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【摘 要】 公路裂缝检测对于保证公路质量，减少公路安全事故的发生具有重要作用。很多公路的裂缝在混凝土里面，不易被发现，用地质雷达对公路裂缝进行检测是现在主要使用的检测手段，同时也是我们今天进行讨论的课题。
【关键词】 地质雷达;公路裂缝;检测
一、前言
文章对地质雷达技术进行了简要介绍，对地质雷达在公路裂缝检测的处理应用进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对地质雷达在公路裂缝检测中的测量方法进行了探讨。
二、地质雷达技术简述
地质雷达（GroundPenetratingRadar，简称GPR）又称探地雷达、地面探测雷达，是用高频无线电波（频率一般介于1MHz～10GHz）来确定地下或者岩体介质分布状况的一种探测方法。地质雷达利用发射天线向地下或者岩体发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在介质中传播时遇到存在电性差异的界面时发生反射，根据接收到电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征推断介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。由于这种检测技术现在已经应用的非常广泛了，在地基工程、地质、道路、桥梁以及考古等领域都进行了广泛的应用，通常地质雷达具有几种应用方法：有单孔反射、孔中层的成像、地面反射、单孔反射以及地面的层析成像等。在这其中，单孔反射具有两种反射模式，也就是定向反射与全方位反射。在当前阶段，我国基本应用的方法都是地面反射，但单孔反射与层析成像的效果则是最突出的。
由于地质雷达的检测应用在我国使用和试验的时间并不久远，但是也已经获得了一定的成效与积累资料，主要应用于地下水的调查、探析湖底与河底的剖面、探测基岩、地质分层、调查湖底的形态、剖析坝体的深度、普查管网、探测的超前、调查滑坡、探测空、检测坝体的质量、检测路面、检测墙体的质量、检测桥桩的质量，以及定位不明物体等多方面领域都有应用。
三、地质雷达在公路裂缝检测的处理应用
在当前情况下，由于地质雷达的检测技术应用在公路裂缝检测中主要是应用了反射的工作方法，但是在国外，早已经开始利用地质雷达技术对公路做层析成像检测，从而可以更全面的检查出公路出存在的渗漏隐患。应用地质雷达进行检测的过程当中，一般是通过地质雷达进行发射的天线脉冲电磁波在介质当中出现的透射、绕射、衰减以及透射等方面，但是由于接收天线所收到的电磁能量会存在一定的损失，不可避免地有很大损失，因此，为了可以很好的得到反射波特征，就必须要利用地质雷达对宽频进行详细的记录，而与此同时也就记录了一定的干扰噪音，这是避免不了的。通常地质雷达所反射出的图像主要包括了两种噪声，一种是不相干的噪音，可另一种就是相干的噪音，一般不相干的噪音主要是通过地质雷达内部的雷电所发出的放电声，而相干的噪声一般是因为在变化较剧烈的电性界面所绕射与散射和绕射之间所存在的共振现象产生的。
通常地质雷达所发射的高频脉冲进行传播时，其能量会逐渐的减衰，而主要的原因就是电磁波减少了振幅，主要有以下几方面的原因。
1.由于电磁波在传播的过程当中，会有一部分的能量逐渐的被介质所吸收，所以这就会减少了了电磁波的振幅量。
2.电磁波一般是通过波源逐渐的传播到四周，所以波前面则会越来越大，而正在前行的振幅就会越来越小，重要的原因就是通过几何进行扩散引发的。
3.当电磁波传播在介质当中时存在散射与绕射这两个因素，所以就会出现衰减的现象。通常情况下，由于因素非常复杂，所以比例也非常少。因为电磁波的振幅的出现了减少，这就对于地质雷达所接收的深度振幅存在一定的差距，达到了几个数量级。因此，如果想更加明显的进行观察，则可以在地质雷达的反射波图像中看到公路的结构，同时也可以采集到雷达记录，作为备用的恢复处理，也可以避免振幅的衰减。
四、地质雷达在公路裂缝检测中的测量方法
1.地质雷达和天线频率的选择
