国内外路用探地雷达性能概述
探地雷达道路检测方案
探地雷达道路检测方案一、为啥要用探地雷达检测道路。
咱先唠唠为啥要搞这个探地雷达来检测道路呢？你想啊，道路就像人的血管一样，每天都有好多车在上面跑，时间一长，道路里面可能就会出现各种毛病，比如地基下沉啊，有个空洞啥的。
要是不及时发现，说不定哪一天就会突然出个大坑，那车开着开着“哐当”一下，多危险啊。
所以呢，咱们就得用探地雷达这个厉害的家伙，就像给道路做个全身CT一样，把它内部的情况看得明明白白的。
二、探地雷达是啥玩意儿。
探地雷达就像一个超级透视眼。
它会发出一种电磁波，这个波就像小探子一样，能钻进道路里面。
遇到不同的东西，比如说遇到坚实的地基、松软的空洞或者是埋在地下的管线啥的，波就会有不同的反应，然后再反射回来。
探地雷达就把这些反射回来的信号收集起来，然后分析出道路里面到底是个啥情况。
三、检测前的准备工作。
1. 装备大集合。
2. 了解道路情况。
在检测之前，咱得对要检测的道路有个大概的了解。
比如这条路是啥时候修的，以前有没有出现过啥问题，周围有没有啥特殊的建筑或者设施。
这就好比医生看病之前要先问病人的病史一样。
这样我们在检测的时候就能更有针对性，知道哪些地方可能更容易出问题。
3. 标记检测区域。
到了现场之后，得用一些明显的标记把要检测的区域标记出来。
就像给道路划个框一样，告诉探地雷达：“你就检测这个框里面的地方就行啦。
”这样可以避免遗漏或者重复检测。
四、检测过程。
1. 设备安装与调试。
把探地雷达的设备安装好，天线要稳稳地放在地上，然后连接好各种线，打开主机。
就像给机器开机预热一样，要对设备进行调试，确保它能正常工作。
比如说调整一下发射功率、接收灵敏度啥的，让它处于最佳状态，就像给运动员做热身运动，准备好迎接“比赛”。
2. 开始检测。
然后就可以开始沿着标记好的区域慢慢地移动探地雷达了。
这个移动速度可不能太快，就像散步一样，慢慢地走，这样才能保证雷达能把下面的情况探测清楚。
在移动的过程中，操作人员要时刻盯着设备的屏幕，看看有没有什么异常的信号。
地质雷达的详细介绍优秀PPT
发展状况是：首先通过引进国外的雷达仪器，进行研究和应 用，然后开发拥有自主知识产权的自己的雷达产品。目前，国 内使用最多的雷达大多是美国GSSI公司生产的。国内有电子部 22所，航天部爱迪尔公司、骄鹏公司和中国矿大（北京）四家 单位相继推出了自己的雷达产品。
2021.10
中国矿业大学。地球探测与信息技术
地质雷达的详细介 绍
在隧道开挖、煤矿生产及地面工程建设中经常遇 到复杂的地质异常，给施工带来困难，尤其是穿过 老窑、软弱破碎带、岩溶区，或者煤与瓦斯突出的 危险区域，若事先未能探查清楚往往造成塌方、涌 水或煤与瓦斯突出等事故，影响安全生产。在地面 工程地质勘探中，要求实施大面积、高密度精查勘 探，这就对地质探测手段提出了高的要求。实践证 明，应用矿井地质雷达进行探测，简便快捷，机动 灵活，能较好而准确地提供资料，取得较好效果。
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2） 、多次覆盖法
由于介质对电磁波的吸收，来自深部界面的反射波发射—接收天线在同一测线上进行里复测量，然后把 测量记录中相同位置的记录进行叠加，这种记录能增强 对深部地下介质的分辨能力。
3.1 测量方式
探地雷达的野外工作，必须根据探测对象的状况及所处的 地质环境并选择合适的测量参数，才能保证雷达记录的质量。
1）、剖面法 2）、多次覆盖 3）、宽角法
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1）、剖面法
