0.3　车载探地雷达检测铁路道床路基的研究及应用现状

车载探地雷达应用于铁路可以分为道床检测和路基检测两种类型。道床检测主要检测道床的污染状态和道床的厚度。路基检测主要检测路基结构层的厚度和路基病害。

道床检测所用的天线中心频率在1.0GHz左右，天线的类型主要是喇叭形天线。为了提高道床厚度的检测精度和用散射理论来评价道床污染，美国GSSI公司推出了2GHz喇叭形天线。

路基检测所用的天线中心频率主要有300MHz、400MHz和500MHz天线。天线的类型有喇叭形天线和平板天线两类。西安铁路局科研所和西安交通大学研制的300MHz天线为小喇叭形，全金属屏蔽。俄罗斯GEOTECH公司300MHz喇叭形屏蔽天线与前者相似。IDS公司采用400MHz平板天线，德国GBM Wiebe线路施工和养路机械公司也采用400MHz，但天线类型为喇叭形。美国GSSI公司采用500MHz天线，喇叭形，但体积较大。

采用1.0～2GHz高频天线，探测深度1m左右，分辨率为15～30mm（εr=6），可以准确测出道床的厚度，划分出道床的结构层，如道砟层、底砟层和砂垫层。探地雷达可以探测石砟层中大的异物，有利于大机清筛道床。根据石砟层的反射特性和散射特性，可以判断石砟的污染状况。目前，美国的Illinois大学、英国的Edinburgh大学、澳大利亚的Wol⁃longong大学、芬兰的Roadscanners Oy公司都在研究用探地雷达数据评价石砟的污染指数。另外，高频天线可以较准确地探测路基顶面的几何状态和含水状态、翻浆情况以及道砟囊情况，为运营管理部门养护维修提供信息。

采用300～500MHz的中频天线，探测深度3m左右，分辨率100～150mm（εr=6），可以测出道床的厚度。根据横断面上石砟的厚度，可以判断出该断面的横向排水的好坏。尤其是有砟囊地段，如果横向排水好，冒泥的可能性小；如果横向排水不好，有可能形成冒泥病害。探地雷达可以划分出基床各结构层的厚度，如基床的顶层和底层，如果路基下沉，可以确定下沉的层位。探地雷达可以探测出基床中土的含水状态、基床顶层的冒泥情况，最直观、也最容易反映出路基的沉降量，还可以探测永久冻土路基的消融状况和季节性冻土的冻胀、消融状况。