地质雷达选用世界著名地质雷达瑞典MALA公司生产的MALA/GPR。天线中心频率的选择需要兼顾目标体深度、目标体最小尺寸以及天线尺寸是否适合场地要求。由于不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大。公路面层厚度检测的有效深度在0.3m以内，精确定位面层厚度、空洞、不密实体和脱空等，由于公路面层厚度的介电常数均一，且变化不较大，选择1600M或更高频的天线是适宜的。综合场地的特点，MALA/GPR的工作参数为1600M的频率天线，16ns的采集时窗，自动迭加，距离触发测试方式，道间距为0.25m。
2.检测布置及现场测试照片
（一）在检测工作开展前，施工单位的技术人员先期安排检测车的前后保护车辆等涉及到路上安全的一切事宜。
（二）检测工作开始后：检测单位技术工程师负责设备操作、测线笔记记录，施工单位技术工程师负责现场协调和介绍桩号等。
（三）检测过程中，检测单位的技术工程师根据需要随时进行拍照记录。
（四）数据采集速度由现场情况确定。
（五）在全部测线完成后，根据需要进行钻孔取芯验证雷达波速。
（六）在现场采集过程中如遇突发情况，所有人员听从检测单位现场指挥的安排，不能随意采取行动，如果是工程问题则听从施工单位现场指挥的安排现场测试照片。
五、地质雷达在公路裂缝检测的要点
1.在公路工程的病害检测中，地质雷达技术的应用取得明显的社会效益和经济效益。地质雷达探测具有经济，高效，非破坏性等优点，探测精度高，分辨率高。在公路路基病害的监测、检测方面必将有广泛的应用前景。
2.地质雷达技术作为一种对隐蔽工程的探测手段，除了具有科学性的一方面外，同时也存在局限性、多解性、片面性。如探测深度的问题。地质雷达探测的分辨率很高（可达cm级），电磁波的频率越高，电磁波在地下介质中衰减的越迅速，探测深度越小，同时分辨率也跟着降低。而且雷达的电磁脉冲信号的传播取决于探测的高频电性（介电常数ε），因此其探测深度和精度亦取决于探测介质的特性。在诸如砂、砾石及淡水这样的低导电率介质中，地质雷达探测深度可达数十米，但在粘土、淤泥及含盐或受污染的土壤这样一些导电介质中，探测深度只有几米。所以应在地质雷达的硬件方面加强地质雷达的仪器开发、改进，提高仪器灵敏度，加大探测深度、精度。
数据处理非常重要。地质雷达作为物探手段的一种，同样面临着多解性问题的困扰。数据处理方面，主要是如何进一步提高地质雷达资料解释的精度和分辨率，研究新的数据处理方法及处理软件是日益高涨的需求。地质雷达在各种复杂的施工环境中的广泛应用，面临着各种干扰源的影响。如何去除这些干扰成为摆在工程人员面前日益紧要的问题之一。
3.地质雷达仪器操作、参数设置、野外布线以及数据处理、成果解释等都是依靠技术人员来操作的。但是使用地质雷达技术人员数量的快速增加，使得人员的分析、处理问题能力的平均水平有所下降。如何提高工程技术人员在地质雷达法方面的综合技能，尤其在资料的解释过程中，如何识别不同特征波形对应的地下异常分布，减少问题的多解性，成为提高探测成果质量的关键问题。
4.检测需要注意的事项与认识
（一）在检测之前，必须结合岩性，干湿状况等条件，调好地质雷达的各种参数及介电常数。
（二）在进行线测时，必须使所测线的掌子面平整，确保天线和岩面密贴，以最大程度的提高预报的精度。
（三）在检测前，必须把台车等金属器具撤出离掌子面一定距离，避免杂波影响检测精度。同时使用仪器的自动变换增益或控制增益增益功能，以补偿介质吸收和抑制杂波。
（四）采取地质雷达进行隧道掌子面前方不良地质体的探测，其关键是对采集雷达波的判读。在对图像判读没有十足把握时，必须结合地勘资料，以及当时掌子面岩性条件，和超前钻孔得出检测结果，提高预报的准确性。
六、结束语
地质雷达在实现公路裂缝的无损检测方面有重要贡献，随着科学和研究的进一步发展，其测量精度将会有更进一步的提升，在公路裂缝方面发挥更大的作用。
参考文献：
[1]郭建.地质雷达在公路工程质量无损检测中的应用[J].科技风，2012
[2]徐杰.地质雷达方法在路桥工程中的应用[J].大湘科技，2011.