剖面法是发射天线(T)和接收天线(R)以固定间距沿测线同步 移动的一种测量方式，当发射天线与接收天线间距为零，亦 即发射天线与接收天线合二为一时称为单天线形式，反之称 为双天线形式。剖面法的测量结果可以用探地雷达时间剖面 图来表示。该图像的横坐标记录了天线在地表的位置；纵坐 标为反射波双程定时，表示雷达脉冲从发射天线出发经地下 界面反射回到接收天线所需的时间。这种记录能准确反映测 线下方地下各反射界面的形态。
探地雷达在水泥混凝土路面改造中的应用
探地雷达在水泥混凝土路面改造中的应用1. 引言1.1 探地雷达技术概述探地雷达技术是一种利用电磁波穿透地质介质探查地下结构和地质特征的技术。
它通过发射电磁波并接收反射回来的信号来获取地下物体的位置、形态和性质信息。
探地雷达技术具有高分辨率、非破坏性和实时性等优点，被广泛应用于土壤勘探、地下管线检测、建筑结构监测等领域。
探地雷达技术的原理是利用电磁波在不同介质中传播时会产生不同的反射或折射现象来探测地下结构。
当电磁波遇到介质边界或地下物体时会发生反射和透射，通过接收这些反射信号可以得到地下结构的信息。
根据反射信号的强度和时间延迟可以判断地下物体的深度、形状和性质，实现对地下结构的非破坏性探测。
探地雷达技术在水泥混凝土路面改造中具有重要的应用价值，可以帮助工程师快速准确地获得路面下的结构信息，指导施工过程，提高工程质量和效率。
通过探地雷达技术，可以实现对水泥混凝土路面下隐患和瑕疵的检测和分析，为改造工作提供科学依据和技术支持。
探地雷达技术的应用将为水泥混凝土路面改造工程带来新的突破和创新，推动行业的发展和进步。
1.2 水泥混凝土路面改造的背景水泥混凝土路面作为城市道路的主要材料之一，具有承载能力强、耐久性高的特点，广泛应用于城市道路建设和维护中。
随着城市交通的快速发展和车辆通行量的不断增加，现有水泥混凝土路面出现了裂缝、变形等问题，需要进行及时的改造和维护。
水泥混凝土路面改造是指对现有路面进行修复、翻新或加固，以提高其承载能力和耐久性，延长路面使用寿命。
传统的水泥混凝土路面改造工艺复杂，需要停车限行，施工周期长，影响交通通行。
寻求一种快速、准确、非破坏性的改造方法变得尤为重要。
2. 正文2.1 探地雷达在水泥混凝土路面改造中的原理探地雷达是一种通过电磁波来探测地下物体的无损检测技术。
在水泥混凝土路面改造中，探地雷达可以通过发送高频电磁波并接收反射信号来获取地下物体的位置、形状和尺寸等信息。
其原理主要包括电磁波的发射、地下物体的反射和信号的接收处理。
地质雷达简介
地质雷达简介学校：大连大学院系：建筑工程学院学号：11344004姓名：赵阳豪日期：2013年9月17日地质雷达简介地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。
地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。
在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。
1发展及现状基于电磁反射原理解决各种地下目标的探测问题, 这种设想最初可追溯到1937 年4 月29 日公布的一个美国专“Electromagnetic prospecting method (电磁探测法) ”。
该专利描述了一种地震探测法的电磁模拟系统。
尽管这一专利当时并未付诸实用,但从发明的角度说, 它却开了地质雷达探测技术的先河。
因此可以讲, 利用电磁反射原理探测地下目标的设想几乎是和地对空雷达的发明同时出现的。
只不过由于受社会、经济、技术等诸因素的制约, 二者在实用化进程方面存在显著差距。
