短脈沖雷達(dá)檢測(cè)路基路面厚操作規(guī)范

1、短脈沖雷達(dá)檢測(cè)路基路面厚度及各結(jié)構(gòu)層布置情況方法實(shí)施細(xì)則1. 目的和適用范圍1.1 本方法適用于短脈沖雷達(dá)無(wú)損檢測(cè)路基路面厚度及各結(jié)構(gòu)層布置情況。1.2 本方法的數(shù)據(jù)采集傳輸記錄和數(shù)據(jù)處理分別由專用軟件自動(dòng)控制進(jìn)行。1.3 本方法適用于新建、改建路基路面工程質(zhì)量驗(yàn)收和舊路加鋪路面設(shè)計(jì)的厚度及各結(jié)構(gòu)層布置情況調(diào)查。1.4 雷達(dá)發(fā)射的電磁波在路基路面層傳播過(guò)程中會(huì)逐漸削弱、消散、層面反射。雷達(dá)最大探測(cè)深度是由雷達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)以及路面材料的電磁屬性決定的。對(duì)于材料過(guò)度潮濕或飽和以及有高含鐵礦渣集料的路面不適合用本方法測(cè)試。2 儀具與材料技術(shù)要求2.1 設(shè)備主要組成雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)由雷達(dá)主機(jī)、雷達(dá)天線、車載

2、測(cè)距系統(tǒng)、筆記本電腦等組成。2.2 測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)要求和參數(shù) （1）距離標(biāo)定誤差：0.1%。 （2）設(shè)備工作溫度：040。 （3）最小分辨層厚：60mm。 （4）系統(tǒng)測(cè)量精度要求：見(jiàn)下表。 系統(tǒng)測(cè)量精度技術(shù)要求測(cè)量深度（cm）測(cè)量誤差（mm）測(cè)量深度（cm）測(cè)量誤差（mm）10±325±101025±5（5）天線：帶寬能適應(yīng)所選擇的發(fā)射脈沖頻率。通常，在檢測(cè)路面厚度時(shí)宜選擇使用TR HF天線，在檢測(cè)路基各結(jié)構(gòu)層情況時(shí)宜選擇使用TR900天線。（6）收發(fā)器：脈沖寬度1.0ns，時(shí)間信號(hào)處理能力可以適應(yīng)所需的測(cè)試深度。 3 檢測(cè)方法與步驟3.1 準(zhǔn)備工作（1）本儀器使用

3、前，須檢查儀器各連接端口的狀態(tài)，確保各組成部件的可靠連接，并在使用前及使用過(guò)程中頂時(shí)檢查雷達(dá)供電電瓶的工作情況。（2）根據(jù)檢測(cè)需求，選定所使用的雷達(dá)天線型號(hào)。通常，在檢測(cè)道路面層厚度時(shí)，宜選擇TR HF天線，在檢測(cè)道路各結(jié)構(gòu)層厚度時(shí)，宜選擇TR900天線。 TR HF天線 TR 900天線（3）到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，操作人員將車載架子安裝于檢測(cè)車輛后方的固定位置，將天線固定在支持架上；測(cè)距模塊的連接板安裝在一側(cè)的后車輪上，將測(cè)距輪固定在連接板的位置上。然后將測(cè)距輪固定部件利用磁鐵裝置在車體上。使用AC1500電纜連接雷達(dá)主機(jī)ANT.2接口，另一端通過(guò)電纜延長(zhǎng)頭和TRHF天線連接；15m測(cè)距輪電纜連接測(cè)距

4、輪和主機(jī)的Wheel接口。最后將電源線接口插入主機(jī)的Battery接口，將網(wǎng)線接口插入主機(jī)的Lan接口，另一端插入電腦的網(wǎng)絡(luò)接口。至此完成整套設(shè)備的安裝工作。電纜延長(zhǎng)頭3.2 測(cè)試步驟（1）鉆孔取芯標(biāo)定材料的介電常數(shù)：首先令雷達(dá)天線在需要標(biāo)定芯樣點(diǎn)的上方采樣，然后鉆孔取芯，測(cè)得芯樣直觀厚度并將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算程序中，反算得路基路面組成材料的介電常數(shù)或雷達(dá)波在材料中的傳播速度。鉆孔取芯數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況確定，宜每1次成型（攤鋪）的路基路面工作面取芯1次，在不能確定路基路面成型（攤鋪）情況時(shí)宜每10000m2至少取芯1次。（2）將測(cè)區(qū)表面進(jìn)行清掃，要求使測(cè)區(qū)表面無(wú)浮塵或積水。（3）檢測(cè)操作人員到達(dá)選

