被设置在地面上的接收装置接收，接收到数据之后，通过处理数据能够确定地下异常情况[1]。
考虑到地质雷达在应用期间会受到天线频率的应用，无法同时兼顾分辨率和探测深度，如果需要获取较大深度数据时，经过处理后的数据，分配频率通常都较低，这会对病害情况的判断造成影响，而在病害较浅的情况下，能够直接得到高清晰图像。
1.2 优点地质雷达检测技术的优点如下：（1）频率广地质雷达检测频率能够达到50-3050MHz，对其进行应用完成对公路路面厚度进行检测，检测深度能够达到20.0m，同时与性能良好的数据分析处理软件进行联合，能够提高分辨率波形，工作人员通过分析波形图像，实现对探测物体尺寸的精准判断，从而为后续相关工作开展提供支持[2]。
（2）无损性地质雷达检测技术与传统桩芯检测方式相比，通过发射电磁波方式就可以完成相应检测工作，不会对道路工程造成破坏，特别是交通繁忙地段，检测工作可以在不封闭交通情况开展，这也就能够提高检测作业效率，减小检测工作杜宇交通造成的不良影响，同时，可以获取到高精准数据。
（3）抗干扰能力强地质雷达检测技术能够应用在不同地形中，而且在有干扰情况下，雷达天线接收反射回的电磁波，通过过滤分析后，能够直观、精准确定病害。
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2009年02期(总第50期
作者简介：李志强（1979-），男，山西沁县人，工学硕士，助理工程师，从事公路工程研究工作。
1雷达结构组成与工作原理
雷达作为一种快速无损检测工具已经广泛的应用在公路建设中。
1.1结构组成
SIR-20高速地质透视仪由喇叭探头、高度地面电磁探测仪、探头控制电缆、测距系统、支架及固定装置等部分组成。
1.2
工作原理
探地雷达方法是利用高频电磁波以宽带短脉冲形式由地面通过发射天线送入介质内部，经目标体的反射后回到表面，接收天线接收回波信号。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过介质的电性性质及物性体界面几何形态而变化，根据接收的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息，对介质的内部结构进行判断、解释。
路面雷达是利用电磁波遇到介电常数突变的界面发生反射这一现象进行工作的。
当向路面发射一系列脉冲电磁波时，电磁波在空气与路表面发生反射，另一部分能量透过该界面折射到路面中，在面层与基层处再次进行反射和透射，如图1所示。
图1地质雷达工作原理
当接收天线接收到发射波，并形成时间序列后，此
时可得到各反射脉冲的时差。
当已知电磁波在某结构层的传播速度后，便可以利用公式（1），计算出各层的厚度。
而电磁波传播速度与该层介电常数有关。
h i =v i
Δt i
，v i =c /ri 姨（1）
式中，h i 为各层厚度，cm ；v i 为电磁波在该层传播速度，cm/ns；c 为电磁波在真空中传播速度，30cm/ns；εri 为各层相对介电常数。
2误差来源与分析
地质雷达在几十公里至上百公里的公路检测中所提供的路面厚度与路面的真实厚度存在误差是不可避免的，分析误差来源对减少误差是十分必要的，误差来源于以下几方面。
2.1
测点位置上的偏差
由于公路设计是按中心线标定距离，并对路段有弯度要求。
雷达连续检测中，在弯曲路段，测量轮测量的距离与标段距离不等，雷达检测面层厚度结果中按桩号提供的厚度不一定是该桩号处的真实厚度。
可以通过在路面厚度检测点进行手动打标志的方法，使雷达检测厚度与提供的厚度位置保持一致，当检测距离与实际距离不符时可应用软件进行距离平差处理。
2.2
反射波行程时间拾取上的误差
在雷达剖面上，由人工或由计算机拾取反射波双程走时，由于对反射波起跳点误别不精确产生时间拾取上的误差。
拾取时间的误差最终体现在检测厚度上，可以通过
软件分析时去除奇异点及插点的方法消除。
2.3
波速变化引起厚度计算误差
地质雷达检测沥青路面厚度误差分析及校核方法
李志强
（山西省交通科学研究院，山西
太原
030006）
摘
要：文章介绍了地址雷达的组成与工作原理，对雷达进行沥青路面厚度检测时的误差进行了分析，给出了一
种减少误差的校核方法，并通过工程实例进行了说明。
关键词：地质雷达；厚度检测；精度分析；校核方法中图分类号：U416.2
文献标识码：B
道路工程
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2009年02期(总第50期
公路交通科技应用技术版
引起波速变化的原因很多，如沥青面层强度上的差异，各标段面层材料配合比上的差异，都能引起雷达波速的变化。
