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應(yīng)用方案

儀器網(wǎng)/ 應(yīng)用方案/ 案例｜三維探地雷達(dá)應(yīng)用于交通部公路試驗(yàn)場(chǎng)瀝青路面裂縫病害檢測(cè)

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一、項(xiàng)目概況

試驗(yàn)?zāi)康模?/strong>采用美國(guó)3D-Radar公司三維探達(dá)開(kāi)展瀝青路面裂縫病害路面下部結(jié)構(gòu)探測(cè)研究。
試驗(yàn)地點(diǎn)：交通部公路試驗(yàn)場(chǎng)。
試驗(yàn)設(shè)備：交通部公路所3D雷達(dá)，主機(jī)：GeoScope IV，天線(xiàn)陣：VX1821 即1.8米長(zhǎng)，21對(duì)天線(xiàn)通道，天線(xiàn)通道間距為7.5cm，空氣耦合式天線(xiàn)，拖車(chē)安裝。


二、測(cè)試路段
本次試驗(yàn)路段長(zhǎng)為26米左右，做了兩條數(shù)據(jù)采集路段，東側(cè)路段（遠(yuǎn)離庫(kù)房一側(cè)）在7-18米處有明顯裂縫，其中縱向7-12米段有一塊5 X 0.8 平方米區(qū)域明顯下陷。西側(cè)路段（靠近庫(kù)房一側(cè)）表面上看沒(méi)有破損。
基于含水區(qū)雷達(dá)反射強(qiáng)烈的原理，試驗(yàn)時(shí)，采用人工灑水，使得水滲入路基，并在路面明顯沒(méi)有積水時(shí)采集數(shù)據(jù)。

三、雷達(dá)數(shù)據(jù)采集設(shè)置
頻率設(shè)置：50 MHz - 3050 MHz，步進(jìn)頻率為20 MHz；駐留時(shí)間（每個(gè)頻率發(fā)射時(shí)間）為7.008微秒；縱向采樣間距約為2cm；
兩次采集設(shè)置如下圖：




四、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)解釋
采用3D-Radar公司數(shù)據(jù)分析軟件3dr-Examiner V2.80進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1. 東段數(shù)據(jù)：
不同通道縱斷面比較：在縱向7-13米段，從第3至第14通道的縱斷面圖典型如圖2.其余通道典型縱斷面圖如圖1. 由此可見(jiàn)，第3至第14通道，按通道之間橫向間距為7.5cm計(jì)算，異常區(qū)橫向距離為0.825米。此與路面可視下沉區(qū)域吻合。
由于未取芯標(biāo)定介質(zhì)的介電常數(shù)，以下按介電常數(shù)取5做估算。測(cè)試斷面顯示該路段瀝青層厚為5cm左右，水穩(wěn)層距離路面為30cm左右。
圖3縱斷面圖顯示：7-18米段反射較為強(qiáng)烈，7-13米段更甚。此與裂縫充滿(mǎn)水相關(guān)。
圖4至圖9為不同深度的水平視圖。反映含水區(qū)域隨深度變化，大致可認(rèn)為在含水區(qū)深度基本達(dá)到水穩(wěn)層，并且13-18米段，含水區(qū)更深一些。

五、結(jié)論
通過(guò)東，西路段雷達(dá)數(shù)據(jù)圖比較，可以看出有裂縫，下沉區(qū)波形圖是不一樣的。介質(zhì)含水后，雷達(dá)探測(cè)效果會(huì)有明顯提高。嘗試雨后數(shù)據(jù)采集，開(kāi)展3D-Radar三維雷達(dá)在路面裂縫病害探測(cè)研究，不失為一種好方法。


六、GeoScope三維探達(dá)介紹

GeoScope三維探達(dá)系統(tǒng)是美國(guó)3D-Radar公司推出的是一套功能強(qiáng)大、靈活性高的地下無(wú)損檢測(cè)工具，使用三維探達(dá)采集公路、機(jī)場(chǎng)跑道、市政道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部的信息，提前發(fā)現(xiàn)脫空、含水、大面積裂縫等病害并進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)正逐漸成為建設(shè)數(shù)字型智慧城市的重要組成部分。美國(guó)3D Radar正作為這一領(lǐng)域的知名者，共同引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展。

三維雷達(dá)系統(tǒng)GeoScopeTM使用了數(shù)字步進(jìn)頻率技術(shù)，可針對(duì)各種不同的應(yīng)用，采用不同的頻率范圍，通過(guò)采集軟件參數(shù)設(shè)置來(lái)控制整個(gè)頻譜，優(yōu)化探測(cè)深度和雷達(dá)系統(tǒng)分辨率之間的關(guān)系，從而獲得比較好的探測(cè)目標(biāo)圖像質(zhì)量；同時(shí)GeoScope使用了電子掃描天線(xiàn)陣技術(shù)，能夠進(jìn)行快速和精確的三維勘查，實(shí)現(xiàn)了真正的三維探測(cè)；GeoScope采集軟件可以實(shí)時(shí)顯示三維圖像，是目前市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)三維成像的探達(dá)系統(tǒng)。

應(yīng)用領(lǐng)域
GeoScope具有高度的靈活性，擁有極其廣泛的應(yīng)用，如：
公路檢測(cè)
橋梁面板檢測(cè)
地下管線(xiàn)調(diào)查與測(cè)繪
機(jī)場(chǎng)跑道檢測(cè)
鐵路路基檢測(cè)
考古
和未探測(cè)

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
主機(jī)采用創(chuàng)新的數(shù)字步進(jìn)頻率雷達(dá)技術(shù)
天線(xiàn)應(yīng)用引領(lǐng)GPR天線(xiàn)設(shè)計(jì)的電子掃描無(wú)線(xiàn)陣技術(shù)
實(shí)時(shí)三維顯示測(cè)試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果
高分辨率道路無(wú)損檢測(cè)GX設(shè)備

參與評(píng)論

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