近年来中国公路发展快速,公路是交通的“大动脉”。作为公路交通安全运营的重要设施结构,公路隧道会因为地质灾害、施工缺陷、维护不善等原因存在病害,这些病害是安全运营的隐患,需要通过定期的检测进行消除。公路隧道衬砌内部病害检测的主要手段为探地雷达技术,目前常规探地雷达技术主要采用地面耦合探地雷达,其因效率低、速度慢很难实现隧道衬砌病害的快速普查。车载探地雷达具有非接触、远距离、快速扫描检测等特点,在公路隧道质量普查检测具有应用前景。本论文通过理论研究、数值模拟、上线试验、工程应用等方法,对公路隧道汽车车载探地雷达无损检测技术进行研究,并对其应用方向进行探索,主要研究内容如下:（1）基于探地雷达理论,分析了空气耦合天线的传播特性,通过GPRMAX数值模拟分析和隧道实物模型试验,研究了空气耦合天线的技术参数和检测能力,验证了在远距离非接触条件下采用空气耦合雷达天线检测公路隧道衬砌是可行的。（2）分析了公路隧道衬砌病害检测技术现状和存在问题,研究了公路隧道衬砌结构参数和非接触车载探地雷达检测的工况条件,提出利用汽车车载探地雷达系统进行公路隧道衬砌检测的技术方案,检测设备安装在汽车检测车上,空气耦合雷达天线距离隧道衬砌表面的距离0.5～2.0 m,检测速度10～60 km/h。（3）设计研制了一套探地雷达汽车车载伺服系统,伺服系统采用电动控制机械臂安装固定雷达天线,通过机械臂的伸缩和方向调整控制雷达天线与隧道表面的检测距离,伺服系统可搭载多个雷达天线,同时进行了4条隧道测线的检测工作。（4）将研究成果应用于某在建高速公路隧道检测项目,采用汽车车载探地雷达技术方案,完成了19座隧道衬砌质量的检测工作,检测隧道长度60 km,检测结果表明车载探地雷达技术可应用于公路隧道的衬厚、衬后脱空、钢筋布置、钢拱架、围岩扰动等项目的检测。