路面雷达作为一种新型的公路无损检测技术,因其具有无损伤、高效率、低成本和高分辨率成像等优点,在连续、快速、无破损检测路面性能指标方面越来越发挥出不可忽视的作用,并显示出广阔的应用前景和巨大的社会及经济效益。 路面材料介电特性的差异是路面雷达应用的先决条件,雷达接收到的反射波是介质介电特性的函数,对其图像数据的解释、判读和反演都依赖于对介质介电特性的分析。路面雷达对结构层厚度、压实度、空隙率、含水量及沥青含量等路面材料性能指标的识别,都是基于对路面材料介电特性的研究来加以实现的。同时,路面材料作为一种复合介质,建立其介电常数模型是研究复合介质介电特性的基础。因此,开展路面材料的介电特性以及复合介质介电常数模型的研究具有重要的理论和实际意义,它将为路面雷达在实际工程中的应用提供理论依据。 本文针对路面雷达应用技术存在的问题,开展路面材料的介电特性以及复合介质介电常数模型的试验研究。主要研究内容和结论如下: 1) 论述了路面雷达应用技术的发展与现状、路面雷达的系统组成与探测原理,以及雷达脉冲电磁波在路面介质中的传播特性,并详细介绍了路面雷达在道路检测与评价中的实际应用; 2) 深入分析了介质介电特性的基本理论以及路面结构层材料的介电特性,为路面雷达的实际应用提供了理论依据; 3) 对路面结构层材料的介电特性进行了试验研究,得到了混合料及其组成成分的介电常数、体积比以及密度等指标,并对结果进行了分析,得到了龄期内介电常数的变化规律和介电常数与密度、强度之间的关系,以及油石比、集料级配、水灰比等参数对介电常数的影响规律等相关结论,为路面雷达的工程应用提供了技术支持; 4) 详细介绍了多种复合介质介电常数模型及其适用情况,基于试验对现有常用路面材料的复合介质介电常数模型的适应性进行了验证,并对现有常用介电常数模型进行了修正。