CN114236538A - 一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三维探地雷达数据评价方法技术领域，具体涉及一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，对沥青路面进行三维探地雷达无损检测，采集三维探地雷达数据和实际位置桩号；对三维探地雷达数据进行处理，得到凸显病害的三维探地雷达图像；通过三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况；根据检测路面的长宽和病害情况计算沥青路面结构内部状况评价指标；根据沥青路面结构内部状况评价指标计算结果评价检测路段的等级；通过分析三维探地雷达检测数据，能够对路面结构内部状况进行评价，能够有效解决现有三维探地雷达技术在沥青路面结构内部状况检测、分析与评价方面的问题。
Description
技术领域
本发明涉及三维探地雷达数据评价方法技术领域，尤其涉及一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法。
背景技术
三维探地雷达是一种新型的无损检测设备，其检测工作不会对路面形成破坏性的损伤，相比于二维探地雷达，三维探地雷达的发射天线和接收天线之间可以任意组合，在探测地下未知目标体时，在行进方向能够以多个角度与目标体相交，因此可以圈定目标体的形状，且可实现目标体三维图像显示，对于道路病害探测效果具有显著提升，但目前三维探地雷暂未进行过系统的道路工程应用研究，缺乏利用探地雷达检测和评价沥青路面结构内部病害的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，通过分析三维探地雷达图像，能够有效评价沥青路面结构内部状况，能够对沥青路面结构内部状况进行检测和评价。
为实现上述目的，本发明提供了一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，包括：
对沥青路面进行三维探地雷达无损检测，采集三维探地雷达数据和实际位置桩号；
对所述三维探地雷达数据进行处理，得到凸显病害的三维探地雷达图像；
通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况；
根据检测路面的长宽和所述病害情况计算沥青路面结构内部状况评价指标；
根据计算结果评价检测路段的等级。
其中，所述对所述三维探地雷达数据进行处理包括：对所述三维探地雷达数据进行静校正、增益、滤波和反褶积处理，并在滤波处理中将三维探地雷达数据进行背景去除、带通滤波和谱分析，显示病害图像，得到凸显病害的三维探地雷达图像。
其中，所述通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况包括：
分析所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图，确定沥青路面结构内部病害情况；
根据分析结果，通过三维探地雷达数据处理软件在所述三维探地雷达图像中标记沥青路面结构内部病害的类型、病害的层位、病害程度、病害面积，并通过三维探地雷达数据处理软件将标记以及桩号信息进行导出。
其中，所述确定沥青路面结构内部病害情况包括：确定裂缝病害情况、确定空隙病害情况、确定层间脱空病害情况和确定松散病害情况。
其中，所述确定裂缝病害情况包括：
从所述三维探地雷达图像的水平切片图上分析，若出现条带状信号，且该位置对应的垂直切片图同相轴发生错断，不连续，该位置波形上凸，呈现抛物线形状，则确定该位置存在裂缝病害；
通过所述三维探地雷达图像垂直切片确定裂缝病害深度及层位，利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定裂缝病害长度。
其中，所述确定空隙病害情况包括：
若所述三维探地雷达图像垂直切片中点状信号突出，波形图中对应区域波形反复异常震荡，所述三维探地雷达图像水平切片图显示为模糊，遍布颗粒状的点，则确定沥青路面结构内部出现空隙病害；
利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定空隙病害面积。
本发明的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，采用三维探地雷达进行路面结构内部数据采集，并对数据进行静校正、增益、滤波、反褶积处理，提高数据信噪比，突出路面结构内部病害图像，进而通过三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害类型及范围，包括裂缝、空隙多、层间脱空、松散4类病害，根据病害的病害情况，计算路面结构内部破损状况指数，对路面结构内部状况进行优、良、中、差四类评级。通过分析三维探地雷达检测数据，能够对路面结构内部病害的类型及病害范围进行准确判断，根据病害的病害情况，计算路面结构内部破损状况指数，对路面结构内部状况进行评价，能够有效解决现有三维探地雷达技术在沥青路面结构内部状况检测、分析与评价方面的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法的流程图。
图2是本发明的通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况的流程图。
图3是本发明的确定裂缝病害情况的流程图。
图4是本发明的确定空隙病害情况的流程图。
图5是本发明的确定层间脱空病害情况的流程图。
图6是本发明的确定松散病害情况的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1～图6，本发明提供一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，包括：
S1对沥青路面进行三维探地雷达无损检测，采集三维探地雷达数据和实际位置桩号；
根据需要选择合适的雷达天线、检测参数，布置合理的测线位置，对测距轮进行标定，在检测的同时，需要记录实际位置桩号，并对特殊位置，包括桥梁、涵洞、隧道等进行标注，使得对沥青路面进行三维探地雷达无损检测，采集得到三维探地雷达数据和实际位置桩号。
