沥青路面结构完整性影响因素定量分析

为提高结构完整性评价指标的合理性,针对影响路面结构完整性的空隙多、层间不良、层间松散、结构松散等4类隐性病害,考虑面层、上基层、下基层、底基层等4个层位及其层间,利用有限元软件对这4类14项病害进行模拟,以结构数作为结构承载能力评价指标,分析不同隐性病害对路面结构完整性的影响,确定相应权重,优化路面结构完整性IPCI综合评价指标,并选用探地雷达对江苏省典型高速路段进行检测分析,验证评价指标的有效性。结果表明,不同类型隐性病害对路面结构性能的影响程度不同,具有结构松散>层间松散>层间不良>空隙多;不同层位隐性病害对路面结构性能的影响程度不同,半刚性基层层位影响最大;IPCI与路龄呈现半对数关系,随着路龄的增加,路面结构完整性整体呈现降低趋势;IPCI与路面结构强度指数PSSI呈现线性关系,随着内部隐性病害的增多,路面结构强度呈现下降趋势;IPCI与裂缝密度呈现幂函数关系,裂缝的存在会显著破坏路面结构的完整性。     

基于探地雷达和高速弯沉仪的结构内部状态评价

为准确判别高速公路沥青路面结构内部状态,采用探地雷达和高速弯沉仪进行联合检测,分别从结构完整性和结构强度提出结构内部状态评价方法、评价指标和评价标准,并进行实例分析。探地雷达实测表明,路面存在不密实、层间接触不良、松散等3种隐性病害时,可采用路面内部破损状况指数IPCI进行评价;高速激光弯沉仪检测结果可线性转化为贝克曼梁值,采用结构强度指数PSSI进行评价;路面养护及时时,路面结构内部状态较好,需维修路段较少。     

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。     

基于探地雷达的路面隐性病害检测与识别研究

概述了探地雷达现场检测布置方式和关键参数的设置,并基于专业Reflexw数据处理软件,对原始数据滤波处理方法进行了详细探究,结合工程实例中积累的大量雷达检测图像,着重对沥青路面典型隐性病害特征进行分析,并通过现场取芯,验证了探地雷达识别的准确性.研究结果表明,使用探地雷达可有效实现对路面结构内部隐性病害的无损探测.     

高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命评价方法研究

针对高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命一直缺少定量化评价方法的问题,结合大量高速公路养护设计项目经验及数据积累,提出从结构完整性及结构强度衰减度两方面综合评价半刚性基层结构剩余寿命的方法.结构完整性给出了3种计算方法,包括利用探地雷达无损检测数据直接计算、路面病害与取芯数据结合判断及通过路表面病害特征推算;结构强度...     

探地雷达检测技术在湛徐高速公路路况检测中的应用研究

随着我国建成公路的里程数迅速增长,道路养护需求规模日益增加。目前道路上检测仍为传统的以钻芯取样为代表的破环型检测,快速无损检测手段经过了多年研究实践,证明其已经可以应用于道路检测。本文在广东湛徐高速公路首次采用探地雷达对道路基层隐性结构病害进行了检测分析,同时在典型特点处进行钻芯取样对比分析,研究了探地雷达进行沥青路面结构基层隐性结构病害检测的可靠和准确程度。根据研究结果可知,探地雷达可以对路面质量、路面隐性病害破坏程度进行可靠的快速检测,未来具有广阔的应用前景。     

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。     

基于无损检测技术的半刚性基层沥青路面损伤状态分析

为了快速确定半刚性基层沥青路面的损伤状态,为路面养护维修方案的制定提供科学依据,采用FWD和三维探地雷达联合对半刚性基层沥青路面进行快速无损检测。首先利用三维探地雷达对待测路段进行破损、层间联结状态检测,然后采用FWD对路面横向裂缝损伤状态进行检测评价,最后对典型路段钻芯和开挖探坑进行验证,检测结果表明,该半刚性基层沥青路面快速无损检测方法能快速准确确定路面损伤状态,对于路面结构检测效果较好,为路面结构养护维修设计及老路改扩建工程路面处治提供了科学依据。     

旧沥青路面改扩建工程内部病害无损检测研究

依托茂湛高速改扩建工程,采用三维探地雷达技术和落锤式弯沉仪两种无损检测手段,从路面结构内部隐性病害分布和结构承载力两个角度评估旧路面的内部结构完整性和力学强度。研究发现：三维探地雷达可准确探测旧路内部病害;沥青上面层病害主要为坑槽、纵横向裂缝,中面层病害主要为纵横向裂缝,下面层病害主要为纵横向及网状裂缝;水稳基层病害主要以纵横向及网状裂缝为主;慢车道的结构病害数量与发育程度均比超车道更加严重。从路面结构承载力分析发现：慢车道弯沉值比超车道高约2.5～3.4(0.01 mm);相比设计采用的动态模量,旧路面模量衰减幅度约60%～70%。对典型病害成因与发育规律进行系统分析,并推荐处治方案。     

旧水泥混凝土路面结构性能监测与评价

对黑龙江省30km旧水泥混凝土路面的强度进行了取芯法调查，并对旧水泥混凝土路面病害产生的原因进行了分析，通过对水泥混凝土路面的结构性能监测、评价，为旧水泥混凝土路面的养护决策提供依据。     

含水状态下的沥青路面隐性探伤研究

为了研究探地雷达对沥青路面下孔隙、含水的检测效果,采用探地雷达进行隐性病害探伤的模拟试验,利用不同类型车辙板的拼接来模拟不同类型路面,用换板的方式来表示不同层位的隐性病害,对不同层位洒水来模拟层间积水状况。试验结果表明,探地雷达对材料的孔隙率和含水率反应强烈,对层间积水有良好的检测效果。     

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...     

