短脉冲雷达检测路基路面厚度及各结构层
布置情况方法实施细则
1.目的和适用范围
1.1本方法适用于短脉冲雷达无损检测路基路面厚度及各结构层布
置情况。
1.2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。
1.3本方法适用于新建、改建路基路面工程质量验收和旧路加铺路面
设计的厚度及各结构层布置情况调查。
1.4雷达发射的电磁波在路基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
2.1设备主要组成
雷达测试系统由雷达主机、雷达天线、距离测量轮、笔记本电脑等组成。
2.2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：见下表。
系统测量精度技术要求
（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 检测方法与步骤
3.1 准备工作
（1）本仪器使用前，须检查仪器各连接端口的状态，确保各组成部件的可靠连接，并在使用前及使用过程中顶时检查雷达供电电瓶的工作情况。
（2）根据检测需求，选定所使用的雷达天线型号。通常，在检测道路面层厚度时，宜选择2GHz的天线，在检测道路各结构层厚度时，宜选择900MHz的天线。将距离测量轮固定在雷达天线侧部，并连接距离测量轮数据线至雷达天线上部插口。
（3）将雷达主机和电瓶背负在操作人员甲的身上，系扣安全带后将笔记本电脑挂置在操作人员甲胸前。之后又操作人员乙根据仪器的
原版说明书中所述的方法，先将雷达天线连接雷台主机，再将雷达主机和笔记本电脑连接，最后将雷达主机和雷达供电电瓶连接。雷达天线由操作人员乙手持。注：雷达天线与通常与雷达主机上的1#插口（“Ant1Connectors”）连接。
3.2 测试步骤
（1）钻孔取芯标定材料的介电常数：首先令雷达天线在需要标定芯样点的上方采样，然后钻孔取芯，测得芯样直观厚度并将数据输入到计算程序中，反算得路基路面组成材料的介电常数或雷达波在材料中的传播速度。钻孔取芯数量可根据实际情况确定，宜每1次成型（摊铺）的路基路面工作面取芯1次，在不能确定路基路面成型（摊铺）情况时宜每10000m2至少取芯1次。
（2）将测区表面进行清扫，要求使测区表面无浮尘或积水。
（3）检测操作人员到达选定的位置，由操作人员甲开启电脑，启动操作程序即桌面上的“K2”文件，操作程序为中文版。根据所选择的雷达天线型号设定相应的驱动程序，在程序主界面右中位置的“驱动”，一般不变更各型号雷达天线驱动程序的默认设定。之后在操作程序主界面中点击启动主界面左下的“开始增益”，同时向操作人员乙发布开始指令。由操作人员乙将天线接触地面并由测区起始点向天线所标示的正方向平稳滑移。程序会驱动雷达自动完成增益，待增益结束后，主界面会自动进入采集选择窗口。此时由操作人员甲向操作人员乙发布停止指令，操作人员乙即停止滑移天线。之后，操作人员乙持雷达天线离开地面。雷达天线切忌逆向滑移。
（4）由操作人员甲在操作程序采集选择窗口建立本次检测的文件名（本窗口界面左上方，在写入栏输入拟定的文件名后点击其有侧“新建”）以及当前侧区的文件名（本窗口界面左下方，在写入栏输入拟定的文件名后点击其有侧“新建”），之后操作程序会自动进入采集窗口工作界面，点击采集窗口工作界面右下方的“开始”，同时向操作人员乙发布开始指令。由操作人员乙将天线接触地面并并由测区起始点向天线所标示的正方向平稳滑移。由操作人员甲在观测操作程序中的图文，图象右上方有距离显示，待雷达天线前进超越当前测区的终点后（可从图象右上方有距离显示或工作面预先标记确认雷达天线前进是否已超越当前测区的终点），操作人员甲向操作人员乙发布停止指令，操作人员乙即停止滑移天线。之后由操作人员甲保存文件（点击“保存信息”），同时宜用剪印屏幕的方法直接将所测得的雷达图像保存。然后，结束本测区检测（点击“停止检测”）。由操作人员甲从图文上直接判断本次测区的情况，在该测区均布的10测点，记录每个测点的数值及本测区内的最大值和最小值。注：所保存的文件通常默认保存在“C:\K2\Mission\……”下。
（5）通常以道路每1车道每纵向延伸5m为1测区。每1测区完成检测时，操作人员甲应检查数据文件及设备状态，文件应完整文件内容应正常，设备应正常，否则应重新检测或待设备调整正常后重新检测。
（6）进入下一测区时，重复如上所述诸条目之操作。
（7）待整个检测任务完成后，由操作人员甲保存检测信息，并退
出操作程序（可直接点击操作程序主界面右上方的“×”），关闭笔记本电脑，之后解开电脑与雷达主机的连接线。之后由操作人员乙在解开雷达主机与雷达供电电瓶的连接后再相继解开其余各处连接线。待各处连接线一并解开后，操作人员甲方可脱下所背负的雷达主机与笔记本电脑。在检测结束后，本仪器所有设备应立即放置入整理箱。
4 数据处理
4.1 计算原理：
由于地下材料介质具有不同的介电常数，造成各种材料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。一般用下式计算电磁波在材料介质中的传播速度：
v = C / εr(1/2)
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300 mm/ns ）；
εr ——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 = (Δt*C) / [2 εr(1/2)]
式中：T ——材料介质厚度；
C ——电磁波在空气中的传播速度（即约等于光速，取300 mm/ns ）；
εr ——材料介质的介电常数。