直到本世纪50 年代, 美国才率先开始地质雷达的可行性方案研究; 60年代进入实用性试验研究; 到70 年代, 地质雷达正式进入实用化阶段, 主要是用于地面解决各种工程地质问题, 如探测各种管线、混凝土钢筋等地下掩埋体, 以及地基浅部地质情况等。
70 年代美国地球物理勘探公司(GSSI)开发出了第一个真正投入市场的地质雷达系列Subsurface Interface Radar system (地下界面雷达系统) , 简称SIR系列。
这是地质雷达正式进入实用化阶段的主要标志。
SIR系统曾获美国专利, 同时还在别的几个国家申请了专利, 一度成为地质雷达的主导产品。
随后, 日本、加拿大等国纷纷在SIR技术的基础上, 开展对地质雷达探测技术的研究。
1983 年, 日本的原·坂山等人探讨了地质雷达在地基探测中的实用性, 继而将SIR产品改型为OAO系列产品。
探地雷达应用概述
探地雷达应用概述
地雷探查雷达是一种防止地雷伤害的工具，它可以根据地形、地质、地下管线、地表植被等的变化来定位地雷的位置。
雷达通过探测声发射和接收信号，当地雷同步时会反射到声波上。
根据接收到的声波反射信号，操作者可以判断地雷类型及其位置，从而可以准确的清除地雷的威胁。
地雷探查雷达的主要优点是可以获取高效、快速、准确的数据，根据地雷探测雷达的反射信号精确定位地雷的位置。
另外，这种雷达仅可在短距离内检测到，操作人员可以提供远程监督，以确保安全作业。
探地雷达最新发展概述
探地雷达最新发展状况概述随着探地雷达应用范围的不断扩大，对探地雷达技术也提出了新的挑战。
它要求探地雷达具有更高的分辨率、更大的穿透深度，提供更丰富的地下信息。
关于天线方面，研制一种高方向性、宽频带、高发射率、体积轻便的天线成为一个重要的课题。
另一方面，如何改进电磁波发射机的技术指标，达到加大辐射能量，增加探测深度的目的也是探地雷达技术面临的一项重要研究内容。
变频天线的出现使雷达系统变得更加轻巧和方便。
它不但具有改变中心频率的能力，而且可发射较低频率的信号。
它可以利用各种频率扫描并进行综合分析，不但可以获得更丰富的地下信息，而且还使薄层的识别成为可能。
它避免了传统雷达系统常需配置多种工作频率的天线从而导致系统重量增加、操作复杂的弊端。
多道雷达系统可以同时对多个天线或天线对进行操作。
每道既可接受相同频率的天线，也可接收不同频率的天线。
而其参数既可单独设置，也可以统一设置。
多道雷达系统克服了单道雷达系统在面积性扫描中的缺陷，并可实现时间倾角扫描叠加技术，使地下目的体高质量三维成像的实现成为可能。
此外，按特定的几何形态排列天线，有可能形成可控制或聚焦的复杂雷达信号，文17给出了线性阵列两种天线间隔对应的辐射极性图的比较，说明天线距越宽，聚焦作用越强。
文20提出了一套新的探地雷达思想，即三维探地雷达系统。
它以多道雷达系统为基础，以大量模型为核心，综合二维横断面信息，最后形成地层三维图像。
这是探地雷达发展的新方向。
就探地雷达数据处理方面而言，除已有的带通滤波、频率波数滤波外，反褶积和偏移技术是当前的两大热门课题。
反褶积是把雷达记录变成反射系数来消除大地干扰和天线瞬变及多次反射，达到提高数据垂直分辨能力的目的。
但是，已有学者指出，由于地下介质的复杂性和噪声影响，反褶积处理的效果较之原始数据并没有多大的提高。
这是因为，对褶积来讲，雷达电磁波的高衰减性和地下介质的频散现象，使得电磁脉冲子波在地下传播时要发生很大的变化，导致子波估计常出现很大的偏差。
科技成果——探地雷达
科技成果——探地雷达技术开发单位IDS（意大利）主要应用领域广泛适用于水利工程质量检测、地质勘探和隧道检测、考古研究、铁路、公路的路基检测、沥青铺设质量评估等方面。
