基于三维探地雷达路面隐性病害识别与评价

路面内部隐性病害的发育、发展具有隐蔽性，而当前缺乏有效的检测手段、评价指标和标准。依托溧马高速路面养护维修工程，通过基于三维探地雷达的路面隐性病害识别与评价研究，建立了路面内部典型隐性病害标准图谱，提出基层损坏状况指数BPCI及分级标准，并给出了不同等级路面内部隐性病害养护对策。研究结果表明：三维探地雷达可高效准确识别路面内部隐性病害，识别精度可达90%以上；基于三维探地雷达的基层破损状况指数BPCI,用于评价路面结构内部状况是可靠的，其探测结果可为路面内部隐性病害检测定位和沥青路面的养护施工提供参考。     

检测技术在路面养护检测评价与养护设计中的应用

路面状况数据是路面性能的直接反映,是编制道路养护和改建计划的依据。本文基于国道G205秦皇岛西环路一级公路路面使用性能指数(PQI)各项指标检测数据,阐述了检测技术在沥青路面养护检测评价与养护设计工作中的应用,通过深入分析路面病害机理,综合考虑路面历史养护情况,为公路养护部门提供准确、可靠的路面技术参数及养护建议。     

三维探地雷达道路隐性病害检测分析与数字化技术综述

道路服役数据信息是交通基础设施数字化建设与养护的关键，先进探测设备是获取道路服役数据信息的途径。近年来，三维探地雷达(3D Ground Penetrating Radar, 3D GPR)因其高效、无损等检测优势得到广泛应用，可为道路隐性病害数据获取提供重要支撑。基于此，对道路典型隐性病害类型与检测手段进行总结归纳。梳理了三维探地雷达技术原理、数据采集方法、数据处理及在道路工程检测中的应用；根据三维探地雷达图谱隐性病害特征与识别手段，重点分析人工智能技术在探地雷达图谱识别技术中的应用与发展。针对交通基础设施发展进程，展望基于探地雷达数据的数字孪生技术，主要介绍基于三维探地雷达数据的建模与模型仿真方法。该综述可为三维探地雷达道路隐性病害检测提供基础理论知识与实践方法借鉴，同时为基于三维探地雷达数据的数字化交通基础设施建设与道路养护决策提供参考。     

基于BIM+GIS的沥青路面表里全域病害数字孪生研究

为全面整合和分析无损检测采集的病害信息并构建病害数字孪生模型对病害进行可视化表达，基于BIM+GIS技术，运用探地雷达检测手段，提出了路面全域病害整合与建模的新框架。在该框架中，首先面向不同路表病害类型分别开发基于深度图像表面拟合和基于二值图像轮廓拟合的病害建模方法，相较于传统二维贴图或三维固定参数的建模方式，该方法实现了对病害区域信息的准确拟合建模；该框架另一部分提出了路面结构内部隐蔽病害的三维可视化建模方法，相较于传统分析建模进一步实现了探地雷达数据的病害模型转化与BIM数字化道路高效整合，降低了探地雷达数据实际应用性的门槛。该方法基于2种不同雷达图像的病害特征，识别并提取病害区域，实现全路段隐蔽病害疑似区域和局部重点区域三维重构；最后自动化构建包含全域病害的数字孪生模型，将无损检测数据高效整合，完成病害实体在虚拟空间中的映射转化。同时借助地理信息系统绘制道路病害分布热力图，反馈病害分布以及发展情况，指导养护管理工作。试验结果表明：该框架高效完成全域病害的三维数字转化；路表裂缝和坑槽建模精度分别达到80.13%和98.17%,路面内部病害的模型结合现场钻孔取芯验证在判断病害发生位置...     

基于全生命周期的BIM智慧建管养一体化平台在超大跨度悬索桥的应用

随着BIM信息化、物联网、数字化技术的发展,桥梁养护管理系统逐步向桥梁建养一体化和全寿命周期数字化、智慧化管养转变。BIM智慧建管养一体化平台是探索计算机仿真虚拟可视化技术,采取基于三维3D桥梁模型的病害及维修档案的记录及管理,强化运营期桥梁各类事件的"可追溯性"和"定位性",注重桥梁从施工至运营建立起全过程结构安全信息库,加强建设期和运营期全过程数据的深度融合和分析,通过积累检测、养护和维修数据,实现桥梁基础设施全要素、全过程和全方位的数字化。通过对施工监控、历史检修、病害数据的分析和预测,对桥梁物理空间的实际资产在虚拟空间中进行可视化管理,提高桥梁监管养护质量。介绍了智慧建管养一体化平台在南沙大桥(虎门二桥)的工程应用,可为特大桥梁专业化、信息化养护系统平台开发和技术体系提供参考。     

