2025年地质雷达在道路质量与病害检测中的应用研究.pdfVIP

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

地质雷达在道路质量与病害检测中的应

用研究

摘要：目前，传统的路面检测方法主要涉及填砂、钻芯取样、挖坑等，但这

些方法存在诸多不足。在使用填砂、岩心钻孔取样、挖坑等检测方法的过程中，

会对道路造成局部损伤，而检测后，如果损坏部分不进行修复，或者存在修复不

全的情况，则损坏部分就会成为道路病害。

关键词：地质雷达；道路质量；病害检测；应用

一、地质雷达无损检测技术概述

1.地质雷达探测原理

探地雷达(groundPenetratingradar，简称GPR)，又称探地雷达，是一种高

频电磁波探测技术，其主频率为几十至几千兆赫兹的电磁波，通过宽屏短脉冲的

形式，由地面利用发射天线(T)向地下发射，遇到地下目标或地下接口;电磁波被

反射回地面，被地面接收天线(R)接收。通过调零、增益、零偏校准和数字滤波

等方法对数据进行分析，推断出地下介质的空间位置、结构、形态和埋深。在不

同的介质中，电磁波由于介电常数的不同，反射也不同，反射系数一般用相应的

数值符号来描述入射波与反射波的关系。测量过程中，雷达界面上若显示入射波

与反射波的相位一致，那么反射系数是正的，反之，反射系数为负。地质检测雷

达的分辨率指的是地质雷达在实际检测过程中，可以对异常体进行分辨的能力，

其中涉及水平分析与垂直分析。垂直分辨率是两个异常物体在一个垂直方向的最

小间隔距离，其能够通过公式进行表示，即深度分辨率，分辨率是两个异常物体

在某一方向的最小间隔距离。

2.地质雷达检测的特点

志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

地质雷达探测技术作为一种新的无损检测方法，与传统道路探测方法相比具

有以下特点:一是频率范围宽，工作频率范围可达50MHz~2GMHz，探测深度可达

50m，并配合高性能的数据分析处理软件，可获得高分辨率波形图像。通过结合

波形图像来定义被检测对象的大小。二是无损检测，与常规钻孔岩心检测相比，

地质雷达探测技术采用向地下发射电磁波的方式进行探测，不会损坏路面;三是

抗干扰能力强，地质雷达能更好地适应不同的地形环境。在受到干扰的情况下，

雷达天线可以接收到反射的电磁波，通过数据处理提取目标波形，更直观地解读

疾病。此外，对于繁忙的交通路段，全屏蔽地质雷达可以在不阻塞交通的情况下

进行正常的探测工作。大大提高了检测效率。

3.地质雷达无损检测使用的前提条件

凭借地质雷达电磁波探测原理能够科学检测道路质量及下方存在的隐患问题。

但在实际运用过程中，对异常体进行准确辨别时，往往需结合目标物和周围均匀

介质存在的介电常数差异，所以探测时道路需满足相应的地球物理条件，为道路

基层与上介质层与下介质层之间，介电常数的较大差异，介电系数受到材料的影

响不能过于明显，因现在道路缺陷等异常体相对于道路周边介质，往往孔隙率会

变大，相对应的含水率也明显变大，会使介电常数与周边环境产生很大的差异，

这为地质雷达进行道路检测提供了良好的地球物理条件基础。

二、地质雷达检测技术的应用

1.道路病害的原因

目前，道路病害存在的问题包括路面结构层空化、裂缝、孔洞、松体、富水

等沥青剥落、道路塌陷隐患等。这些病害的形成往往是复杂的，如公路质量差、

自然入侵过多、人为因素等综合因素都会造成道路病害的发生。道路路面结构层

问题可能会因为路面含水量偏高、整体承载能力不强、混凝土或沥青路面内外温

差过大、压实度不够等因素引起，道路塌陷隐患可能会因为地质条件、地下水活

动及长期降雨等自然因素和地下管线铺设、车流量急剧增