基于探地雷达结构层厚度测量的钢桥沥青路面车辙评价

来源：中国血液净化杂志2023年第12期北京时间：

作者：王飔奇, 冷真, 隋鑫, 张伟光, 朱俊清, 范剑伟

单位：1. 东南大学 交通学院, 江苏 南京 211189;2. 香港理工大学 土木与环境工程系, 香港 九龙 999077"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52308444); Jiangsu Funding Program for Excellent Postdoctoral Talent (340635)

摘要：高温车辙是钢桥沥青路面的主要病害之一，可使用钻芯进行室内试验和现场测试表征；但钻芯取样采集的路面信息极其有限，现场车辙尺和激光剖面仪无法评价由于铺装层内部变形导致的车辙。基于探地雷达的沥青路面结构层厚度测量可进行车辙评价，但车辙导致的层间压缩会因有限的信号分辨率产生测量误差。钢桥面板的金属强反射和天线制式等影响因素尚未得到系统研究，缺乏控制试验验证。探讨了探地雷达在钢桥沥青路面车辙评价的可行性。基于室内加速加载试验条件建立沥青路面和空气耦合天线的数值模型，结果表明2 GHz空气耦合天线净空不超过50 cm可获得最佳测量速度和精度。采集室内加速加载设备不同荷载作用次数下的路面探地雷达电磁波信号，比较数值模拟探地雷达信号与室内实测信号，分析空气耦合天线探地雷达在钢桥面沥青路面反射信号中的特征。针对层间信号重叠，提出了信号重构和自动化厚度测量的非线性梯度下降算法；针对路面不平整度导致的振动效应，使用经验模式分解法进行信号降噪，钻芯取样验证算法的厚度测量精度。结果表明：在室内试验条件下，车辙宽度预测误差为4.9%，SMA层和MA层平均厚度预测误差分别为2.3%和3.8%，上面层SMA层变形大于下面层MA层。因此，使用先进的信号处理方法进行基于探地雷达结构层厚度测量的钢桥沥青路面车辙评价切实可行。

关键词：路面工程,钢桥路面车辙,探地雷达,结构层厚度,无损检测

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金项目(52308444)；江苏省卓越博士后计划项目(340635)