5、定的位置，由操作人員甲開(kāi)啟電腦，啟動(dòng)操作程序即桌面上的“K2Fastwave”文件，操作程序?yàn)橹形陌?。根?jù)所選擇的雷達(dá)天線型號(hào)設(shè)定相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，在程序主界面右中位置的“驅(qū)動(dòng)”，一般不變更各型號(hào)雷達(dá)天線驅(qū)動(dòng)程序的默認(rèn)設(shè)定。之后在操作程序主界面中點(diǎn)擊啟動(dòng)主界面左下的“開(kāi)始增益”，同時(shí)向操作司機(jī)發(fā)布開(kāi)始指令。由司機(jī)發(fā)動(dòng)車子向前慢速平穩(wěn)。程序會(huì)驅(qū)動(dòng)雷達(dá)自動(dòng)完成增益，待增益結(jié)束后，主界面會(huì)自動(dòng)進(jìn)入采集選擇窗口。此時(shí)由操作人員甲向司機(jī)發(fā)布停止指令，司機(jī)應(yīng)立即停下車子并返回至起點(diǎn)位置。驅(qū)動(dòng)選擇界面注：在此界面中選擇對(duì)應(yīng)的天線的驅(qū)動(dòng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況看修改時(shí)窗值。視窗值的設(shè)置參考：目標(biāo)深度×20=時(shí)窗

6、（例如：測(cè)2.5m范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，時(shí)窗值應(yīng)為：2.5m×20=50ns）其他地方不需要修改。如果需要修改驅(qū)動(dòng)內(nèi)部參數(shù)，點(diǎn)擊Edit radar選擇進(jìn)入下一個(gè)界面進(jìn)行修改。驅(qū)動(dòng)編輯界面注：驅(qū)動(dòng)編輯界面可以對(duì)采樣間隔進(jìn)行設(shè)置，如果現(xiàn)場(chǎng)情況需要更改采樣間隔，可以修改上面界面中光柵間隔倍數(shù)選項(xiàng)里的數(shù)字，光柵間隔倍數(shù)×光柵間隔=采樣間隔。切勿通過(guò)修改光柵間隔調(diào)整采樣間隔！如果更換測(cè)距輪載體，需要點(diǎn)擊光柵間隔倍數(shù)選項(xiàng)后面的按鈕，調(diào)出測(cè)距輪校準(zhǔn)選項(xiàng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)工作。校準(zhǔn)步驟：在現(xiàn)場(chǎng)選取一平直路段，選定校準(zhǔn)距離，在起點(diǎn)、終點(diǎn)處做好標(biāo)記。在Meters to acquire選項(xiàng)內(nèi)填入現(xiàn)場(chǎng)選取距

7、離數(shù)值，然后死機(jī)將車輛行駛至起點(diǎn)位置，操作人員點(diǎn)擊Start calibration 按鈕并通知司機(jī)開(kāi)始前進(jìn)。行駛至終點(diǎn)后，司機(jī)將車輛對(duì)應(yīng)起點(diǎn)相同位置停止于終點(diǎn)位置后，操作人員點(diǎn)擊Stop calibration按鈕，然后點(diǎn)擊Calculate按鈕，軟件將自動(dòng)計(jì)算光柵間隔并填入到光柵間隔選項(xiàng)內(nèi)。操作人員記錄計(jì)算出的數(shù)值后，再進(jìn)行上述步驟再次校準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)35次校準(zhǔn)后，取平均值填入光柵間隔并保存驅(qū)動(dòng)文件完成校準(zhǔn)工作。（4）由操作人員甲在操作程序采集選擇窗口建立本次檢測(cè)的文件名（本窗口界面左上方，在寫(xiě)入欄輸入擬定的文件名后點(diǎn)擊其有側(cè)“新建”）以及當(dāng)前側(cè)區(qū)的文件名（本窗口界面左下方，在寫(xiě)入欄輸入擬定的文

8、件名后點(diǎn)擊其有側(cè)“新建”），之后操作程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)入采集窗口工作界面，點(diǎn)擊采集窗口工作界面右下方的“開(kāi)始”，同時(shí)向司機(jī)發(fā)布開(kāi)始指令(行駛速度不宜超過(guò)35Km/h)。司機(jī)控制車子沿測(cè)區(qū)正常平穩(wěn)行駛。由操作人員甲在觀測(cè)操作程序中的圖文，圖象右上方有距離顯示，待雷達(dá)天線前進(jìn)超越當(dāng)前測(cè)區(qū)的終點(diǎn)后（可從圖象右上方有距離顯示或工作面預(yù)先標(biāo)記確認(rèn)雷達(dá)天線前進(jìn)是否已超越當(dāng)前測(cè)區(qū)的終點(diǎn)），操作人員甲向司機(jī)發(fā)布停止指令，司機(jī)即停止車子。之后由操作人員甲保存文件（點(diǎn)擊“保存信息”），同時(shí)也可用剪印屏幕的方法直接將所測(cè)得的雷達(dá)圖像保存。然后，結(jié)束本測(cè)區(qū)檢測(cè)（點(diǎn)擊“停止檢測(cè)”）。由操作人員甲從圖文上直接判斷本次測(cè)區(qū)的情況