路面快速检测技术与科学决策实践

高效率、智能化的检测设备以及相应评价方法的运用,能够为路面养护管理工作提供全面准确的数据支撑。回顾了路面检测技术、路面技术状况评价方法和路面养护决策的发展历程,介绍了新形势下的高速公路快速检测技术和科学决策方法,包括建立管辖路段公路数据库、采集路况数据、评定公路技术状况及分项指标、预测路面性能和制定相应的预防性养护规划,实践表明,可节省养护资金的投入,提高养护管理水平。     

上海长江大桥数字化管理

为了满足将上海长江大桥业主、使用者和社会的需求转化为技术体系的性能要求,建立并优化结构方案,最终通过分析和计算,证明在桥梁全寿命周期内确实能够实现这些需求。从桥梁全寿命周期角度出发,建立勘察、设计、施工、监测与养护等数据统一的数字化信息平台,实现三维直观显示、空间查询和专业分析与解释;在传统的桥梁养护管理的基础上,引进基于建筑信息模型的桥梁养护管理的方法,从而使建设和养护管理融为一有机整体。最终该项目与同类T程相比,效率提高30％,并保证在100年设计使用年限内始终处于安全。     

运营期路基工作性能与路面病害相关性分析

为了解处于运营期内的水泥路面路基各项设计、施工指标变化规律及其与路面病害的相关性,以莲易高等级公路为依托,选取具有代表性的病害试验点进行现场试验检测分析.结果证明上述各设计、施工指标均呈现衰减规律,且与路面病害的严重程度有一定的相关性.在此基础上提出了双层型水泥混凝土路面养护维修的最佳时机.     

信息化技术在隧桥工程养护中的应用

运营期间隧桥结构出现的病害会影响其正常使用性能,危及行车及结构安全.为了系统监测隧桥结构健康状况,科学评估病害损伤,以及基于全寿命周期成本理念制定具有针对性的养护对策及管理方法,必须建立信息化平台并开发和使用实用性的养护管理系统.以上海长江隧桥勘察、设计、施工信息化为依托,以结构健康监测数据为基础,养护数据的录入、计算、检索、统计、分析为内容,以养护业务管理为目的,以数据库、互联网、GIS、三维虚拟浏览等为技术手段,构建了一体化的桥、隧养护管理决策系统,为管理长江隧桥养护工作提供操作平台和决策环境,全面提高隧桥养护业务的处理能力.     

运营期路基工作性能与路面病害相关性分析

为了解处于运营期内的水泥路面路基各项设计、施工指标变化规律及其与路面病害的相关性,以莲易(莲花冲-易家湾)高等级公路为依托,选取具有代表性的病害试验点进行现场试验检测分析,结果证明上述各设计、施工指标均呈现衰减规律,且与路面病害的严重程度有一定的相关性,在此基础上提出了复合式水泥路面养护维修的最佳时机.     

宁波绕城高速公路西段路面病害维修规划研究

以宁波绕城高速公路西段为依托工程,分析历年路面技术状况评价及交通量数据,建立路面性能模型,预测各观测断面性能模型的变化趋势。针对南方地区较常进行的路面病害维修养护,采用总量预估法,引入综合衰减系数,提出路面病害维修养护方法及流程,制定未来三年的路面病害维修养护规划方案,为同类工程提供参考与借鉴。     

基于探地雷达的路面结构完整性定量化评价方法

为了快速评价路面结构完整性,选用高动态探地雷达MALA GX750MHz进行检测,检测速度约为80km/h,并采用背景去除、带通滤波、傅里叶变换分别去除回波信号中的混叠波、噪声和杂波,得到雷达回波有效信号;针对影响路面结构完整性的空隙多、层间不良、松散等3类隐性病害,建立了雷达检测评定图谱,并进行了取芯验证;提出了结构完整性综合评价指标路面内部破损状况指数IPCI,基于江苏省11条高速公路、1 484(车道·km)检测数据,验证了评价方法有效性。结果表明:不同类型隐性病害的雷达灰度图具有显著差异,基于雷达检测评定图谱的取芯验证准确率约为95%;交通量与IPCI具有双对数关系,养护历史与IPCI具有半对数关系,交通量越大、养护工程量越少,路面隐形病害越多,IPCI评分越低;与层间不良、松散相比,隐性病害空隙多与交通量相关性较低,这主要是因为空隙多隐性病害受路面结构初始空隙率状况影响较大。探地雷达可用于路面隐性病害的定量化评价,评价结果可为路面养护维修提供决策支持。     

