公路质量检测的原始方法是采用钻探取心法,该方法不仅效率低、代表性差,而且对公路有破坏,为了快速、准确和科学地评价公路质量,必须采用无损检测方法。目前,常用于公路检测的电法勘探方法有地质雷达、高密度电阻率法等方法。在这些电法勘探方法中,由于地质雷达方法具有快速、连续、无损检测的特点,因此,在公路质量检测中得到更加广泛的应用。
图5-16 西安市地裂缝高密度电阻率法控制ρs断面图
高速公路是由土基础、二灰土、二灰碎石、面层等构成,由于空气、沥青面层、二灰碎石、土壤等介质的介电常数不同,电磁波将在其介质发生变化的界面产生反射波。图5-17为电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途径示意图。图5-18为电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图。
图5-17 电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途径示意图
长春至四平高速公路采用沥青路面,路面下为碎石垫层。路面分三次铺设完成,设计路面厚度为25cm。在工程竣工前采用地质雷达进行了路面厚度检测。
工作中使用的地质雷达为SIR-2型,工作天线频率为900 MHz。图5-19为长春至四平高速公路上某段路面的地质雷达检测剖面图,图中5.8ns附近的强反射为沥青面层与碎石垫层界面的反射,根据反射界面的双程走时和电磁波在沥青路面中的传播速度计算出路面厚度。沥青路面的电磁波速度采用实验标定并进行统计后得到,检测结果表明,由于二灰碎石垫层凸凹不平,导致沥青路面厚度有较大变化,最薄为26cm,最厚为43cm,达到了设计的要求。路面厚度评价按国家公路路面结构层厚度评价标准进行；在经数据处理后的地质雷达剖面中读取电磁波在面层中的反射波双程走时；计算出面层厚度并做出厚度评价结果。
图5-18 电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图
t0—电磁波在空气中的双程走时；t1—电磁波在沥青面层中的双程走时；t2—电磁波在二灰碎石中的双程走时；A0—反射波R0的振幅：A1—反射波R1的振幅；A2—反射波R2的振幅
图5-19 长春至四平高速公路某段路面的地质雷达检测剖面
地质雷达方法在公路质量检测中除可进行路面厚度检测外,还可进行路基隐患（脱空、裂缝等）的检测以及桥涵的质量检测。有些学者开展了地质雷达对公路压实度、强度及含水量的检测研究。
地质雷达方法用于探测水坝渗漏点和渗漏通道也具有较好的效果。渗漏部位土体的含水量变大。与未发生渗漏的土体形成明显的介电常数上的差异、为采用地质雷达方法探测水坝渗漏位置提供了地球物理条件。黑龙江省某水坝为均质土坝。1998年遭受百年不遇的洪水后,在水坝后坡出现多处面积不等的漏水点。为了查明漏水点在坝体内的分布情况,采用地质雷达在坝顶、坝前坡和后坡进行了探测。图5-20为坝顶测线K0+280至K0+400的地质雷达剖面,图中强振幅异常椎断为坝体内受到水浸较重的部位,异常埋深为10～12m。钻探结果表明地质雷达推断的异常区域是发生渗漏的严重区段。
图5-20 黑龙江省某水坝地质雷达探测剖面