探地雷达在中国道路工程领域的应用前景--常成利

1探地雷达技术在中国道路工程领域的应用前景常成利交通运输部公路科学研究院2012.10南昌.劳雷年会2主要内容•路用探地雷达发展历史•探地雷达在我国道路工程中的应用•如何规范探地雷达在公路工程中的应用•探地雷达在公路工程中的应用前景3路用探地雷达发展历史•探地雷达是一种用于确定地下介质分布的广谱技术。•美国SHRP计划H-103项目“路面维修效果评价”•SHRP计划H-104项目“用于评价路面维修效果的测试系统与设备”•H-104项目研究小组由GeophysicalSurveySystem,Inc.（GSSI）和TexasTransportationInstitute（TTI）组成4路用探地雷达发展历史•SHRP-H-672DevelopmentofGround-PenetratingRadarEquipmentforDetectingPavementConditionforPreventiveMaintenance路用雷达层间分离基层含水量刚性路面下脱空沥青面层剥落5路用探地雷达发展历史6路用探地雷达的应用需求工程质量与季节影响7路用探地雷达的应用需求重载交通与气候变化影响8路用探地雷达的应用需求城市快速发展影响国内主要应用91公路面层/结构层厚度检测与评价2结构缺陷及基础密实性检测与评价3路面结构强度检测与评价10厚度检测路面路基检测结构缺陷检测11结构强度评估1213桥梁结构检测14隧道检测15在道路工程中的应用案例•高速公路•快速路•城市路•高速公路大修工程实例16高速公路•基本情况：路面类型：沥青混凝土路面；路面设计厚度：4/5/7(16cm)；双向四车道；通车半年后部分路段出现不同程度的翻浆、拥包、沉陷等现象。17高速公路18高速公路19高速公路20高速公路21高速公路22高速公路微表处23快速路•基本情况：路面类型：沥青混凝土路面设计厚度：18CM1996年建成通车，路面使用近十年，管理单位希望进行大修。由于当时道路建设的施工质量一般，造成设计单位采用钻芯取样方法的结果非常差。24快速路•检测结果主线路面平均破损率为0.70，最大路面破损率为2.10；路面状况指数PCI为87，路面总体状况评价为良。支线路面平均破损率为1.10，最大路面破损率为2.40；路面状况指数PCI为84，路面总体状况评价为良。25快速路京通快速百米代表弯沉分布图（出京方向）0102030405060700246810121416里程（km）代表弯沉值（0.01mm）主线山海关支线26快速路京通快速百米代表弯沉分布图（进京方向）010203040506070051015里程（km）代表弯沉值（0.01mm）主线山海关支线27快速路出京方向SSI评价结果优良中次差88.65%6.38%2.13%1.42%1.42%优良中次差86.23%5.80%3.62%4.35%0.00%进京方向SSI评价结果28快速路29快速路30快速路31城市路•基本情况：隧道路段全长为680米，分为东侧125米及西侧145米长的U型槽路段和410米长的隧道路段共三个部分。路面面层为三层式沥青混凝土结构，沥青面层设计总厚度为15cm（2/5/8），基层为二灰砂砾。始建于1993年，2003年路面大修。近年，该路段路面个别地方出现翻浆、拥包、向外渗水情况。32城市路33城市路34城市路3536城市路地基砾岩地基砾岩雨水电缆电缆沟1000雨水电缆沟800雨水电缆沟主路路面结构:优质玄武岩石屑面层2cm粗级配中粒式沥青混凝土5cm厂拌沥青碎石8cm二灰砂砾45cm12%石灰土15cm东西环岛桥之间主路路面结构:优质玄武岩石屑面层2cm粗级配中粒式沥青混凝土5cm厂拌沥青碎石8cm二灰砂砾铺至底板西环岛桥羊坊店路45.5自行车隧道43.2东环岛桥主广场47.6墙东会城门立交西莲花池立交企口缝企口缝企口缝地铁雨水井3+679隔离带端头南隧道探测起点37高速公路大修工程实例•江西某高速2002年经过22个月的建设通车运行•第二年即开始路面维修•近两年路面维修工程激增•检测项目包括：平整度、破损、弯沉、基层强度等38高速公路大修工程实例0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%优良中次差PQIPCIRQIRDISRI39高速公路大修工程实例江西梨温高速行车道平整度分布（上海－昆明）0.001.002.003.004.005.006.00450500550600650700桩号IRI（m/km）江西梨温高速行车道路面破损率分布（上海－昆明）012345678910450500550600650700桩号破损率DR（％）40高速公路大修工程实例梨温高速路面技术状况指标变化（昆明-上海）0102030405060708090100458465472479486493500507514521528535542549556563570577584591598605612619626633640647654661668675682689696桩号指标（%）PCIRQIRDIPSSI41高速公路大修工程实例42高速公路大修工程实例43高速公路大修工程实例44高速公路大修工程实例45高速公路大修工程实例46如何规范雷达在公路工程中应用•2011年底已通车公路里程突破400万公里•沥青路面在等级公路路面的比例超过90%•雷达路面无损检测技术引入多年，行业缺少标准和规程，管理比较困难•急需要建立相关计量标准规范管理设备的使用47如何规范雷达在公路工程中应用•路用雷达上世纪90年代中引入中国•目前，全国用户在150家左右•设备能力和质量参差不齐•2008年推出JTGE60，规范设备使用•无法校准或检定，大量使用缺乏依据48如何规范雷达在公路工程中应用•2008年我院筹建“国家道路与桥梁工程检测设备计量站”•2011年底正式挂牌运行•计量站目前拥有七项行业最高计量标准49应用前景分析手工测量自动测量最大间隙高差变化颠簸累积纵断面仪1km/h100km/h50应用前景分析1km/h5km/h80km/h?51应用前景分析快速测试52应用前景分析图像自动识别？53感谢劳雷公司、感谢各位同行！常成利博士研究员交通运输部公路科学研究院副主任国家道路及桥梁质量监督检验中心副主任国家道路与桥梁工程检测设备计量站技术负责人联系方式:[e-mail]北京市海淀区西土城路8号100088