成果简介RIS高精度探地雷达是意大利IDS多年潜心研究和试验的成果，具有传统探地雷达各项优点，增添了高灵敏度、高分辨率的天线阵，可大大提高探测精度，并成倍地节约探测时间。
RIS雷达的天线种类非常齐全，拥有频率从25MHz-2500MHz的各种屏蔽和非屏蔽天线，可满足更广泛的探测需求。
主机最多可升级至八通道，并且主机与所有RIS天线及天线阵兼容，可最大程度地节约成本。
配合专用的软件系统，可同时查看雷达剖面图、水平切片图、分层图、土壤识别彩色图等，可实现三维立体探测，能够快速提供更准确、更全面、更可靠的信息。
解决主要关键问题：水利隧洞混凝土的衬砌质量检测、衬砌背后脱空检测和内部结构检测，堤坝隐患探测，老水坝蚁穴、管涌、高含水区等病害探查，混凝土坝的质量和缺陷评估、密实度检测，水库库底的渗漏检测，河床及湖底调查，地下河及地下溶洞的调查，浆砌石的厚度及密实度检测，超前地质预报等。
通过雷达探测，能早发现水利工程等的质量问题，做出科学、合理的检测报告，避免和减少各种灾害的发生。
Detector和Detector Duo数字化管线雷达在管线探测方面有着更好的作用。
Detector Duo采用新型的双频天线，在一张雷达图上可以同时显示深部和浅部地下管线的探测数据，这大大提高了探测结果的准确率。
主要性能指标扫描速率：850扫/秒；脉冲重复频率：400kHz；时窗：9999nsec；采样点数：128-8192；叠加数：1-32768；分辨率：5psec；工作温度：-10到50℃；A/D转换：16bit；环境标准：IP65；动态范围：>160dB；信噪比：>160dB；最多至8个通道，可连接8对单天线同时测量；天线齐全：25MHz-2500MHz天线、井中天线，各种天线阵可满足广泛的探测要求。
探地雷达在道路工程检测的应用
探地雷达在道路工程检测的应用道路作为交通运输的重要基础设施，其质量和安全性直接关系到人们的出行和经济的发展。
为了确保道路的良好性能和可靠性，需要采用有效的检测技术对其进行评估和监测。
探地雷达作为一种先进的无损检测技术，在道路工程检测中发挥着越来越重要的作用。
一、探地雷达的工作原理探地雷达是一种利用高频电磁波来探测地下介质分布的设备。
它通过向地下发射高频电磁波脉冲，这些电磁波在地下传播过程中遇到不同电性介质的界面时会发生反射和折射。
探地雷达接收并记录这些反射波的时间、振幅和相位等信息，通过对这些数据的处理和分析，可以推断地下介质的结构、性质和分布情况。
在道路工程检测中，探地雷达通常使用的电磁波频率在几百兆赫兹到数吉赫兹之间。
电磁波在道路结构层中的传播速度取决于介质的电性参数，如介电常数等。
通过测量电磁波在不同层位的传播时间，可以计算出各层的厚度；而反射波的振幅和相位变化则可以反映介质的电性差异，从而判断道路结构层中是否存在缺陷、空洞、含水区域等异常情况。
二、探地雷达在道路工程检测中的应用领域1、道路结构层厚度检测准确测量道路结构层的厚度对于评估道路的承载能力和使用寿命至关重要。
探地雷达可以快速、无损地检测出沥青面层、水泥稳定基层、底基层等各层的厚度，与传统的钻孔取芯检测方法相比，具有效率高、代表性强、不破坏路面等优点。
2、道路病害检测道路在使用过程中可能会出现各种病害，如裂缝、松散、脱空、沉陷等。
探地雷达能够探测到这些病害的位置、形态和大小，为道路的养护和维修提供准确的依据。
例如，对于裂缝病害，探地雷达可以检测出裂缝的深度和走向；对于脱空病害，能够确定脱空区域的范围和程度。
3、道路基层和路基含水量检测含水量是影响道路基层和路基稳定性的重要因素。
