CN107217576A - 一种基于fwd和3d探地雷达的道路质量检测方法及系统 - Google Patents

一种基于fwd和3d探地雷达的道路质量检测方法及系统 Download PDF

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虞将苗
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梁豪
张蓉
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Abstract

本发明公开了一种基于FWD和探地雷达的道路质量检测方法及系统，该系统包括FWD、探地雷达、数据处理装置。该方法包括从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断。通过使用本发明的方法及系统，能及时发现道路病害，进行准确地养护维修，对避免道路过早破坏，延迟大修，延长道路使用寿命具有重大意义，并可以对旧路改造和养护大修提供重要依据和技术支持。本发明作为一种基于FWD和探地雷达的道路质量检测方法及系统可广泛应用于道路工程领域中。

Description

一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法及系统
技术领域
本发明涉及道路工程技术，尤其涉及一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法及系统。
背景技术
技术词解释：
FWD：落锤式弯沉仪。
在公路道路工程质量检验评定标准中，路面表层的平整度、弯沉值等均被列为评价高等级公路沥青路面质量的重要指标。而如何对路面各项指标进行快速、客观的检测与评价，长期以来一直是建设部门和质量管理部重点关注的问题之一。
目前在本领域中，对公路道路的路面检测评价，其所采用的传统方法是钻心取样法，而现行所采用的方法则包括有结合钻心取样法与FWD技术的检测评价方法和结合钻心取样法与探地雷达的检测评价方法。可见，目前对公路道路的路面检测评价方法主要是依赖钻心取样法来实现的。而对于钻心取样法这一技术，虽然其具有直观、可靠的特点，但是却存有局限性大的问题，例如损坏路面、代表性差、效率低、成本高等。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，其无需损坏路面，而且还能提高检测的精准度和处理效率。
本发明的另一目的是提供一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，其无需损坏路面，而且还能提高检测的精准度和处理效率。
本发明所采用的技术方案是：一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，该方法包括的步骤有：
采用FWD对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
采用探地雷达对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断。
进一步，该方法还包括的步骤有：
对获取得到的弯沉数据进行反算处理后得到反算模量结构，根据反算模量结构，检测出符合道路损坏标准的道路部分。
进一步，所述符合道路损坏标准的道路部分包括路基基层的薄弱处和/或路基的沉陷部分。
进一步，所述采用FWD对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据这一步骤之前还设置有FWD采集点设置步骤，所述FWD采集点设置步骤具体包括：
在车道上，以20米为间距来设置FWD采集点。
本发明所采用的另一技术方案是：一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，该系统包括：
FWD，用于对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
探地雷达，用于对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
数据处理装置，包括用于实现各指令的处理器，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断。
进一步，所述指令适于由处理器加载并还执行以下步骤：
对获取得到的弯沉数据进行反算处理后得到反算模量结构，根据反算模量结构，检测出符合道路损坏标准的道路部分。
进一步，所述符合道路损坏标准的道路部分包括路基基层的薄弱处和/或路基的沉陷部分。
本发明方法及系统的有益效果是：本发明为一种基于FWD和探地雷达结合的新型路面质量无损检测方法，利用弯沉数据与探地雷达图像的结合，对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断，从而可精确确认出道路病害处，提高检测结果的准确性和可靠性，由此可见，通过使用本发明的方法及系统，能及时且精准地检测出道路病害和位置，这样能便于工作人员能及时且准确地进行养护维修，对避免道路过早被破坏、延迟大修、延长道路使用寿命具有重大意义，同时还可以对旧路改造和养护大修提供重要依据和技术支持。
附图说明
图1是本发明一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法的步骤流程图；
图2是本发明一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统的结构框示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，该方法包括的步骤有：
采用FWD对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
采用探地雷达对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断，从而利用弯沉数据来对
道路病害处进行验证。
如图2所示，与上述方法对应的基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，其包括有：
