3DR探地雷达门路结构质量剖析评价系统是一款能大面积快速获取门路结构属性、剖析介电参数的自动化剖析系统。它不但能有效降低检测机构获取门路质料特性的本钱、提高检测效率，更能让检测机构对检测目标地下信息形成一个完整的体系，大幅度降低人为经验对检测结果的滋扰。
1. 系统简介
门路结构质量剖析评价系统基于挪威3D-Radar GeoScopeTM 探地雷达系统和车载阵列式天线设计开发。与常见的剖面式扫描差别，该系统基于CMP（共中点）扫描。它通过设置在阵列中心两侧成对天线收发电磁波的方法和自主研发的算法模型，获得门路面层与下层的反射面的介电属性、层面的准确厚度、层密实度（空隙率）信息。
图 1.1 剖面扫描和CMP扫描
基于终年门路视察的数据与经验，系统还可进一步对门路结构总体质量以及漫衍情况做出判断，并自动生成相关报表。
图1. 2 剖析软件结果和报表
2. 介电常数与门路结构质量的关系
门路结构的介电常数漫衍情况与门路结构质量保存密不可分的关系。作为一种发射电磁波并纪录往返时间的较高精度设备，探地雷达电磁波往返时间的是非不但受到结构层自己厚度的影响，还受到质料介电常数的影响。
表2.1 常见门路结构物质参数列表
|
介质 |
相对介质常数 |
电导率（ms/m） |
传输速度（m/ns） |
衰减系数（dB/m） |
|
空气 |
1 |
0 |
0.3 |
0 |
|
水 |
80 |
0.5 |
0.033 |
0.1 |
|
砂岩 |
6 |
0.04 |
/ |
/ |
|
灰岩 |
4-8 |
0.5-2 |
0.12 |
0.4-1 |
|
花岗岩 |
4-6 |
0.01-1 |
0.13 |
0.01-1 |
|
混凝土 |
4-20 |
1-100 |
0.11-0.12 |
/ |
|
粘土 |
5-40 |
2-1000 |
0.06 |
1-300 |
当门路结构完好的时候，面层和下层的相对介电常数基本维持在4-20之间，电磁波在门路结构内部的流传速度只有在空气中流传的一半甚至四分之一。
图2.1 带病害结构层的电磁波流传路径
当结构层泛起疏松、空隙、空洞等病害时，如果其内部填充的是空气，会使电磁波波速在病害区域受到的介质影响要小于没有病害结构层的介质影响，最终病害结构层的相对介电常数低于周围介质，电磁波流传速度高于周边正常结构。
而当病害内部填充水，或者介质层含水率较高时，电磁波波速受到的影响要大于没有水的结构层影响，从而病害结构层相对介电常数高于周边介质，电磁波流传速度小于周边正常结构。
图2.2 常见门路下层介电常数与质量判别
总之，当结构层内疏松、含空气量较多时，结构层介电常数向空气属性靠拢，使其介电常数降低 ；当内部含水率较高，结构层介电常数向水偏向靠拢，从而使介电常数升高。
3. CMP检测法在多条门路的应用实验
系统通过对工业园内部分路、市政门路、高速公路等多类门路检测实验发明：同一条门路差别检测路段间由于地质条件和用料施工水平相近，往往体现在结构层厚度和物理属性的相似性，但保存一定的波动 ；差别门路间（包括同一门路的机动车道和非机动车道），由于地质条件和用料施工水平等因素，其结构层厚度和介电参数等物理属性就会有较大差别。
表3.1 各门路结构层剖析结果汇总
|
测线 |
长度(m) |
面层平均厚度(m) |
下层平均厚度(m) |
面层平均介电常数 |
下层平均介电常数 |
|
园区门路 |
102.0 |
0.09 |
0.29 |
4.53 |
5.55 |
|
市政门路1 |
132.0 |
0.08 |
0.24 |
4.62 |
4.95 |
|
市政门路2 机动车道 |
58.0 |
0.23 |
0.46 |
5.22 |
5.91 |
|
市政门路2 非机动车道 |
98.5 |
0.16 |
0.33 |
4.81 |
5.68 |
|
高速公路 |
58.6 |
0.22 |
0.79 |
5.1 |
5.74 |
结合各结构层介电常数的数据，可以界说各结构层相关评价指标。
表3.2 结构层介电常数判别标准
|
相对介电常数 |
<3 |
3 |
4.5 |
5 |
6.5 |
7 |
9 |
>9 |
|||||
|
面层（沥青） |
空隙率高 |
偏高 |
良好 |
含水率高 |
|||||||||
|
下层 |
松散（即泛起空隙概率高） |
偏松散 |
良好 |
含水率高 |
|||||||||
|
注：目今标准基于现有理论与数据得出，准确评价还需使用者对检测门路进行适当丈量与评估 |
|||||||||||||
种种实验检测剖析结果如图3.1- 3.4。
图3.1 工业区门路测线1剖析结果
图3.2市政门路1剖析结果
图3.3市政门路2剖析结果
图3.4高速公路剖析结果
