[发明专利]压实现场的沥青面层厚度与介电常数的测量方法

说明书

本发明公开了压实现场的沥青面层厚度与介电常数的测量方法，包括如下步骤：S1：在沥青面层上方设置远距收发天线，在远距收发天线之间的连线上设置近距收发天线；还设有反射板；S2：获取电磁波从远、近距发送天线到反射板到远近、距接收天线的时间；获取电磁波从远、近距发送天线到沥青面层底部到远、近距接收天线的时间；S3：计算电磁波在远距天线之间经过沥青面层底部和经过反射板的传播时间之差；计算电磁波在近距天线之间经过沥青面层底部和经过反射板的传播时间之差；S4：计算介电常数与沥青面层厚度。本发明能排除压实现场沥青面层的水膜干扰并测得准确的传播时间，可无损连续地获得沥青路面的介电常数及厚度，操作简便，能够快速实施。

技术领域

本发明属于沥青路面检测领域，具体涉及一种压实现场的沥青面层厚度与介电常数的测量方法。

背景技术

沥青面层厚度是路面设计的主要内容，直接影响路面的强度与使用寿命。介电常数可反映沥青混合料的压实度，空隙率及离析情况，通过测量沥青混合料介电常数以及沥青面层厚度，可对沥青路面施工质量进行有效管控。

现阶段，对沥青面层厚度及介电常数的测量主要是在路面铺筑完成后，一种方式是通过钻芯取样对路面厚度与压实度等指标进行检测，该方式不仅会对路面进行损伤，而且属于离散检测，无法反映路面整体状况。另一种方式是通过探地雷达利用电磁波在沥青面层的传播时间结合钻芯取样方式对沥青面层厚度与介电常数进行无损连续性检测，但压实过程中无法钻芯获得沥青层厚度，且这种方式仅适用于干燥条件下的沥青路面。由于沥青路面在碾压过程中为减少沥青混合料与钢轮粘结，一般会在压路机钢轮洒布肥皂水，因此路面层会形成一层水膜，又水的介电常数为81，远大于沥青混合料组成材料介电常数，水膜表层反射波与水膜和干燥沥青混合料分界面间反射波产生叠加，表层反射波波峰前移，电磁波在沥青层传播时间偏大，因此水分会对沥青混合料介电常数的计算产生较大影响，因此该方式无法对压实过程中表层含水条件下的沥青路面进行厚度与介电常数的准确检测，其检测结果与实际偏差较大，也无法体现沥青混合料的各向异性特征。

另外现有技术中还可通过金属板振幅反射法计算介电常数，进而获得沥青层厚度。所述金属板振幅反射法，是先在沥青路面上设置一个金属板，收集天线电磁波通过金属板反射得到的全反射波振幅，再收集天线电磁波通过沥青层表面反射得到的反射波振幅，并采用如下公式(1)计算沥青路面介电常数及表面含水沥青层厚度：

其中，c为电磁波在真空中传播速度，ε为所述表面含水沥青层干燥沥青混合料介电常数，h为所述表面含水沥青层厚度，Δt为天线电磁波在空气及在空气和表面含水沥青层中传播时间差，A₀为天线电磁波在沥青层表面反射振幅，A_p为天线电磁波在金属板表面反射振幅。然而本方法也仅适用于干燥的沥青路面，在压实现场由于沥青面层表面含水，振幅A₀以及时间差Δt的测量均会明显受到水膜的干扰，因此计算得到的介电常数和沥青面层厚度值与实际偏差较大。

为了解决这个问题，现有技术中常见的做法是通过对反射波形进行后期修正来逼近真实的介电常数，然而这些方法并没有消除引起测量偏差的原因(即沥青面层表面的水膜干扰)，而是通过经验来修正，其得到的介电常数往往精确度不高也不太稳定，且算法较为复杂，在实际应用中的效果并不理想。

综上所述，现有技术中沥青面层厚度与介电常数的测量方法难以实现对压实现场的沥青面层厚度与介电常数的检测，其误差较大，不利于路面压实质量的控制。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种能够在压实现场沥青面层表面含水的情况下排除水膜的干扰并测得准确的电磁波传播时间，可无损且连续地获得沥青路面压实现场的介电常数、压实厚度、压实度及离析状况，操作简便能够快速实施，为沥青路面压实质量保证提供数据基础的压实现场的沥青面层厚度与介电常数的测量方法。

压实现场的沥青面层厚度与介电常数的测量方法，包括如下步骤：