FWD，用于对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
探地雷达，用于对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
数据处理装置，包括用于实现各指令的处理器，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断，从而利用弯沉数据来对道路病害处进行验证。
结合以下优选实施例来对本发明做进一步详细阐述。
一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，具体步骤包括有：
S101、将需要进行检测的车道封闭，然后采用FWD对每个车道进行弯沉检测，每20米进行一次弯沉数据采集(即在车道上，以20米为间距，每20米设置一FWD采集点)；然后，对采集到的弯沉数据进行均匀性判断，当发现数据异常时需及时查找原因；
S102、采用探地雷达对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
S103、利用反算分析软件对获取得到的弯沉数据进行反算处理后，得到反算模量结构，根据反算模量结构，对路面及路基的结构刚度等力学特性做出定量的评价，从而检测分析出路基基层的薄弱处和/或路基的沉陷部分；
S104、从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据，所述大于阈值的弯沉数据，其为用于表示情况较差的弯沉数据，也就是说，找出较差的弯沉数据；
S105、对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处及对应的病害；
S106、判断较差弯沉数据所对应的点位是否与道路病害处一致，若是，则表示找出的道路病害处得到了验证，为正确真实的道路病害处；反之，则需要进一步对不符合一致性的道路病害处及较差弯沉数据所对应的点位进行检测确认。如表1所示，FWD采集点位1、2、5所对应的弯沉数据较大，均大于10，属于表示情况较差的弯沉数据，而这些点位所对应的病害则分别为基层脱空、基层脱空、路基沉陷，可见，通过判断道路病害处所对应的点位，其所对应的弯沉数据是否属于表示情况较差的弯沉数据(即较差的弯沉数据)，若是，则表示找出的道路病害处为正确真实，也就是说，对于步骤S105，其实质为判断较差弯沉数据与道路病害处的一致性。其中，所述表1如下所示：
表1
点位 弯沉数据 雷达显示
1 11.3 基层脱空
2 13.2 基层脱空
3 9.9 状况良好
4 9.7 状况良好
5 12.9 路基沉陷
由上述可得，通过利用FWD和3D探地雷达的结合来进行道路质量检测，能够快速、准确真实地找出道路病害处及相应的位置，这样能便于工作人员能及时且准确地进行养护维修，而且能进行道路损伤程度分级，将符合一致性的道路病害处作为道路损伤最高级，而其它不符合一致性的较差弯沉数据所对应的点位、病害处则可根据实际情况来进行不同程度的分级，这样对避免道路过早被破坏、延迟大修、延长道路使用寿命更具有重大意义，同时还可以对旧路改造和养护大修提供重要依据和技术支持。
此外，对于FWD的检测点位，其可根据实际情况来条件，而对于3D探地雷达，其需要连续进行图像采集。
优选地，在对弯沉数据进行反算处理过程时，将探地雷达的厚度数据输入到FWD反算软件中，这样可提高反算精度。
优选地，通过探地雷达进行道路检测，还能对路面的厚度、介电常数进行连续性评价。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，其特征在于：该方法包括的步骤有：
采用FWD对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
采用探地雷达对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断。
2.根据权利要求1所述一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，其特征在于：该方法还包括的步骤有：
对获取得到的弯沉数据进行反算处理后得到反算模量结构，根据反算模量结构，检测出符合道路损坏标准的道路部分。
3.根据权利要求2所述一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，其特征在于：所述符合道路损坏标准的道路部分包括路基基层的薄弱处和/或路基的沉陷部分。
4.根据权利要求1-3任一项所述一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测方法，其特征在于：所述采用FWD对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据这一步骤之前还设置有FWD采集点设置步骤，所述FWD采集点设置步骤具体包括：
在车道上，以20米为间距来设置FWD采集点。
5.一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，其特征在于：该系统包括：
FWD，用于对车道进行弯沉检测，从而获取得到车道的弯沉数据；
探地雷达，用于对车道进行道路探测，从而获取得到车道的探地雷达图像；
数据处理装置，包括用于实现各指令的处理器，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：
从获取得到的弯沉数据中找出大于阈值的弯沉数据；
对获得的探地雷达图像进行分析处理，从而在探地雷达图像中找出道路病害处；
对找出的弯沉数据所对应的点位与道路病害处进行一致性判断。
6.根据权利要求5所述一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，其特征在于：所述指令适于由处理器加载并还执行以下步骤：
对获取得到的弯沉数据进行反算处理后得到反算模量结构，根据反算模量结构，检测出符合道路损坏标准的道路部分。
7.根据权利要求6所述一种基于FWD和3D探地雷达的道路质量检测系统，其特征在于：所述符合道路损坏标准的道路部分包括路基基层的薄弱处和/或路基的沉陷部分。
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