道路城市生命线重要的组成之一，是城市交通的骨架，承载着大量的人流和车流，影响着城市的正常运转。随着道路使用年限及交通负荷的增加，道路及路基都会出现各种病害，如路面裂缝、路基空洞、腐蚀、塌陷以及排水问题等，从而引起路面塌陷的安全隐患，影响交通的正常运营。

三维探地雷达检测属于无损检测技术，能够对道路路面及路基内部进行全面深入地检查，及时发现道路路基塌陷安全隐患。该技术的应用，能够提前发现、提前处置、提前预警路面塌陷灾害的安全隐患，避免因道路潜在问题导致的安全事故发生。

一、技术原理

探地雷达（简称GPR）是一种新型无损探测技术，它将高频电磁波以宽频带短脉冲的形式由地面通过发射天线送入地下介质中，经地下目标体（灾害隐患）的反射后回到地表面，由接收天线接收回波信号，最后被送至控制器显示判读。三维探地雷达工作原理示意图如图所示。

探地雷达工作原理示意图

电磁波在传播过程中，遇到介电常数不同的两种介质面时，会产生折射与反射现象，其传播路径、电磁场强度以及波形所通过的介质的电性性质随物性体界面几何形态而变化，由折射系数T和反射系数R表示：

其中ε1、ε2分别为上下介质的介电常数。根据接收反射回波的双程走时、幅度、相位等信息，形成地下结构各方向的三维切片图，通过对三维数据及图像的分析，能够对地下结构内部的异常位置、形态及危害程度进行判别。

二、三维探地雷达核心优点

三维探地雷达在道路塌陷隐患探测中具有无损、定位精准、检测效率高、探险隐患点特征描述直观等特点。

1、探测效率高，横向覆盖面宽，能够实现长距离、快速的路面及路基扫描。

2、隐患点数据处理可视化效果直观，显示隐患区的三维特征，图像直观易懂，便于技术人员和管理人员快速判断隐患区等异常。

3、塌陷隐患区三维空间定位精准，可清晰呈现安全隐患的平面位置、埋深及形态，精度高，能够为隐患区处置方案的布署提供精准数据支撑。

三、三维探地雷达技术应用场景

三维探地雷达检测技术在城市道路检测中的应用主要形式为地下病害体探测、道路结构缺陷检测及路面结构层厚度检测。

1、路面结构层厚度检测

路面结构层厚度影响着道路的质量安全，受施工及交通荷载的影响，路面结构从厚度回出现变化不均一的现象，影响道路的使用寿命，三维探地雷达属于无损检测技术，可以克服传统钻孔测厚对道路的损坏问题，实现对路面厚度的快速智能提取。

2、道路结构缺陷检测

道路结构层是多层铺砌体系，上层必须在下面层全部压实合格时才能进行铺设，当道路填料的压实度较低，且施工时各区域的道路压实度有差异时，易造成道路结构松散，影响行车安全和道路的使用寿命。三维探地雷达可以识别结构松散处空气与结构层的电性差异，来判断松散的位置。

3、道路地下病害体检测

道路空洞、脱空为常见的道路地下病害体，道路下的空洞可能导致路面塌陷和车辆损坏。三维探地雷达可以识别空洞的大小、位置和深度，有助于及时修复并防止潜在的安全隐患。

四、中交路桥道路塌陷安全隐患检测

由于我国经济的增长以及科学技术的进步，对工程的建设提出了更高的质量要求及信息化管理。中交路桥科技有限公司成立于2009年，是专业从事工程检测监测、城市安全监测预警与评价、数字智能化研发为一体的复合型高新技术集团企业，构建了“智能监测、科技领先、智慧城市、数字赋能”的品牌战略，形成了工程检测、城市安全监测、数字化研发运维三大业务板块。

目前已取得铁路行业、公路行业、建筑行业颁发的行业检测资质，及河北省技术监督局的计量认证资质，能够为铁道工程、城市道路与公路、桥梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技术、电力、信号、集成电路、智能科学等行业领域提供科学、准确的检测监测技术和成果，及时发现工程安全隐患，保证工程安全运营。