肖宁道路工程技术研究事务所采用具有步进频率技术和天线阵技术的三维探地雷达系统,开发了较为有效的沥青路面上中下分层的薄层厚度与薄层密度分辨与识别方法。
三维探地雷达的技术优势主要表现为:(1)探地雷达信号源输出的频率分量可以精确控制,各频率分量的能量相等;(2)通过控制探地雷达主机发出的信号带宽,能够有效抑制噪声,进而提高灵敏度;(3)探地雷达信号为频域信号,能够方便的应用频域的信号处理方法进行数据分析。频率扫描范围是 100MHz-3GHz,可以由用户根据需求自行设定,同时兼顾了探测深度与高分辨率的需求。实际工作时,用户无需更换天线就可采集从 100MHz 到 3GHz 频率的数据,作为比较,若采用脉冲式探地雷达做相同探测,就需要200MHz,400MHz,800MHz,1600MHz 等几种天线不断的进行更换。
根据工程需求建立沥青路面薄层厚度与密度自动判别方法,需要进一步提高雷达数据的处理精度。三维探地雷达可以在一定程度上探测出沥青路面薄层,但其波形图不够明显,若采用自动跟踪的方法,容易产生较大的误差。沥青路面薄层的厚度计算精度会对共中点法由介电常数计算薄层密度的结果产生较大影响。我们提出了一种新的方法,即通过三维探地雷达处理软件,输出波峰数据,进而根据振幅位置判别沥青路面薄层厚度,最大程度地避免了自动(或手动)跟踪层间界面所造成的误差。
采用共中点法对沥青路面进行介电常数测量,严格而论,现行的任何检测方法(不仅仅无损检测方法)都不可能测量沥青路面的真实密度和空隙率,但基于足量数据并从概率分析的角度估算空隙率是可行的。根据电磁混合理论,沥青混合料的介电常数与各组分(集料、沥青胶浆和空气)的介电常数存在着函数关系,进而基于沥青混合料的介电常数预测其密度的数学模型。用以指导实际工程建设。