[碩士]路面雷達在剛性路面脫空識別中的應用研究

內容簡介

　　[碩士]路面雷達在剛性路面脫空識別中的應用研究　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：鄭州大學　　學位年度：2007　　脫空是剛性路面的主要病害之一，如不及時識別并加固維修，將會造成更大的經濟損失。目前，剛性路面脫空主要依靠聲擊、鉆孔、彎沉檢測等方法定性判定。路面雷達(GPR)以其快速、連續(xù)、無損傷等優(yōu)點在道路無損檢測領域的應用日趨廣泛，然而其在剛性路面脫空識別中的應用也僅局限于根據雷達反射信號定性判定。因此，如何基于路面雷達反射信號對脫空進行定量判斷是目前路面雷達應用技術的研究熱點與難點之一?；诶走_電磁波正演模擬反演剛性路面的脫空是一種嚴謹而有效的方法。然而由于缺乏合理的雷達電磁波在脫空剛性路面中傳播的正演模型和快速有效的反算算法，使得該法的應用目前還處于探索階段。正演模擬是脫空反演的前提和基礎，本文針對以上研究現狀，研究路面雷達電磁波在脫空剛性路面中傳播的正演模型。主要研究內容和成果如下:　　 1.基于電磁波基本理論，建立了路面雷達電磁波在完好剛性路面結構層中傳播的正演模型。該正演模型考慮了路面材料介電常數的虛部，即考慮了路面材料對電磁波的損耗效應，因而更適用于高耗的剛性路面介質:　　 2.編制了路面雷達電磁波在完好剛性路面中傳播的正演模擬程序，分別模擬了路面雷達電磁波在單層混凝土板和多層剛性路面中傳播的反射信號，將之與實測信號加以對比，驗證了程序的合理性與正確性;　　 3.建立了考慮脫空區(qū)域豎向尺寸的路面雷達電磁波在脫空剛性路面中傳播的一維正演模型，模擬了板下、板中氣充和水充等幾種不同脫空狀況時雷達電磁波的反射信號，并分析了脫空出現深度與脫空尺寸對雷達反射信號的影響，為二維正演模擬打下理論基礎;　　 4.在一維正演模擬的基礎上，建立了考慮脫空區(qū)域豎向尺寸與道路橫斷面上橫向尺寸的路面雷達電磁波在脫空剛性路面中傳播的二維正演模型，模擬了矩形、十字形與圓形三種脫空形狀時雷達電磁波的反射信號，并分析了脫空出現深度和豎直、水平尺寸對雷達反射信號的影響。　　本文研究成果為進一步的開展脫空反演提供了正演依據，從而為路面雷達在剛性路面脫空識別中的應用提供全新的思路。這對從根本上解決路面雷達在剛性路面檢測中精度不高和無法實現對脫空的定量判定等難題具有較大的理論意義和工程價值。

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