9、，在該測(cè)區(qū)均布的10測(cè)點(diǎn)，記錄每個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)值及本測(cè)區(qū)內(nèi)的最大值和最小值。注：所保存的文件通常默認(rèn)保存在“C:K2FastwaveMission”下。數(shù)據(jù)保存路徑設(shè)置界面，點(diǎn)擊新建掃描，輸入測(cè)區(qū)名稱可以完成測(cè)區(qū)建立，然后點(diǎn)擊新建采集文件按鈕進(jìn)入采集界面。采集后數(shù)據(jù)可在此界面中選取后進(jìn)行重命名、查看和刪除數(shù)據(jù)的操作。（5）通常以道路每1車道每縱向延伸5m為1測(cè)區(qū)。每1測(cè)區(qū)完成檢測(cè)時(shí)，操作人員甲應(yīng)檢查數(shù)據(jù)文件及設(shè)備狀態(tài)，文件應(yīng)完整文件內(nèi)容應(yīng)正常，設(shè)備應(yīng)正常，否則應(yīng)重新檢測(cè)或待設(shè)備調(diào)整正常后重新檢測(cè)。（6）進(jìn)入下一測(cè)區(qū)時(shí)，重復(fù)如上所述諸條目之操作。（7）待整個(gè)檢測(cè)任務(wù)完成后，由操作人員甲保存檢測(cè)信息，

10、并退出操作程序（可直接點(diǎn)擊操作程序主界面右上方的“×”），關(guān)閉筆記本電腦，之后解開(kāi)電腦與雷達(dá)主機(jī)的連接線。之后再解開(kāi)雷達(dá)主機(jī)與雷達(dá)供電電瓶的連接后再相繼解開(kāi)其余各處連接線。在檢測(cè)結(jié)束后，本儀器所有設(shè)備應(yīng)立即放置入整理箱。4 數(shù)據(jù)處理4.1 計(jì)算原理：由于地下材料介質(zhì)具有不同的介電常數(shù)，造成各種材料介質(zhì)具有不同的電導(dǎo)性，電導(dǎo)性的差異影響了電磁波的傳播速度。一般用下式計(jì)算電磁波在材料介質(zhì)中的傳播速度：v = C / r(1/2)式中： v 電磁波在材料介質(zhì)中的傳播速度； C 電磁波在空氣中的傳播速度（即約等于光速，取300 mm/ns ）； r 材料介質(zhì)的介電常數(shù)。 根據(jù)電磁波在材料介質(zhì)

11、中的雙程走時(shí)以及材料介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，用下式確定面層厚度。T = (t*C) / 2 r(1/2)式中： T 材料介質(zhì)厚度； C 電磁波在空氣中的傳播速度（即約等于光速，取300 mm/ns ）； r 材料介質(zhì)的介電常數(shù)。t 雷達(dá)所發(fā)射的電磁波在材料介質(zhì)中的雙程走時(shí)。4.2 在電腦中經(jīng)檢測(cè)程序分析雷達(dá)波所得的圖象，形象地描繪了路基路面的剖面情況，在進(jìn)行鉆芯取樣對(duì)比后，可直接從圖象中判斷路面厚度以及路基及各結(jié)構(gòu)層布置情況。 分層結(jié)果圖層位示意圖 5 報(bào)告檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括檢測(cè)路段路基路面或各結(jié)構(gòu)層的厚度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、厚度代表值，并記錄檢測(cè)時(shí)天氣狀況、氣溫及工作面的基本情況。6 短脈沖雷達(dá)的日常維

12、護(hù)保養(yǎng)工作及注意事項(xiàng)i. 雷達(dá)主機(jī)與雷達(dá)天線以及筆記本電腦應(yīng)分置與不同的整理箱內(nèi)，平穩(wěn)放置。各連接線應(yīng)分開(kāi)收集。各螺栓螺帽等小配件應(yīng)集中放置在一處。ii. 雷達(dá)主機(jī)上各連接端口應(yīng)將旋蓋蓋緊。iii. 筆記本電腦及雷達(dá)供電電瓶應(yīng)定期充電。iv. 雷達(dá)天線應(yīng)定期清理，宜用潮濕的布。切忌用各類洗滌劑及摻有各類洗滌劑的水清洗。切忌將液體直接置與天線的各連接端口上。v. 如遇雨雪天氣，不可使用本儀器進(jìn)行道路檢測(cè)。如所測(cè)設(shè)施表面有大量積水時(shí)，不可使用本儀器。vi. 本儀器檢測(cè)所得數(shù)據(jù)，由于被檢測(cè)物體的材料介電屬性、天氣、氣溫地溫等各方面不確定因素較多，且目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的詳細(xì)的權(quán)威說(shuō)明，不宜作為判斷層次厚度的數(shù)據(jù)。vii. 采集軟件出現(xiàn)“雷達(dá)初始化 未通過(guò)”錯(cuò)誤，表示雷達(dá)主機(jī)和采集軟件之間沒(méi)有數(shù)據(jù)通訊，這種情況需要檢查：a.IP地址是否為（X=2198之間任意整數(shù)）；b.是否是防火墻或殺毒軟件阻止了軟件通訊；c.網(wǎng)線或電腦網(wǎng)絡(luò)接口是否正常。一般以上三項(xiàng)內(nèi)容會(huì)