[01242773]基于探地雷达的公路路基无损检测技术

一、研究背景自1984年我国第一条高速公路—沪嘉高速公路通车以来，我国高速公路通车里程己突破14万公里，居世界第一位，形成了较为完善的高速公路网。

“十三五”期间中国高速公路投资增长势头将延续，“十三五”期间全国高速公路将新增通车里程4.6万公里，2020 年高速公路通车里程将达16.9万公里。为适应我国高速公路发展的需求，就必须加快公路路基检测技术的发展。

由于路基工程属于隐蔽工程，目前路基质量检测费用高且技术落后。传统的挖坑有损检测效率低、对路面结构损坏大。因此有必要开发一种无损检测技术，实现路基土压实质量的快速无损探测。

二、技术原理公路路基含水状态是路基质量状态的重要指标，也是路基评价和检测的重要内容。探地雷达无法直接检测和识别路基的含水状态。但是路基含水状态的变化能够引起填料的介电性质变化，进而导致探地雷达的波形、振幅、能量以及频率、传播时间等属性变化。

如能从雷达信号中提取出路基填料的介电常数和电导率，通过建立路基填料的介电常数、电导率与填料的含水率之间的关系，可以间接的评价路基含水状态;也可以提取雷达波的波形、振幅、能量和频率等雷达属性，通过建立这些属性与填料的介电性质或含水状态之间的量化关系，来实现对路基含水状态的检测和评价，从而间接的评价路基的质量状态因此确立填料的介电常数、电导率与体积含水率、压实系数之间的量化关系，建立合理的介电常数模型，开展相应的时域波形分析、频域分析、雷达属性分析以及建立评价体系是解决问题的核心和关键。

三、本项目的创造性针对公路路基性能检测中存在的主要问题及拟解决的关键问题，采用现场调研、室内外试验、数值模拟分析与理论分析相结合的方法，以探地雷达在路基性能检测中的应用为突破点，涉及道路工程学、工程地质学、数字信号处理及计算机技术等多门学科，综合采用多种研究手段，并通过现场检测来验证该技术的准确性。

四、项目应用情况本项目适用于粉土、砂土等常用填土路基的压实度检测。经工程验证，采用探地雷达测得的路基压实度与挖坑灌砂法基本一致，能够满足工程需求。

而且，该方法具有速度快、效率高、准确性高、费用低等优点，可推广应用于高速公路、城市道路等填筑路基的压实度检测。

五、获奖情况

通过本项目发表学术论文5篇，其中两篇在全国中文核心期刊发表：

[1]白哲.基于GPR的路基土介电特性影响因素试验研究[J].公路工程，2015，40（03）:100-104。

[2]白哲.基于探地雷达的路基土压实度确定[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2015，34（02）:58-62。

本项目委托教育部科技查新工作站进行查新，查新结论如下：在所列检索范围内检索到的国内公开发表的中文文献中，除该项目的研究成果外，未见与该委托项目查新内容相同的文献报道。