傳統(tǒng)的路面檢測方法存在著破壞路面結(jié)構(gòu)和美觀的問題,并且隨著公路里程的不斷增長,傳統(tǒng)檢測手段已越來越不能滿足道路檢測的需求。探地雷達(dá)作為一種無損檢測的手段,能快速、連續(xù)地對路面進(jìn)行探測,極大程度上避免了偶然誤差的出現(xiàn),在公路性能的評估,病害的探測中起著越來越重要的作用。本文研究探地雷達(dá)已有的理論和實(shí)踐成果,總結(jié)了探地雷達(dá)在瀝青路面測厚度、壓實(shí)度和含水率的現(xiàn)狀,分析了病害探測和有限元模擬的研究成果,并基于電磁波原理對探地雷達(dá)參數(shù)選擇進(jìn)行了分析,提出了完整的探地雷達(dá)在市政道路瀝青面層的研究內(nèi)容和技術(shù)方案。首先根據(jù)已有的工程實(shí)踐和研究成果,提出了探地雷達(dá)測厚度、壓實(shí)度和含水率的實(shí)驗(yàn)方案;基于IDS雷達(dá)對瀝青面層的厚度測量從理論層面進(jìn)行了公式的推導(dǎo)和系統(tǒng)誤差的矯正。基于疊加原理測得天線的最佳檢測高度,并提出在含水率檢測中影響結(jié)果精度的V₍（（6-））指標(biāo),并基于已有的混合料介電模型,提出了一種含水混合料模型,并將其成功應(yīng)用于混合料的介電常數(shù)預(yù)測。其次,基于頻域和瞬態(tài)對探地雷達(dá)路面測量進(jìn)行了有限元模擬。就頻域下正演模擬的模型設(shè)置、邊界等條件做了研究;在瞬態(tài)下對路面內(nèi)部病害位置... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

探地雷達(dá)檢測原理

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖2.2探地雷達(dá)組成全新一代FastWave主機(jī)兼容各個(gè)種類的天線，包括如圖中所述的TRHF天線和喇叭口空氣耦合天線等等。表2.3FastWave雷達(dá)主機(jī)主要技術(shù)參數(shù)主機(jī)性能參數(shù)技術(shù)參數(shù)雙通道主機(jī)脈沖重復(fù)頻率每通道800KHz掃描速率最大4760掃/秒可連接天線數(shù)量最大連接至2對天線時(shí)窗4~40960采樣點(diǎn)數(shù)128~16384疊加數(shù)最大至32768動(dòng)態(tài)范圍>160dB信噪比>160dB分辨率5psec數(shù)據(jù)處理核心（CPU）2主機(jī)與采集單元連接方式網(wǎng)線/無線供電單元12V重量1.5kg尺寸22*17*5.5雷達(dá)的天線一般根據(jù)檢測需要進(jìn)行選擇，不同頻率的天線對于檢測的精度和深度都有很大的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明：天線發(fā)射的電磁波頻率越高，其在路面內(nèi)部傳播時(shí)能量發(fā)生衰減也越快，同時(shí)檢測的深度相對于低頻天線也越淺，但是其檢測深度會(huì)越大，反之亦然。因此在實(shí)際的工程檢測中，需要通過對檢測目標(biāo)的位置和檢測精度需求來決定天線的選擇。一般而言，檢測大地內(nèi)部很深的位置建議選擇低頻天線，因?yàn)槠潆姶挪ㄋp較慢，能探測到較深的位置，但是精度比較低；若探測瀝青混凝土路面面層內(nèi)部的病

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文20A為電磁波的全反射振幅；A0為電磁波在空氣-路面界面上反射波的振幅。我們計(jì)算出電磁波在一點(diǎn)的速度，然后代入厚度計(jì)算公式即可。（1）反射系數(shù)法的推導(dǎo)反射系數(shù)法是在探地雷達(dá)測厚領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的方法。這里給出了該方法的具體推導(dǎo)過程，并分析了該方法誤差的主要來源。定義分界面上的反射系數(shù)R為反射波與入射波的電場之比。同時(shí)瀝青混凝土作為絕緣體，可近似認(rèn)為是理想介質(zhì)，故有：R==212+1(3-7)式中：η=√為介質(zhì)的本征阻抗；E為反射波電場；E為入射波電場；R為反射系數(shù)。圖3.1空氣-瀝青混合料界面對于理想介質(zhì)和一般的電介質(zhì)，其磁導(dǎo)率u都非常接近真空的磁導(dǎo)率u0，根據(jù)菲涅耳公式，可得：0=√1√2√1+√2(3-8)假設(shè)為真空，則光速為C，其相對介電常數(shù)為1。則可推導(dǎo)出下述公式。V=√(3-9)0=1√21+√2=11+=+(3-10)v=C×1+010(3-11)考慮另外一種極端情況：當(dāng)電磁波從空氣入射到金屬板時(shí)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3011154