我国高等级公路建设发展迅速,公路路面路基质量检测量大,检测要求高。传统检测方法已难以满足检测工作需求,发展先进的路基路面检测技术成为当务之急。作为一种新型高等级公路检测方法,探地雷达技术(Ground Penetrating Radar,简称GPR)在越来越多检测工作得到应用,并表现出连续、快速、无损的特点。但从目前应用情况看,检测结果主要基于GPR探测图像定性分析给出,尚未达到精确量化分析阶段,限制了技术应用深度。论文研究针对高等级公路量化检测的两个重要方面:物性指标检测和病害量化检测开展。一方面开展结构层材质介电特性研究,试图通过实验方法建立材质物性指标与介电常数量化关系,为介质物性指标量化分析提供依据。另一方面采用正演模拟方法研究归纳典型病害GPR探测剖面特征,分析探测剖面对病害分布区反映能力,研究精确圈定病害分布区的技术手段。全文共分七章:第一章主要介绍相关研究现状,研究内容、技术路线和取得的创新性成果等。第二章主要介绍路用探地雷达发展现状、探测原理、常用数据处理方法以及介质基本介电性质。第三章通过室内实验,以配置的不同组分水泥混凝土、沥青混凝土、路基土样块为探测对象,开展GPR检测。根据水泥混凝土养护期内的连续检测结果,分析水分丧失过程中介电常数的控制因素;根据沥青混凝土检测结果,研究影响其介电性质的关键因素;根据路基土检测结果,建立修正的Topp型和Alharathi型公式反映含水率与介电常数关系。随后结合三类常见公路材料的组分体积比,研究建立遵循的体积介电模型。研究表明,满龄期的水泥混凝土介电常数遵循修正的CRIM模型,沥青混凝土介电常数遵循修正的线性模型,路基土介电常数则遵循Looyenga模型。上述内容归结在第四章中。第五章通过正演理论模拟方法,建立了典型路基路面病害的GPR剖面特征,分析了病害区含水率、采样间距和天线频率对于GPR探测剖面的影响。正演结果表明,公路路基路面病害特征大都表现为“八”字形绕射曲线;病害区含水率越高,采样间距越小,天线频率越高,GPR剖面分辨率越高。论文最后通过路基路面厚度、物性参数以及病害量化检测实例,证实了研究成果在提高GPR量化检测水平方面的有效性。论文研究解决了高等级公路路基路面厚度和病害区精确检测的关键技术问题,丰富和发展了公路路面路基材料混合介质介电模型理论,推动了公路路面路基GPR检测由定性向定量发展。