[发明专利]一种基于探地雷达的沥青混凝土路面孔隙率检测方法

说明书

本发明公开了一种基于探地雷达的沥青混凝土路面孔隙率检测方法，通过制备若干块孔隙率不同的沥青混凝土试件，在每块沥青混凝土板的四个角上分别画直径为10cm的圆，用探地雷达获取每个圈内的介电常数，随后将每块沥青混凝土板沿所画圆取芯，获取芯样的体积参数，最后将孔隙率与介电常数关系进行拟合，便可以得到最符合实际情况的拟合公式，通过公式可以方便地将实际路面得到的雷达数据转化为相应的孔隙率数据。本发明是一种无损孔隙率检测方法，操作简单，在路面验收过程中，在保证可接受估算精度的情况下，显著减少测试所需的时间，极大地提升沥青路面孔隙率的检测速度。

技术领域

本发明涉及一种道路无损检测技术，具体涉及一种基于探地雷达的沥青混凝土路面孔隙率检测方法，属于交通运输学科技术领域。

背景技术

孔隙率是影响沥青混凝土路面性能的一个重要因素。如果孔隙率过高，路面在使用过程中，容易出现车辙，沉陷等病害，路面孔隙率过低，则路面承受温度应力的能力会下降，同时在建造同样厚度的路面时将大大增加成本。

传统的路面孔隙率检测有钻芯法，但钻芯法不仅破坏了路面结构的完整性而且以点代面，不能很好地代表整条道路的性能；通过核子密度仪或者无核密度仪对路面孔隙率进行检测的方法，虽然保留了路面的完整性，但仪器价格昂贵，且对操作员要求高，同样也存在以点代面的问题。

探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR）是一项基于电磁波传播原理的无损检测技术。在路面孔隙率检测上，相比于传统检测方法，探地雷达具有迅速、无损、数据点多的特点。因此，本发明研究出一种基于探地雷达技术，从而实现迅速无损地来检测沥青混凝土路面孔隙率的方法。

发明内容

本发明正是为检测沥青混凝土路面孔隙率，提供一种基于探地雷达的沥青混凝土路面孔隙率检测方法，该方法具有迅速、无损、数据点多的特点，为公路无损检测提供重要依据。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种基于探地雷达的沥青混凝土路面孔隙率检测方法，包括如下步骤：

（1）制备若干块孔隙率不同的沥青混凝土试件，在每块沥青混凝土试件四个角上分别画圆圈，用探地雷达获取每个圆圈内的介电常数ε；

（2）将每块沥青混凝土试件沿所画圆圈取芯，获取芯样的体积参数，计算得到孔隙率V_a；

（3）将孔隙率V_a与介电常数ε关系进行拟合，得到孔隙率V_a与介电常数ε线性关系的拟合模型；

（4）在待测的沥青混凝土路面上，用探地雷达获取待测的沥青混凝土的介电常数ε，通过拟合模型计算得到所测沥青混凝土的孔隙率。

作为优选，所述沥青混凝土试件尺寸为30cm*30cm*5cm，其中圆圈的直径为10cm，便于取芯。

作为优选，所述步骤（1）中，至少要制备3块孔隙率不同的沥青混凝土试件，以保证能为拟合曲线提供足够的数据点。

作为优选，所述步骤（1）中，用探地雷达获取沥青混凝土试件每个圈内的介电常数ε的步骤如下：

（1）根据探地雷达天线发射的电磁波频率，用如下公式计算得到电磁波波长λ：；其中，C为光在空气中的传播速度，λ为电磁波波长，f为探地雷达天线发射的电磁波频率；

（2）将探地雷达置于一块面积大于沥青混凝土试件的钢板上方0-2λ处，以λ/4为一个检测步，然后记录探地雷达采集到的最大反射波的振幅，记为A_m，其高度记为H；对于不同型号的雷达，其采集到最大反射波的高度有所不同，但通过室内实验确定下高度H后，该高度H作为该型号雷达的检测高度将适用于路面的所有情况；