黄鹏
阿里地区交通运输综合行政执法一队，西藏阿里地区 859000
摘要：GPR技术具有无损、精度高以及易操作等特点，在公路桥梁质量无损检测中具有关键作用。本文通过简要分析GPR技术的工作原理，重点阐述了GPR在公路桥梁质量无损检测中的具体应用。
关键词：GPR；公路桥梁工程；无损检测
引言
GPR概念早在二十世纪七十年代就被提出来了，该技术是随着相关科研的不断深入以及具体项目的实际开展而逐渐被推出的，它集中了现代化高新技术的最新成就，主要目的就是用来确定地下介质的具体分布情况，在工程质量检测以及地质勘察工作中都有广泛应用。
一、GPR的工作原理
（一）GPR的基本原理
其中GPR技术的基本工作原理主要是利用高频电波技术，通过脉冲的形式，以发射天线的形式被定向送入到地下，雷达波能够在地下介质中传播，并且在传播的过程中，如果遇到了电性差异的目标体，比如空洞以及钢筋等，电磁波就会出现各种反射，并且在返回地面的时候被接收天线所接收。通过对接收到的雷达波信息进行处理与分析，其中主要是结合雷达波的波形、波段以及强度等内容，能够相对比较精准地推断出地下目标体的具体空间位置、空间结构、几何形态等内容，从而实现理想的地下探测地下目标物的效果。
（二）介质的电磁学性质
GPR主要是以高频电磁波参数作为工作基础，在对地下的相关介质进行探测的过程中，通常情况下都是运用高频电磁波在介质中的反射以及折射等现象来实现的。如果存在电磁性质的差异界面，电磁波就会发生反射，相关技术人员只需要根据反射波的动力学特征以及相关的时程数据来确定介质的结构。因此，在运用GPR开展探测工作之前，需要先进一步明确不同的电磁介质以及其实差异，其中主要包括以下几个方面的内容。分别是介电常数，这通常也被称之为电容率，当两种介质界面的介电常数存在差异的时候，就会引起电磁波反射，反射波的强度和介电常数有关，也跟磁导率的差异有关。换言之，如果介电常数之间的差异较小，也能够产生相关的电磁波，从而被GPR检测到，实现检测目的。另一方面则是磁导率，一般情况下需要结合指示磁感应能力的强度大小来确定电磁性质，大部分工程介质的磁导率都接近1，也就是说一般情况下不会对电磁波的传播产生较大的影响。但是由于铁和硅等材料的磁导率相对较高，电磁波在以这些材料为主的介质中进行传播的时候，其波速往往会受到比较严重的影响。
二、GPR的数据处理
（一）识别反射波的时间振幅与方向
所谓的识别反射波主要包含三个方面的内容，其中分别是时间、极性以及振幅，其中针对于时间的识别是相对比较容易的，相较于时间识别，振幅识别是一种相对性的判断工作，也相对比较容易。但是振幅识别应该先从反射系数的角度入手，当界面两侧的介质电磁学性质差距越大的时候，反射波的强度也会越大。而进行雷达波判别的一个主要依据就是反射波的方向以及振幅特性。
（二）识别反射波的频谱特性
由于介质、结构特征以及内部反射波的频率之间存在一定的差异，不同物性界面能够被精准识别出来，这就是技术人员利用GPR技术进行不同物性界面区分的一个主要依据。
（三）识别反射波的同相轴形态特征
在雷达的相关记录数据资料中，统一的且连续的界面的反射信号能够形成同相轴，按照同相轴的形态、方向以及时间和强弱等数据能够对相关的地质资料进行判断和解释，在一定程度上就能够实现有效判断工程质量以及地质状况的目的。
三、GPR在公路桥梁质量无损检测中的具体应用
（一）检测仪器并进行参数设置
对于公路桥梁工程来说，其最主要的施工材料其实不外乎就是混凝土，而组成混凝土的主要成分则是碎石、砂石以及水泥和钢筋等物质。由于混凝土的组成结构和成分相对比较复杂，在确定其具体的电磁物理特征以及相关的波形图像关系的时候，往往存在一定的困难，这也是实际应用过程中相对比较难的工作环节。
因此，在应用相关的GPR检测技术进行公路桥梁质量检测的过程中，相关技术人员需要从相关检测仪器的参数调整入手，通过及时调整与修正相关的GPR仪器设备，使其能够更好地契合目标检测工程的检测需求，从而在提升检测质量与检测效率的同时，提升检测结果的可靠性。
比如，为了能够确保相关GPR检测仪器的参数符合待测工程项目的实际检测需求，相关技术人员可以从以下几个角度对相关的机械设备进行调整。在整个过程中，需要先确定检测设备的型号，通常情况下可以选用美国GSSI公司所生产的SIR-3000型号的地质雷达来开展公路桥梁的无损检测。针对于公路桥梁中的立柱检测需求，技术人员需要从穿透力、稳定性以及分辨率这几个方面综合衡量和设计机械设备的检测参数。其中天线中心的频率应该保持在900MHz左右，而迭加次数则应该在64次左右。通过及时调整上述参数能够使相关的仪器更好地符合待测物的检测需求。