探地雷达可以通过测量电磁波在介质中的传播特性来间接推算出含水量的分布情况，帮助工程人员及时发现潜在的水损害问题，并采取相应的措施进行处理。
4、地下管线探测在道路改扩建或维护工程中，需要了解地下管线的分布情况，以避免施工对管线造成破坏。
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国内外路用探地雷达性能概述
摘要：本文调研了国内外主要道路用探地雷达（GPR）生产厂家及其检测能力，提出适宜路用雷达天线中心频率范围，为工程和研究人员合理选用探地雷达的提供参考。
关键词：道路工程探地雷达（GPR）天线性能
1 概述
探地雷达（GPR）检测路面和桥面板，可给出定性、定量的结果，用于快速、可靠的评定路面、桥面状况，是一种非常经济、高效的检测手段。
随着科学技术的进步，特别是分析处理软件的进一步开发和完善，雷达必将在公路快速检测中应用越来越广。
2 ASTM和AASHTO雷达标准简介
由于国内目前尚没有专用的雷达路面桥面检测标准规范。
大多依赖厂家的软件、资料和参照美国ASTM 和AASHTO等测试方法和标准。
1）ASTM D4748—98《使用短脉冲雷达测定组合路面层厚度测试方法标准》(Standard Test Method for determining the thickness of Bound Pavement Layers Using Short—Pulse Radar)。
本规程包括使用短脉冲雷达进行组合路面层厚度无损检测。
本方法的精确度和适应性取决于雷达系统的穿透性、分辨率和介电常数。
2) ASTM D6097—97el《使用地面探测雷达评定沥青铺层混凝土桥面板测试方法标准》，本规程包括可用于评定铺有沥青混凝土磨耗层的混凝土桥面板状况的步骤，尤其是判断是否存在剥离。
最严重的损坏是由内部钢筋的锈蚀引起的。
3）ASTM 06432—99 《使用地表面探测雷达方法进行地下勘探标准指南》(Standard Guide for using the Surface Ground Penetrating Radar Method for Subsurface Investigation)，本指南是脉冲雷达方法的概述，而不是理论、测试步骤和数据解释的详细资料，限于地表面雷达探测的一般用途。
4）AASHTO TP36《使用脉冲雷达评定沥青加铺层混凝土桥面板测试方法标准》(Standard Test Method for Evaluting Asphalt-Coverd Concrete Bridge Decks using pulse Radar)，本标准基于SHRP成果2015，内容基本与ASTM6087相同。
3国内外雷达(GPR)生产厂家及路面雷达性能调查
3.1 加拿大Sensers&Software公司PULSE RODAR路面雷达系统
RODAR是Pulse雷达公司研制的专利产品，大范围的天线频率（50 MHz-3
GHz）满足了多方面的探测要求，独特的双基、空气耦合（低频为地面耦合）式喇叭型天线有利于增强信号的品质及稳定性。
其主要特点为：天线是双基型；天线品质优良、噪音小；较大的扫描时间宽度；GPS和DMI双重定位系统和GIS存储数据库；RODAR V 配置有独特的远程诊断系统。
天线类型：收发两用横向电磁波喇叭型空气耦合天线，最多可配置4组，精度为0.25cm。
最大探测深度：2GHz：30-60cm；1GHz：60-100cm；500MHz：120-200cm；250MHz：240-300cm；100MHz：480-1000cm。
3.2Penetradar公司EP-71011、EP-71012型路面雷达测试系统和IRIS系列路面雷达测试系统
