[發明專利]一種基于探地雷達和FWD聯合檢測的裂縫病害評價方法

有效

• 申請號: 201910740942.6
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN110512501B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 羅蓉;成豪杰;于曉賀;楊洋;程博文;王錦騰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;E01C23/01;G06T5/00;G06T7/00;G06F119/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

1.一種基于探地雷達和FWD聯合檢測的裂縫病害評價方法，其特征在于，雷達檢測車前方設置有懸臂橫梁，通過懸臂橫梁將探地雷達固定在雷達檢測車前方，雷達檢測車的車頂設置攝像頭；FWD檢測車通過拖車的形式設置在雷達檢測車的后方，拖車上安裝有檢測落錘以及位移傳感器；

該方法包括以下步驟：

S1、對待進行裂縫病害評價的路段，通過探地雷達檢測車拍攝行進過程中的行車前方視頻，并通過探地雷達對路面進行電磁波檢測，確認顯式裂縫病害路段所在樁號區間；

S2、對顯式裂縫病害路段提取層位厚度；

S3、對顯式裂縫病害路段提取裂縫路段豎向錯層條紋，包括裂縫路段豎向錯層條紋的位置提取和深度提取；出現豎向錯層條紋位置的判斷方法為：通過對比正常路面位置和豎向錯層條紋位置，以探地雷達檢測電壓圖像中峰值出現時間的滯后與否作為豎向錯層條紋位置確定的依據；

S4、確定采用豎向錯層條紋的沿道路縱向和道路深度方向特征，構建裂縫病害在瀝青路面內部量化評價指標：雷達圖像裂縫度；并根據豎向錯層條紋在路面內部的分布特征建立雷達圖像裂縫度的計算公式；

S5、通過FWD檢測車對顯式裂縫路段進行路面彎沉檢測，并對檢測數據進行修正；

S6、以雷達檢測路面厚度和合理土基厚度下的三層路面結構進行模量反算；

S7、基于彈性層狀體系理論，通過不同層位按照厚度的指數次加權，將原有三層路面結構中面層和基層部分的模量反算結果合成為路面結構層整體模量；

S8、通過曲線擬合，建立雷達圖像裂縫度和路面結構層整體模量的經驗回歸關系公式，并給出擬合優度。

2.根據權利要求1所述的基于探地雷達和FWD聯合檢測的裂縫病害評價方法，其特征在于，步驟S2的具體方法為：

S21、將測量所得到的原始數據文件導入和雷達檢測車配套的圖像處理PAVECHECK軟件，該文件涵蓋了雷達監測時車頂攝像頭對行車前方情況的拍照記錄及電磁波檢測的原始電信號數據；

S22、設置介電常數顯示區間，調節雷達圖像區域右側的對比度滑條至雷達圖像清晰；

S23、修正樁號里程，使得PAVECHECK軟件和現場實際樁號一一對應；在每一小段路面檢測開始前，讀取起點處護欄上的實際里程樁號R₀，在發車起點開機后，記錄照片區左下角初始里程S₀，按照下式進行修正：

R₀±(S_x-S₀)＝R_x

式中，R₀為發車起點實際樁號；S_x為PAVECHECK軟件照片區左下角觀測點樁號；S₀為PAVECHECK軟件照片區左下角發車起點樁號；R_x為觀測點實際樁號；其中，對于“±”，在形成前進方向時，取“+”，反之取“–”；

S24、根據修正后的樁號位置找到研究路段雷達圖像位置，采用PAVECHECK軟件自帶的圖像處理功能鍵完成對厚度的提取。

3.根據權利要求1所述的基于探地雷達和FWD聯合檢測的裂縫病害評價方法，其特征在于，步驟S3的具體方法為：

S31、通過PAVECHECK軟件中的手形選取工具，對豎向錯層條紋底端位置進行選取；

S32、通過“Calculate All”選項，計算對應樁號處標記距頂部的豎向距離；由于只對豎向錯層條紋進行了標記，故軟件內部通過電信號參數計算厚度后，輸出路表距豎向錯層條紋底端的距離，也就是此處需要得到的裂縫圖像影響深度。

4.根據權利要求1所述的基于探地雷達和FWD聯合檢測的裂縫病害評價方法，其特征在于，步驟S4的具體方法為：

根據豎向錯層條紋在路面內部的分布特征建立了裂縫病害在瀝青路面內部量化評價指標“雷達圖像裂縫度P”計算公式，推導結果如下：

式中，x_i為雷達圖像中豎向錯層條紋處的樁號，單位m；d_i為各豎向錯層條紋處裂縫圖像影響深度，單位cm；n為豎向錯層條紋數；為考慮裂縫影響深度的樁號平均值，單位m；s為考慮裂縫影響深度的樁號分布標準差，單位m；為裂縫圖像影響深度平均值，單位cm；P為雷達圖像裂縫度。