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項目概況
試驗目的：采用美國3D-Radar公司三維探地雷達開展瀝青路面裂縫病害路面下部結構探測研究。
試驗地點：交通部公路試驗場。
試驗設備：交通部公路所3D雷達，主機：GeoScope IV，天線陣：VX1821 即1.8米長，21對天線通道，天線通道間距為7.5cm，空氣耦合式天線，拖車安裝。
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測試路段
本次試驗路段長為26米左右，做了兩條數據采集路段，東側路段(遠離庫房一側)在7-18米處有明顯裂縫，其中縱向7-12米段有一塊5 X 0.8 平方米區(qū)域明顯下陷。西側路段(靠近庫房一側)表面上看沒有破損。
基于含水區(qū)雷達反射強烈的原理，試驗時，采用人工灑水，使得水滲入路面，并在路面明顯沒有積水時采集數據。
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雷達數據采集設置
頻率設置：50 MHz - 3050 MHz，步進頻率為20 MHz;駐留時間(每個頻率發(fā)射時間)為7.008微秒;縱向采樣間距約為2cm;
兩次采集設置如下圖：
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數據分析與數據解釋
采用3D-Radar公司數據分析軟件3dr-Examiner V2.80進行數據分析。
東段數據
不同通道縱斷面比較：在縱向7-13米段，從第3至第14通道的縱斷面圖典型如圖2.其余通道典型縱斷面圖如圖1. 由此可見，第3至第14通道，按通道之間橫向間距為7.5cm計算，異常區(qū)橫向距離為0.825米。此與路面可視下沉區(qū)域吻合。
由于未取芯標定介質的介電常數，以下按介電常數取5做估算。測試斷面顯示該路段瀝青層厚為5cm左右，水穩(wěn)層距離路面為30cm左右。
圖3縱斷面圖顯示：7-18米段反射較為強烈，7-13米段更甚。此與裂縫充滿水相關。
圖4至圖9為不同深度的水平視圖。反映含水區(qū)域隨深度變化，大致可認為在含水區(qū)深度基本達到水穩(wěn)層，并且13-18米段，含水區(qū)更深一些。
圖1. 第1通道縱斷面
圖2. 第8通道縱斷面
圖3. 縱斷面圖
圖4. 6 cm 深度水平切片圖
圖5. 11.2 cm 深度水平切片圖
圖6. 25.0 cm 深度水平切片圖
圖7. 28.3 cm 深度水平切片圖
圖8. 30.1 cm 深度水平切片圖
圖9. 38.1 cm 深度水平切片圖
西段數據
西段數據各通道基本一致，縱斷面圖如圖10。
數據分析估算瀝青層厚約為5cm，同東側路段，但水穩(wěn)層距離路表為35cm左右，較東段深。
圖10至圖16為不同深度的水平視圖。與東段數據相比，西段水平視圖顯示介質較為均勻，沒有明顯的高含水區(qū)。
圖10. 縱斷面圖
圖11. 6 cm 深度水平切片圖
圖12. 11.1 cm 深度水平切片圖
圖13. 25.6 cm 深度水平切片圖
圖14. 28.2 cm 深度水平切片圖
圖15. 32.5 cm 深度水平切片圖
圖16. 41 cm 深度水平切片圖
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結論
通過東，西路段雷達數據圖比較，可以看出有裂縫，下沉區(qū)波形圖是不一樣的。介質含水后，雷達探測效果會有明顯提高。嘗試雨后數據采集，開展3D-Radar三維雷達在路面裂縫病害探測研究，不失為一種好方法。
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GeoScope三維探地雷達介紹
GeoScope三維探地雷達系統(tǒng)是美國3D-Radar公司推出的是一套功能強大、靈活性高的地下無損檢測工具，使用三維探地雷達采集公路、機場跑道、市政道路結構內部的信息，提前發(fā)現脫空、含水、大面積裂縫等病害并進行預防性養(yǎng)護正逐漸成為建設數字型智慧城市的重要組成部分。美國3D Radar正作為這一領域的全球領軍者引領著行業(yè)的發(fā)展。
三維雷達系統(tǒng)GeoScopeTM使用了數字步進頻率技術，可針對各種不同的應用，采用不同的頻率范圍，通過采集軟件參數設置來控制整個頻譜，優(yōu)化探測深度和雷達系統(tǒng)分辨率之間的關系，從而獲得最佳的探測目標圖像質量;同時GeoScope使用了電子掃描天線陣技術，能夠進行快速和精確的三維勘查，實現了真正的三維探測;GeoScope采集軟件可以實時顯示三維圖像，是目前市場上唯一實現現場三維成像的探地雷達系統(tǒng)。
應用領域
GeoScope具有高度的靈活性，擁有極其廣泛的應用，如：
公路檢測
橋梁面板檢測
地下管線調查與測繪
機場跑道檢測
鐵路路基檢測
考古
地雷和未爆炸物探測
系統(tǒng)優(yōu)勢
主機采用創(chuàng)新的數字步進頻率雷達技術
天線應用引領GPR天線設計的電子掃描無線陣技術
實時三維顯示測試數據及分析結果
高分辨率道路無損檢測最佳設備
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