[发明专利]一种对大尺寸不均匀混合料介电常数的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种对大尺寸不均匀混合料介电常数的无损检测方法。制备大尺寸不均匀长方体混合料；测量长、宽、高，并记录数据；对其面积最大的两个面使用60mm×60mm的方格进行划分，并用记号笔画出网格；采用介电常数仪Percometer进行测量；每个网格的介电常数值取平均值；在MATLAB中模拟车辙板建立30×30×5三维网格模型，将上、下面测量所得介电常数值导入到模型中；用线性方程拟合三维网格模型中间三层的介电常数值，得到混合料各个位置的4500个介电常数值，最后采用平均值统计的计算方法得到混合料的整体介电常数值。

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种大尺寸不均匀混合料介电常数的无损检测方法。

背景技术

随着我国公路建设高峰期的过去，大量的道路需要进行养护维修。现今大部分高速公路及一般公路通常采用沥青路面作为其主要的路面形式，对道路的质量检测一般采取钻芯取样法，不仅耗费大量人力物力，还会对道路造成损坏，此外其检测效率低，检测不全面等问题也一直困扰着现今的道路养护工作者。因此近年来兴起的探地雷达检测方法，因其高效、全面、无损的优点，探地雷达的路面检测潜力得到了广泛的认同。

众所周知，探地雷达的检测原理是依靠路面材料的介电特性差异，从反射波的表观上只能读取路面厚度等基本信息，而要检测道路的压实度、含水量、沥青含量等指标还需要对路面的介电特性进行进一步研究，因此精准测量道路路面的介电常数显得尤为重要。当前测量介质材料介电常数的方法有很多种，包括谐振法、传输反射法、时域测量法及自由空间法等等，其中谐振法与经典的传输反射法都需要制备专门的模具与样品，或是对试样进行钻芯切割以得到所需尺寸，均属于有损测量。而时域测量法则因其测量点单一，且主要用于测量超薄型材料，测试结果仅能代表某一极小范围均匀介质的介电常数，不具备测量大尺寸非均匀混合料介电常数的功能。综上现有的介电常数测量方法大都是属于有损测量，或是针对小尺寸均匀介质测量，并不能很好地符合道路工程实际，而针对大尺寸非均匀混合料介电常数的无损测量有助于提高探地雷达检测精度，更贴合实际道路，但也由于其混合料的大尺寸及非均匀性，常规方法很难对其进行介电常数的测定。

因此当前迫切需要一种可以满足于在大尺寸、非均匀介质、非完全接触测量条件下保证试样的无损测量方法，能够完整地测量大型混合料的整体介电特性，从而更好地反映实际工程道路的摊铺均匀性以及沥青路面混合料这一复合材料的介电特性，提升探地雷达的检测精度与工程应用范围。

发明内容

本发明的目的为提出一种对大尺寸不均匀混合料介电常数进行检测的试验方法，能完整地测量大型混合料的整体介电常数，从而反映实际工程道路的摊铺均匀性以及沥青路面混合料这一复合材料的介电特性，为探地雷达检测道路质量和各项道路工程指标的精度提供理论基础。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种对大尺寸不均匀混合料介电常数的检测方法，包括以下步骤：

1)制备大尺寸不均匀长方体混合料；测量长、宽、高，并记录数据；

2)对其面积最大的两个面使用60mm×60mm的方格进行划分，并用记号笔画出网格；

3)采用介电常数仪Percometer(简称PM)进行测量，选择合适的探头和探头模式；对空气进行测量(即对PM进行标定)，标定完毕后，再将PM预热1-2分钟；

4)每个网格进行旋转角度为90°的四次测量，记录介电常数值以及测量温度，网格的介电常数值取平均值；

5)在MATLAB中模拟车辙板建立30×30×5三维网格模型，将上、下面(面积最大的两个面)测量所得介电常数值导入到模型中，每个网格的平均介电常数值代表模型中两个30×30的顶层和底层上6×6的网格的36个数值(即上、下层各导入900个数据)；