[3]周伟，地质雷达测量方法与应用[J]，科学测量，2011
【关键词】 地质雷达;公路裂缝;检测
一、前言
文章对地质雷达技术进行了简要介绍，对地质雷达在公路裂缝检测的处理应用进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对地质雷达在公路裂缝检测中的测量方法进行了探讨。
二、地质雷达技术简述
地质雷达（GroundPenetratingRadar，简称GPR）又称探地雷达、地面探测雷达，是用高频无线电波（频率一般介于1MHz～10GHz）来确定地下或者岩体介质分布状况的一种探测方法。地质雷达利用发射天线向地下或者岩体发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在介质中传播时遇到存在电性差异的界面时发生反射，根据接收到电磁波的波形、振幅强度和时间的变化特征推断介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。由于这种检测技术现在已经应用的非常广泛了，在地基工程、地质、道路、桥梁以及考古等领域都进行了广泛的应用，通常地质雷达具有几种应用方法：有单孔反射、孔中层的成像、地面反射、单孔反射以及地面的层析成像等。在这其中，单孔反射具有两种反射模式，也就是定向反射与全方位反射。在当前阶段，我国基本应用的方法都是地面反射，但单孔反射与层析成像的效果则是最突出的。
由于地质雷达的检测应用在我国使用和试验的时间并不久远，但是也已经获得了一定的成效与积累资料，主要应用于地下水的调查、探析湖底与河底的剖面、探测基岩、地质分层、调查湖底的形态、剖析坝体的深度、普查管网、探测的超前、调查滑坡、探测空、检测坝体的质量、检测路面、检测墙体的质量、检测桥桩的质量，以及定位不明物体等多方面领域都有应用。
三、地质雷达在公路裂缝检测的处理应用
在当前情况下，由于地质雷达的检测技术应用在公路裂缝检测中主要是应用了反射的工作方法，但是在国外，早已经开始利用地质雷达技术对公路做层析成像检测，从而可以更全面的检查出公路出存在的渗漏隐患。应用地质雷达进行检测的过程当中，一般是通过地质雷达进行发射的天线脉冲电磁波在介质当中出现的透射、绕射、衰减以及透射等方面，但是由于接收天线所收到的电磁能量会存在一定的损失，不可避免地有很大损失，因此，为了可以很好的得到反射波特征，就必须要利用地质雷达对宽频进行详细的记录，而与此同时也就记录了一定的干扰噪音，这是避免不了的。通常地质雷达所反射出的图像主要包括了两种噪声，一种是不相干的噪音，可另一种就是相干的噪音，一般不相干的噪音主要是通过地质雷达内部的雷电所发出的放电声，而相干的噪声一般是因为在变化较剧烈的电性界面所绕射与散射和绕射之间所存在的共振现象产生的。
通常地质雷达所发射的高频脉冲进行传播时，其能量会逐渐的减衰，而主要的原因就是电磁波减少了振幅，主要有以下几方面的原因。
1.由于电磁波在传播的过程当中，会有一部分的能量逐渐的被介质所吸收，所以这就会减少了了电磁波的振幅量。
2.电磁波一般是通过波源逐渐的传播到四周，所以波前面则会越来越大，而正在前行的振幅就会越来越小，重要的原因就是通过几何进行扩散引发的。
3.当电磁波传播在介质当中时存在散射与绕射这两个因素，所以就会出现衰减的现象。通常情况下，由于因素非常复杂，所以比例也非常少。因为电磁波的振幅的出现了减少，这就对于地质雷达所接收的深度振幅存在一定的差距，达到了几个数量级。因此，如果想更加明显的进行观察，则可以在地质雷达的反射波图像中看到公路的结构，同时也可以采集到雷达记录，作为备用的恢复处理，也可以避免振幅的衰减。
四、地质雷达在公路裂缝检测中的测量方法
1.地质雷达和天线频率的选择