在上百公里的连续检测中，波速是难以控制的变化量，由波速的变化引起的厚度计算误差是不可避免的。
特别是以某一标段标定的波速值计算其他标段的值时，可能产生较大的误差。
本文将重点介绍这一误差的校核方法。
3误差校准方法
3.1环境要求
校准在检测现场进行，选择干燥，湿度小的地段，仪器周围不应有积水、振动、强磁场、建筑物、电线电缆、发射塔等，以免影响校准检测结果。
3.2方法与与步骤
外界及仪器自身因素对精度与准确性的影响最终体现在检测结果上，而检测结果取决于雷达在介质中的传播速度，通过将现场的检测值与雷达检测值的对比分析，计算最佳反算速度使其符合精度与准确性要求，具体方法如下：
（1）天线底面距地面的高度在40cm 左右。
（2）综合考虑标段、里程和路面结构类型进行段落划分，在每一段落中选择5个具有代表性路段的检测点，代表性路段指上坡、下坡、直线等路段，并兼顾检测路段长度，尽可能均匀选点。
（3）应用雷达进行该段落的厚度检测。
（4）依据《公路路基路面现场测试规程》（JTJ 059-95）T0912-95路面厚度测试规程对检测点进行钻芯取样，测量该点面层厚度，精确到0.1cm ，用h i 表示。
（5）由于雷达波界面反射波波速、时间差与行程满足以下关系
h =v ·Δt /2
（2）
式中：h 为电磁波在该层传播速度，cm/ns；Δt 为为双程
旅行时间，ns ；v 为为某一界面埋深，cm 。
计算机可精确计算出发射与接收时差，用已经取芯
点的厚度计算雷达波的波速。
（6）通过钻芯检测点的厚度反雷达波速度v i ；并计算平均值。
（7）以1%浮动水平，计算从95%到105%之间11个速度v p 1~v p 11值。
（8）将v p 1~v p 11分别代入分析软件中计算出各检测点的计算厚度h pi ，再计算所有检测点的平均相对误差的绝对值k pj ，计算公式为
k pj =1
m
i =1
Σ(h pi
-h
i
i
（3）
式中，k pj 为第j 个速度值平均相对误差的绝对值，%；h i 为第i 个点的钻芯厚度，cm ；h pi 为通过v pj 计算的检测点厚度，cm ；m 为检测点的个数，取5；n 为反算速度水平个数，取11。
（9）以为纵坐标，为横坐标建立直角坐标图，将各点用平滑曲线连接，确定最小时的，即为最佳雷达波反算速度。
（10）以为最终反算速度，代入计算程序求得各检测点的厚度，并保证各点相对误差在±5%之内。
3.3
结果处理
（1）校准结果满足要求时，检测结果有效，若通过调整雷达波速无法满足各点相对误差在±5%之内时，说明该路段路面结构差别明显，应重新进行检测段划分。
（2）若重新划分检测段落还不能满足要求时，应联系厂家进行仪器性能检定。
4案例分析
4.1原始数据分析
以某条国道的检测结果为例进行分析，现场钻取芯样测的沥青面层厚度、通过分析软件计算得出各检测点的反算速度及雷达检测原始数据见表1。
从表中可以看出，雷达检测的平均厚度比实际厚度小了0.1cm ，检测结果基本满足要求，最大相对误差为-3.0%。
表1现场钻芯厚度与雷达检测结果分析
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2009年02期(总第50期
4.2校核过程
以各点反算速度的平均值12.615cm/ns为基准，计算其±5%内的11个反算速度，并将这些反算速度代入软件求得各个速度下的平均相对误差的绝对值，见表2。
建立反算速度与平均相对误差绝对值的函数关系图，确定最佳反算速度，从图2中可确定最佳反算速度为12.800cm/ns。
图2确定最佳反算速度
将最佳反算速度为12.800cm/ns代入软件求各点的厚度及误差分析见表3。
表3最佳反算速度下误差分析
从表中可以看出，通过确定最佳反算速度可以减小各点的平均相对误差，使其平均厚度与实测平均厚度保持一致。
5结论及说明
通过确定最佳反算速度可以使总体相对体误差大大减少，避免了使用单点反算厚度造成的较大误差影响，如遇到路面结构，路面干湿类型变化较大时，应重新进行校核。
参考文献：
[1]袁明德. 公路地质雷达10年发展[J].公路交通科技，2006（4）：7-9. [2]李大心. 探地雷达方法与应用[M].北京：地质出版社，1994. [3]钟燕辉，张蓓，王复明，蔡迎春. 路面结构层材料介电常数模型研究[J].公路交通科技，2006(4：19-21.
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蔡迎春，王复明，张蓓，等. 路面雷达厚度测试误差分析[J].公路交通科技，2006(4：24-27.
表2各水平反算速度下误差分析
道路工程
88。