（二）科学选择检测方式
检测方式的选择也是直接影响GPR无损检测技术在公路桥梁无损检测过程中能否发挥出最大价值和作用的关键影响因素之一。为了能够提高无损检测技术的质量和效率，相关工作人员在使用GPR对公路桥梁工程进行无损检测过程中，应该在充分考量各方面的因素的基础上选择合适且科学的检测方式。一方面需要重点考虑不同公路桥梁工程项目所处地区的地形地貌以及气温降水等外部因素；另一方面还需要重点考虑相关的管理单位以及施工单位对于公路桥梁质量检测的实际需求和标准。只有科学选择合适的检测方式，才能够最大程度地发挥出GPR在公路桥梁质量检测中的最大价值，也才能够提升检测效率，降低不必要的时间浪费和成本浪费。
比如，为了能够进一步提升无损检测的准确性，在进行检测方式的选择的时候，相关技术人员也需要按照相关的标准规范以及实际公路桥梁工程项目的实际需求来开展。在整个过程中，技术人员首先需要在每一个立柱上面设置两个不同的检测断面，其中第一个检测断面需要与地面保持1.5米的距离，而第二个检测断面则需要保持高于第一个检测断面4米以上。在进行具体的检测的时候，技术人员需要保障每个检测断面都要进行超过两次的往返检测，并且需要保证两个检测断面的起点方式保持一致。与此同时，还需要在每一个检测断面上的每个一厘米的地方设置一个标志，通过将天线对准某一处标志，相关操作人员就能够直接在仪器汇总输入相关的标志信号，通过记录标志信息从而确定钢筋的检测部位。
（三）数据处理并精准解释图像
为了能够确保GPR技术手段检测结果的精准性和可应用性，相关技术人员在完成相关的检测活动之后需要对相关的检测数据进行科学且精准的处理与分析，这一工作环节是决定GPR无损检测技术在公路桥梁工程质量检测过程中能否发挥出真正作用与价值的关键所在。当前阶段，部分施工单位习惯于将更多的时间和精力放在GPR的无损检测过程中，对于后续检测结果的分析处理不够重视，导致即使检测流程符合规范和标准，但是最终的检测数据的可利用性与可靠性都相对较低，这在一定程度上严重影响了GPR无损检测技术在公路桥梁工程中的可持续应用。因此，为了能够更好地发挥出GPR技术在公路桥梁质量无损检测过程中的最大价值，相关工作单位应该进一步提升对数据分析与处理流程的关注与重视，一方面能够进一步提升GPR在公路桥梁无损检测中的应用价值；另一方面也能够有效确保无损检测数据的精准性与可靠性。
比如，以公路桥梁工程中的一根立柱的GPR质量无损检测为例，在进行雷达监测结果处理与分析的过程中，技术人员可以从以下几个角度入手。其中通过数据处理能够直观地看到相关的检测图像，图像中显示的就是已经干扰压制之后的过滤波结果。与此同时通过图像也能够十分清楚地看出目标立柱的钢金属量。结合相关的设计图纸与施工方案要求，该立柱应该配置的钢金属量为二十五根，结合检测图像观察可知钢筋数量与检测结果相吻合，换言之，该立柱的主筋数量能够满足相关公路桥梁的工程施工要求。而结合目标立柱的雷达检测结果，可以计算出目标立柱中的电磁波速度，大概为0.0866m\us。之后将地质雷达的记录时间带入到相关的公式中就能够计算出钢筋保护层的具体厚度。通过对标准的钢筋保护层的厚度数据进行对比，能够十分精准地发现钢筋笼是否存在偏位问题。此外，为了更好地验证地质雷达的检测结果的精准性，施工单位还可以在检测现场将立柱直接凿开，从而更加精准地核实钢筋主筋的保护层厚度，并通过与地质雷达检测的结果进行比对，提升检测结果的可靠性。
总结：在公路桥梁质量检测过程中，通过运用GPR技术进行检测，能够根据雷达波的波形和强度等信息数据进行分析，从而实时精准掌握公路桥梁的空间结构形态，为相关的公路桥梁质量评定和检测提供一定依据。
参考文献
[1] 郭士礼，蔡建超，张学强.探地雷达检测桥梁隐蔽病害 方法研究[J].地球物理学进展，2018（08）：43-46.
[2] 王国群，温天宇.地质雷达检测大型桥梁箱梁病害应用 （上接第39页） 研究[J].公路交通科技（应用技术版），2017（07）： 201-203.
[3] 曾国强.无损检测技术在公路桥梁中的应用[J].江西建 材，2016（04）：172