地质雷达选用世界著名地质雷达瑞典MALA公司生产的MALA/GPR。天线中心频率的选择需要兼顾目标体深度、目标体最小尺寸以及天线尺寸是否适合场地要求。由于不同频率天线的测深能力不同，频率越低，探测深度越大。公路面层厚度检测的有效深度在0.3m以内，精确定位面层厚度、空洞、不密实体和脱空等，由于公路面层厚度的介电常数均一，且变化不较大，选择1600M或更高频的天线是适宜的。综合场地的特点，MALA/GPR的工作参数为1600M的频率天线，16ns的采集时窗，自动迭加，距离触发测试方式，道间距为0.25m。
2.检测布置及现场测试照片
（一）在检测工作开展前，施工单位的技术人员先期安排检测车的前后保护车辆等涉及到路上安全的一切事宜。
（二）检测工作开始后：检测单位技术工程师负责设备操作、测线笔记记录，施工单位技术工程师负责现场协调和介绍桩号等。
（三）检测过程中，检测单位的技术工程师根据需要随时进行拍照记录。
（四）数据采集速度由现场情况确定。
（五）在全部测线完成后，根据需要进行钻孔取芯验证雷达波速。
（六）在现场采集过程中如遇突发情况，所有人员听从检测单位现场指挥的安排，不能随意采取行动，如果是工程问题则听从施工单位现场指挥的安排现场测试照片。
五、地质雷达在公路裂缝检测的要点
1.在公路工程的病害检测中，地质雷达技术的应用取得明显的社会效益和经济效益。地质雷达探测具有经济，高效，非破坏性等优点，探测精度高，分辨率高。在公路路基病害的监测、检测方面必将有广泛的应用前景。
2.地质雷达技术作为一种对隐蔽工程的探测手段，除了具有科学性的一方面外，同时也存在局限性、多解性、片面性。如探测深度的问题。地质雷达探测的分辨率很高（可达cm级），电磁波的频率越高，电磁波在地下介质中衰减的越迅速，探测深度越小，同时分辨率也跟着降低。而且雷达的电磁脉冲信号的传播取决于探测的高频电性（介电常数ε），因此其探测深度和精度亦取决于探测介质的特性。在诸如砂、砾石及淡水这样的低导电率介质中，地质雷达探测深度可达数十米，但在粘土、淤泥及含盐或受污染的土壤这样一些导电介质中，探测深度只有几米。所以应在地质雷达的硬件方面加强地质雷达的仪器开发、改进，提高仪器灵敏度，加大探测深度、精度。
数据处理非常重要。地质雷达作为物探手段的一种，同样面临着多解性问题的困扰。数据处理方面，主要是如何进一步提高地质雷达资料解释的精度和分辨率，研究新的数据处理方法及处理软件是日益高涨的需求。地质雷达在各种复杂的施工环境中的广泛应用，面临着各种干扰源的影响。如何去除这些干扰成为摆在工程人员面前日益紧要的问题之一。
3.地质雷达仪器操作、参数设置、野外布线以及数据处理、成果解释等都是依靠技术人员来操作的。但是使用地质雷达技术人员数量的快速增加，使得人员的分析、处理问题能力的平均水平有所下降。如何提高工程技术人员在地质雷达法方面的综合技能，尤其在资料的解释过程中，如何识别不同特征波形对应的地下异常分布，减少问题的多解性，成为提高探测成果质量的关键问题。
4.检测需要注意的事项与认识
（一）在检测之前，必须结合岩性，干湿状况等条件，调好地质雷达的各种参数及介电常数。
（二）在进行线测时，必须使所测线的掌子面平整，确保天线和岩面密贴，以最大程度的提高预报的精度。
（三）在检测前，必须把台车等金属器具撤出离掌子面一定距离，避免杂波影响检测精度。同时使用仪器的自动变换增益或控制增益增益功能，以补偿介质吸收和抑制杂波。
（四）采取地质雷达进行隧道掌子面前方不良地质体的探测，其关键是对采集雷达波的判读。在对图像判读没有十足把握时，必须结合地勘资料，以及当时掌子面岩性条件，和超前钻孔得出检测结果，提高预报的准确性。
六、结束语
地质雷达在实现公路裂缝的无损检测方面有重要贡献，随着科学和研究的进一步发展，其测量精度将会有更进一步的提升，在公路裂缝方面发挥更大的作用。
参考文献：
[1]郭建.地质雷达在公路工程质量无损检测中的应用[J].科技风，2012
[2]徐杰.地质雷达方法在路桥工程中的应用[J].大湘科技，2011.
[3]周伟，地质雷达测量方法与应用[J]，科学测量，2011