基于分时复用原理的多通道探地雷达时序控制模块设计及应用

为实现对隧道衬砌空洞和地质病害的无损、高效检测，基于分时复用原理，通过FPGA编程和时序电路设计实现一种瞬态脉冲型多通道探地雷达时序控制模块，并应用于多频多通道隧道病害检测探地雷达系统。该时序控制模块可以产生多路同频等相位差时钟，分时触发各个通道脉冲信号的单次收发，从时间上分离通道间串扰信号和有效雷达回波，实现探地雷达多频段多通道的高效工作。试验测试和实地验证结果表明： 该时序控制模块在脉冲重复频率为500 kHz时，能实现8通道雷达测试系统相邻通道间240 ns左右的触发时差，并在触发时差范围内保证观察时窗内雷达回波信号的稳定性； 同时，该模块也能应用于3频段6通道隧道病害检测探地雷达系统，并在距离介质分界面65 cm时反映出实际隧道预埋病害的深度和尺寸信息。     

无损检测技术在某高速公路旧路评价中的应用研究

通过对落锤式弯沉仪检测路面弯沉盆分析,反演路面各结构层模量,并结合探地雷达可以判断出路面结构层的病害层位,对旧路的质量情况进行准确评价,从而为科学制定预防性的养护方案,降低工程投资提供可靠的依据.     

基于探地雷达的沥青路面厚度检测分析

在湖南永吉(永顺—吉首)高速公路上选取试验段,运用探地雷达对其沥青路面厚度进行检测,通过探地雷达检测数据和钻孔取芯检测结果的相互比较,验证探地雷达用于现代道路工程结构检测的实用性。     

基于SVM的高速公路路基病害自动检测算法

针对当前探地雷达(GPR)数据解释主要依赖专家经验存在的解释结果主观性强和数据解释周期长等问题,利用高速公路路基病害将导致其厚度和层界面反射信号的幅度发生改变等客观信息,结合探地雷达杂波抑制、层界面检测和平滑、感兴趣区域(ROI)提取、特征提取和模式识别技术,提出了一种新颖的高速公路路基病害自动检测算法,并利用该算法对江西省昌九高速公路南昌段采集的GPR数据进行了分析.研究结果表明:该算法的检测结果与结合专家经验和钻孔取芯样本构建的Ground Truth数据库的吻合度高达92.7％,且具有自动、快速等优越性,可为指导制定合适的养护策略及合理分配养护资金提供科学依据.     

探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响

通过物理模拟实验研究表明,利用探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应实验与分析成果,可以检测路面的结构层、路基潜在的问题和隐患,实现无损、高效、低耗检测,采集的数据连续、完整、可靠,探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响研究为路基路面病害快速检测与评定奠定了基础。     

地质雷达在乌奎高速公路改扩建工程中的应用研究

为了研究地质雷达在路面检测中的可行性,基于乌奎高速公路改扩建项目,应用地质雷达对旧路路面结构厚度及结构内部病害进行检测。检测结果表明:地质雷达对路面厚度的检测误差在规范允许范围内,且地质雷达检测成像对典型路面结构病害有较为明显的特征表示;地质雷达可有效应用于路面评价,且可避免传统检测方法对路面结构的损坏。     

基于扩展共同中心点法的路面病害雷达测量

为进一步提高利用探地雷达技术测量路面厚度及病害的精度与效率,保证测量结果可直接用于改扩建路面的设计,将扩展共同中心点法(the extended common midpoint,XCMP)引入了基于探地雷达的改扩建路面厚度及病害测量。利用XCMP,探地雷达可测定现有路面厚度和病害位置且无需借助钻心取样校准介电常数;同时,采用了一种多阵列的3D探地雷达,它能同时采集纵横两个方向的路面信息。借助不断发展的信号处理技术和数值处理技术,结合了3D探地雷达信号特征和XCMP法,建立扩建路面厚度及病害测量的通用方法并将上述方法用于连霍高速改扩建项目。结果表明,XCMP法可采集获得清晰的路面结构图像并推算出路面厚度及病害位置,设计的4个XCMP方案的检测误差分别为8.51%,7.62%,3.97%,4.36%,可见XCMP方案基本满足检测需求;同时XCMP法与其他方法对比结果表明其具有更高的精度,误差波动较小,误差可控性强。在此基础上,选取厚度检测精度最高的方案进行病害位置的判定,主要检测病害包括路基脱空、断裂和碎裂,反射裂缝,隐含裂缝。依据病害在探地雷达图像上的区别,采用感兴趣区域(ROI)提取进行病害定位,同时结合上述路面厚度检测结果确定病害的位置和尺寸。     

探地雷达技术在检测路面内部质量中的应用研究

在中国公路建设快速发展的同时,也逐步呈现出一些不合理现象,如公路部门用于公路新建、扩建的投资比重较大,相应地用于公路养护方面的投资较少;对于公路质量状况的实时检评力度不够,尤其在公路路面结构内部质量状况检测方面缺少有效的方法和手段,路面一般到大面积破损出现时,才提出大修改造措施以恢复路面结构质量。而探地雷达技术恰恰就是在路面尚未达到大修时就能检测出路面结构的内部缺陷,做到提前预知病害并及时有效地加以处理,相对工程大修而言,探地雷达不但技术可行,而且能节约工程造价。