基于三维技术的道路综合检测车

研发了基于三维检测技术的道路综合检测车,该检测车可同时开展路面损坏、车辙、平整度、纹理、道路景观等检测任务。路面损坏模块能采集路面灰度图像和横断面三维高程数据并自动识别裂缝、车辙、坑槽等常见病害;独创性地研发了非惯性平整度检测模块,可不受车速变化、车辆振动等因素干扰,准确采集道路纵断面高程并计算国际平整度指数(IRI),当模块纵向安装时还能精确采集道路横断面纹理数据并导出平均断面深度(MPD)。此外,该模块还可检测混凝土路面的错台情况。三维立体相机和激光雷达(LIDAR)构成的道路景观图像模块可采集道路周边环境图像和三维激光点云数据,以实现道路资产的精细化管理。     

三维激光断面数据采集系统设计与应用

针对足尺加速加载试验路路表功能的细微变形测量,提出了用单点激光器(2μm)的测量方法来采集三维路面断面数据,以设计并开发出相应的研究级别测量仪器。对系统总体结构设计与实现及软件设计与实现进行了详细论述,并对三维激光断面数据采集及其图形的重构方法和系统测量误差进行了研究和分析,以此来实现路面三维空间参数的测量,系统测量误差为±0.5 mm。试验结果表明,三维激光断面数据采集技术可以用于路面车辙、构造深度、坑槽等路面的精确测量中,从而实现路面三维数据的高效率、高精度、高自动化的检测。     

基于日常养护的路面病害识别与管理系统在滨州公路养护中的应用

基于日常养护的路面病害识别与管理系统实现了路面病害的自动化采集和计算机同步自动识别,后台通过管理系统进行信息化管理。系统为路段级公路日常养护带来多方面便利,改善日常用户检测依赖人工观察和手工丈量的现状,实现日常养护中病害检测的自动检测;改善目前路段养护管理不成体系,难以追踪养护历史等现状,实现养护管理的信息化。     

基于分级拟合的路面破损状况合理评价体系研究

为了保证干线公路的使用品质,降低养护成本,针对干线公路的小修保养策略及施工规程进行了研究,通过结合江苏省干线公路路面状况现场调查结果,引入典型病害单项评价指标,构建了PCI多级评价体系,为合理界定养护等级制定路面养护维修方案提供了依据,实践表明,该方法具有较强的针对性,可为路面养护决策提供参考依据。     

高速公路路面检测分析及养护维修设计

针对山西省祁临(祁县—临汾)高速公路路面养护维修工程,通过深入调查检测路面的各项指标,全面把握路面的性能状况,结合国内外工程实践经验,探讨路面病害产生和发展的原因,根据病害发生机理制订养护维修方案,达到"处治病害、恢复功能、经济环保"的目的。     

S10(温州绕城)北线一期段高速公路路面5年期养护规划研究

在深入调查分析S10(温州绕城)北线一期段高速公路使用现状及养护现状的基础上，提出S10(温州绕城)北线一期段高速公路养护规划原则。考虑路面技术状况指标现状、路面病害水平、交通荷载水平、路面使用时间等多因素，采用基于路面病害发展、基于交通荷载及基于路面使用时间的多模型综合进行路面使用性能预测。考虑性能提升水平、养护费用、路面残值等因素，采用寿命经济分析的方法进行养护方案优选，得到费用效益最优的路面养护方案。并结合项目客观情况，对规划期养护规划方案配置进行调整。     

基于PDA的高速公路路面养护管理子系统设计

以掌上电脑PDA采集数据为基础建立高速公路路面养护系统体系，该系统基于高速公路养护需求及企业识别系（CIS），以实现病害数据采集自动化及路面病害处理的高效化为宗旨，通过建立病害数据库，提供病害处理决策建议及养护工作计量支付可靠性保证，并为路面养护实施效果后评价等提供参考。     

基于全生命周期信息和BIM的隧道运维决策支持系统

针对公路隧道运维管理对象众多、信息分散异构、时空特性复杂等导致管理决策困难的问题,从隧道全生命周期信息出发,建立隧道可视化智能决策系统。系统以标准化、可视化和智能化为设计原则,以隧道BIM运维模型为基础,通过标准化编码和信息映射表实现设计、施工和运维的多源信息集成,由感知层、网络层、数据层、分析层和交互层组成,利用智能分析技术实现结构健康评估和病害追溯、设备异常发现和故障诊断、养护决策优化等功能,通过三维图形化引擎与用户交互,帮助用户快速掌握现场情况,获取自动辅助决策结果,提高运维工作效率和质量。将该决策支持系统应用在上海大连路隧道工程中,可帮助隧道管理者更快速、清晰地了解隧道运营状况,提供运营养护的辅助决策建议,取得了很好的应用效果。