EP-71011、EP-71012型高速检测雷达可用于高速公路路面的检测。
用这种方法检测，一天内可获得几百公里长路面各层厚度的信息，所获得信息数据以三种格式存贮：第一种是将检测路段的数据按纵向顺序计算整理成路层各层厚度表；第二种是用彩色的三维路面图表示出路床的剖面；第三种是以数据库的方式将检测的所有数据存贮，以供路面管理系统调用。
EP-71011型GPR系统是探测空孔的一种有效的工具（最小可探测到3mm 径的空孔），这套可靠的系统可以探测和分辩出气孔和充水孔，并能以无损方式确定地表下高湿度区域的位置。
天线类型：配备空气藕合式30AGC型喇叭状天线。
这种天线最佳接收信号的频率范围在400MHz-5GHZ之间，工作时需配备Pentradar单循环脉冲发生器（范围0.75ns-1.5ns）。
这种天线既可按单基地雷达，也可按双基地雷达（收发分设雷达）配置使用。
3.3 美国GSSI公司SIR系列雷达
SIR-3000结构扫描诊断系统是由美国GSSI公司生产的SIR-3000探地雷达主机，1.5GHz高频天线以及Radan6.0软件组成。
运用结构扫描诊断系统能够快速、准确、形象、直观地进行公路结构层划分、病害检测、隐患调查等。
SIR-10H高速多通道地质雷达，用于高速公路无损检测，具有数据采集密度高，采样点距可任意选定，最小采样点距可达5cm，每扫描采样点数1024；检测速度快，检测速度一般为20～40km/h，最高可达80km/h；检测精度高，测量误差≤3mm，并可自动区别不同材料的界面。
3.4 瑞典RAMAC/GPR探地雷达
RAMAC/GPR屏蔽天线主要用于中、高分辨率的雷达应用领域,屏蔽天线特别适合于城市及有干扰背景的地方。
不同屏蔽天线的电子单元、拉杆及测量轮可以通用，这样可以节约用户的资金，并为以后升级提供方便。
RAMAC/GPR屏蔽天线主要用于中、高分辨率下的中浅层探测。
它的探测深度从几十公分到十几米。
主要特点：控制单元系统结构紧凑，使用方便；与RAMAC 100，250，500和800兆天线兼容；数据自动叠加，可以使数据质量和采集速度达到最佳值；功耗低，系统使用时间长。
RAMAC/GPR的所有天线都与CUII主机兼容，其天线系列包括：
屏蔽天线：100MHz, 250MHz, 500MHz, 800MHz, 1000MHz；
不屏蔽天线：10MHz, 25MHz, 50MHz, 100MHz, 200MHz；
孔中天线：250MHz, 100MHz。
3.5 中国电波所LTD探地雷
LTD-2000车载公路检测仪是中国电波传播研究所针对当前国内道路建设中质量检测和养护管理的现状，应用先进的冲击雷达技术,历经十余年，先后投资上千万元研制生产出的一种道路专用探地雷达。
LTD-2000车载公路检测仪主要由LTD-2000雷达主机、900M屏蔽天线（用于面基层厚度检测）、500M屏蔽天线（用于基层下缺陷检测）、天线小车、测距器、锂电池及其它配件组成。
LTD型探地雷达以全中文菜单、便利的操作方式、清晰直观的图象显示和探测精度高等特点引起众多领域专家的浓厚兴趣，在军用和民用领域都显示出广阔的应用前景。
车载式道路专用探地雷达，尤其适用于机场和公路这类浅层高分辨率探测领域。
综上所述，大部分国外雷达厂家为道路开发的道路GPR均能满足测量精度的要求，在选用雷达天线合适的基础上，采用探地雷达能较为准确对水泥混凝土板厚及板底脱空进行快速检测，测试结果与实际相符，在道路工程检测中，采用高于900Hz雷达天线能够满足准确检测要求。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。