短脉冲雷达检测路基路面厚度及识别结构层方法
T0913-2008短脉冲雷达测定路面厚度试验方法
1目的与适用范围
本方法适用于采用短脉冲雷达无损检测路面面层厚度。
本方法的数据采集、传输、记录和数据处理分别由专用软件自动控制进行。 本方法适用于新建、改建路面工程质量验收和旧路加铺路面设计的厚度调查。 雷达发射的电磁波在路面层传播过程中会逐渐削弱、消散、层面反射。雷达最大探测深度是由雷达系统的参数以及路面材料的电磁属性决定的。对于材料过度潮湿或饱和以及有高含铁量矿渣集料的路面不适合用本方法测试。 2仪具与材料技术要求
雷达测试系统由承载车、天线、雷达发射接收器和控制系统组成。 测试系统技术要求和参数： （1）距离标定误差：≤0.1%。 （2）设备工作温度：0~40℃。 （3）最小分辨层厚：≤40mm。 （4）系统测量精度要求：
系统测量精度技术要求
测量深度（cm） <10 10～25 测量误差（mm） ±3 ±5 测量深度（cm） >25 测量误差（mm） ±10 （5）天线：带宽能适应所选择的发射脉冲频率。通常，在检测路面厚度时宜选择使用2.0GHz的天线，在检测路基各结构层情况时宜选择使用900MHz的天线。
（6）收发器：脉冲宽度≤1.0ns，时间信号处理能力可以适应所需的测试深度。 3方法与步骤 3.1准备工作
（1）距离标定：承载车行驶超过20000km，更换轮胎，或使用超过1年的情形下需要进行距离标定。距离标定方法根据厂商提供的使用说明进行。
（2）安装需达天线：将雷达天线按照厂商提供的安装方法牢固安装好，并将天线与主机的连线连接好。
（3）检查连接线安装无误后开机预热，预热时间不得少于厂商规定的时间。 （4）将金属板放置在天线正下方，启动控制软件的标定程序，获取相应参数。 （5）打开控制软件的参数设置界面，根据不同的检测目的，设置采样间隔、时间窗、增益等参数。 3.2测试步骤
（1）将承载车停在起点，开启安全警示灯，启动软件测试程序，令驾驶员缓慢加速车辆到正常检测速度。
（2）检测过程中，操作人员应记录测试线路所遇到的桥梁、涵洞、隧道等构造物的起终点。
（3）当测试车辆到达测试终点后，操作人员停止采集程序。
（4）芯样标定：为了准确反算出路面厚度，必须知道路面材料的介电常数，通常采用在路面上钻芯取样方法以获取路面材料的介电常数。做法是首先令雷达天线在需要标定芯样点的上方采样，然后钻芯，最后将芯样的真实厚度数据输入到计算程序中，反算出路面材料的介电常数或者雷达波在材料中的传播速度；路面材料的介电常数会随集料类型、沥青产地、密度、湿度等而不同。测试过程中应根据实际情况增加芯样钻取数量，以保证测试厚度的准确性。
（5）操作人员检查数据文件，文件应完整，内容应正常，否则应重新测试。 （6）关闭测试系统电源，结束测试。 4计算
计算原理：由于地下介质具有不同的介电常数，造成各种介质具有不同的电导性，电导性的差异影响了电磁波的传播速度。一般用下面公式计算电磁波在不同介质中的传播速度。
v?C?r
式中：v——电磁波在材料介质中的传播速度；
C——电磁波在空气中的传播速度（即约等于光速，取300mm/ns）；
?r——材料介质的介电常数。
根据电磁波在材料介质中的双程走时以及材料介质的相对介电常数，用下式确定面层厚度。
T?式中：T——材料介质厚度；
?t?C 2?rC——电磁波在空气中的传播速度（即约等于光速，取300mm/ns）；
?r——材料介质的介电常数。
?t——雷达所发射的电磁波在材料介质中的双程走时。
路面材料的相对介电常数?r，可以通过路面芯样获得。路面厚度的计算通常先由雷达波识别软件自动识别各层分界线，得到雷达波在各层中的双程走时，然后计算各层厚度。 5报告
路面厚度测试报告应包括检测路段的厚度平均值、标准差、厚度代表值。
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