道路作為我們基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是日常交通和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的關(guān)鍵樞紐。然而,潛藏于路面之下的空洞等缺陷,對道路的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這些缺陷往往悄無聲息,直至引發(fā)嚴(yán)重后果,才被察覺。
道路空洞可能由多種因素形成,包括排水不良、環(huán)境因素和地下設(shè)施故障等。當(dāng)?shù)乇硭茨苡行懦鰰r(shí),會(huì)積聚并逐漸滲入下層,削弱路基。此外,地下可溶性巖石溶解或地下采礦活動(dòng)等也可能在路面下形成空洞。這些空洞可能導(dǎo)致路面塌陷、出現(xiàn)天坑等,進(jìn)而威脅道路安全。
挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)的檢測道路地下缺陷的方法存在顯著局限性:
侵入性和破壞性:如鉆孔取芯或使用金屬棒進(jìn)行地面探測等方法,不僅會(huì)損壞道路表面且影響交通。
覆蓋范圍有限:多數(shù)傳統(tǒng)方法僅能提供特定點(diǎn)的數(shù)據(jù),可能遺漏路面其他部分的潛在缺陷。這種有限的覆蓋范圍無法全面評估地下狀態(tài)。
僅關(guān)注表面層級:目視檢查和測聲技術(shù)僅能檢測到可見或近表面的損傷。當(dāng)裂縫或塌陷等表面缺陷出現(xiàn)時(shí),潛在問題可能已發(fā)展到嚴(yán)重程度。這些方法往往無法揭示路面下問題的全部范圍,導(dǎo)致潛在隱患得不到及時(shí)處理,直至問題惡化。
成本和時(shí)間限制:尤其是對于大面積區(qū)域,檢測成本高昂且耗時(shí)較長。
決策延遲:信息不足可能導(dǎo)致修復(fù)工作延誤,增加道路塌陷的風(fēng)險(xiǎn)和修復(fù)成本。
面臨這些挑戰(zhàn),傳統(tǒng)較多采取被動(dòng)應(yīng)對的方式,即在已經(jīng)造成缺陷明顯損害后才被發(fā)現(xiàn),進(jìn)而引發(fā)昂貴的維修費(fèi)用,還會(huì)導(dǎo)致道路損壞。
解決方案
隨著探地雷達(dá)(GPR)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我們現(xiàn)在可以向主動(dòng)維護(hù)邁進(jìn)。探地雷達(dá)可提供實(shí)時(shí)、無損的地下成像,使我們能夠探測并繪制地下空洞位置,及早發(fā)現(xiàn)潛在問題,并在其升級為重大安全隱患前予以解決。
探地雷達(dá)GS8000和GS9000具備如下優(yōu)勢:
廣泛的頻率范圍:為不同掃描深度提供了靈活性。GS8000的工作頻率為40–3440 MHz,適合中深度探測和細(xì)節(jié)成像。GS9000配備可更換陣列天線,頻率范圍為30–750 MHz(用于深層掃描)和500–3000 MHz(用于高分辨率的淺層掃描)。這些特性為掃描不同深度提供了靈活性,可通過高分辨率成像準(zhǔn)確探測出的空洞和異常。
與GNSS配合使用的自由路徑:探地雷達(dá)系統(tǒng)與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)配對后,無需傳統(tǒng)測量網(wǎng)格即可運(yùn)行,使過程更快、更靈活。這允許團(tuán)隊(duì)根據(jù)特定條件掃描區(qū)域,提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
實(shí)時(shí)現(xiàn)場處理(2D、3D):檢測團(tuán)隊(duì)能夠現(xiàn)場將地下的檢測異常以3D可視化數(shù)據(jù)展示出來,有助于深入地了解復(fù)雜結(jié)構(gòu),提高準(zhǔn)確性。同時(shí),可進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理并將結(jié)果反饋給決策層,加快了現(xiàn)場決策速度,使檢查更加高效和安全。
應(yīng)用案例
在某繁華城市的中心區(qū)域,一條主要道路近期完成了空洞填補(bǔ)工程。為確保填補(bǔ)質(zhì)量,市政部門決定采用探地雷達(dá)進(jìn)行復(fù)查。GS9000探地雷達(dá)以其廣泛的頻率范圍和可更換陣列天線設(shè)計(jì),成為此次復(fù)查任務(wù)的工具。
復(fù)查過程中,GS9000的高分辨率成像功能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過切換至30–750 MHz頻率范圍,對整個(gè)路面采用自由路徑采集,現(xiàn)場直接獲得高清雷達(dá)切片圖譜。
從上圖某天線通道的雷達(dá)圖譜中顯示,整個(gè)深度范圍內(nèi)存在異常反射信號,這些異常高能量反射信號表明空洞填補(bǔ)并不充分,存在分層和非密實(shí)情況,甚至部分填補(bǔ)區(qū)域可能已經(jīng)產(chǎn)生了擴(kuò)張。
在不同深度的缺陷雷達(dá)視圖
針對這一檢測結(jié)果,市政部門立即采取了行動(dòng)。他們根據(jù)GS9000提供的詳細(xì)數(shù)據(jù),確定了填補(bǔ)不充分和存在安全隱患的具體位置,并組織了專業(yè)的施工隊(duì)伍進(jìn)行再次填補(bǔ)和加固。通過此次復(fù)查與補(bǔ)救措施,成功避免了未來可能出現(xiàn)的塌陷等安全隱患,確保了道路的安全性和穩(wěn)定性。
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