S2对所述三维探地雷达数据进行处理，得到凸显病害的三维探地雷达图像；
对所述三维探地雷达数据进行静校正、增益、滤波和反褶积处理，为提高数据的信噪比，在滤波处理中将三维探地雷达数据进行背景去除、带通滤波和谱分析，显示病害图像，去除原始信号中的噪声、杂波以及混叠波等信号，压制噪声信号，得到凸显病害的三维探地雷达图像。
S3通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况；
具体步骤为：
S31分析所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图，确定沥青路面结构内部病害情况；
所述确定沥青路面结构内部病害情况包括：确定裂缝病害情况、确定空隙病害情况、确定层间脱空病害情况和确定松散病害情况。
具体的：
确定裂缝病害情况的具体步骤为：
S311从所述三维探地雷达图像的水平切片图上分析，若出现条带状信号，且该位置对应的垂直切片图同相轴发生错断，不连续，该位置波形上凸，呈现抛物线形状，则确定该位置存在裂缝病害；
首先从所述三维探地雷达图像的水平切片图上分析，如出现明显的条带状信号，且该位置对应的垂直切片图同相轴发生错断，不连续，该位置波形上凸，呈现抛物线形状，则确定该位置存在裂缝病害。通过所述三维探地雷达图像垂直切片确定裂缝病害深度及层位。
S312通过所述三维探地雷达图像垂直切片确定裂缝病害深度及层位，利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定裂缝病害长度；
通过所述三维探地雷达图像垂直切片确定裂缝病害深度及层位，利用三维探地雷达数据处理软件自带的距离测量通过三维探地雷达水平切片确定裂缝病害长度。
确定空隙病害情况的具体步骤为：
S313若所述三维探地雷达图像垂直切片中点状信号突出，波形图中对应区域波形反复异常震荡，所述三维探地雷达图像水平切片图显示为模糊，遍布颗粒状的点，则确定沥青路面结构内部出现空隙病害；
在所述三维探地雷达图像垂直切片中点状信号突出，波形图中对应区域波形反复异常震荡，在三维探地雷达水平切片图显示为模糊不清晰，遍布颗粒状的点，则确定沥青路面结构内部出现空隙病害。
S314利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定空隙病害面积；
利用三维探地雷达数据处理软件自带的面积测量通过所述三维探地雷达图像水平切片确定空隙病害面积。
确定层间脱空病害情况的具体步骤为：
S315若所述三维探地雷达图像垂直切片形成高亮抛物线现象或同相轴现象，并在相应位置的水平切片上呈现块状异常，则确定该位置存在层间脱空病害；
在所述三维探地雷达图像垂直切片形成高亮抛物线现象或小范围的高亮同相轴现象，在相应位置的水平切片上呈现块状异常，则确定该位置存在层间脱空病害。
S316利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定层间脱空病害面积；
利用三维探地雷达数据处理软件自带的面积测量通过三维探地雷达水平切片确定层间脱空病害面积。
确定松散病害情况的具体步骤为：
S317若所述三维探地雷达图像垂直切片上出现不连续的同相轴变化现象，反射波在同相轴错乱，并相应位置的水平切片图中显示为模糊，呈现多个块状高亮区域，则沥青路面结构内部出现松散病害；
在所述三维探地雷达图像垂直切片上会出现不连续的同相轴变化现象，反射波在同相轴错乱，在相应位置的水平切片图中显示为模糊不清晰，呈现多个块状高亮区域，则沥青路面结构内部出现松散，若松散病害在垂直切片图中显示超过道路结构层厚度的1/3,则判断为结构松散，若未超过1/3，则判断为层间松散。
S318利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定松散病害面积；
利用三维探地雷达数据处理软件自带的面积测量通过所述三维探地雷达图像水平切片确定松散病变面积。
S32根据分析结果，通过三维探地雷达数据处理软件在所述三维探地雷达图像中标记沥青路面结构内部病害的类型、病害的层位、病害程度、病害面积，并通过三维探地雷达数据处理软件将标记以及桩号信息进行导出；
根据沥青路面结构内部病害情况，通过三维探地雷达数据处理软件在图像中对沥青路面结构内部病害进行标注，标记病害类型、病害病害的层位、病害病害程度、病害面积，再通过软件将标记以及桩号信息进行导出。
S4根据检测路面的长宽和所述病害情况计算沥青路面结构内部状况评价指标；
根据不同病害的情况，计算沥青路面结构内部破损率DRIS，再根据沥青路面结构内部破损率计算沥青路面结构内部状况指标PCIIS。
所述沥青路面结构内部破损率DRIS通过下列公式进行获得：
式中，DRIS为路面结构内部破损率(％)，A为路面检测的长度(m)，L为三维探地雷达检测宽度(m)，Wi为第i类路面结构内部病害的权重，Si为第i类路面结构内部病害的面积(m2)，i0包含路面结构内部损坏程度的损坏类型总数，沥青路面取4；沥青路面结构内部病害包括：裂缝、空隙多、层间脱空、松散四种类型，其中，松散分为层间松散以及结构松散，它们所占权重分别为0.1、0.1、0.6、0.8、1。
路面结构内部破损状况指数PCIIS通过下列公式获得：
式中，PCIIS为路面结构内部破损状况指数，DRIS为路面结构内部破损率，沥青路面a0取16.72，a1取0.388。
S5根据计算结果评价检测路段的等级；
根据路面结构内部破损状况指数PCIIS计算结果，评分不低于90分为优，低于90而不低于80为良，低于80而不低于70为中，低于70而不低于60为次，低于60分为差。
本发明的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，采用三维探地雷达进行路面结构内部数据采集，并对数据进行静校正、增益、滤波、反褶积处理，提高数据信噪比，突出路面结构内部病害图像，进而通过三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害类型及范围，包括裂缝、空隙多、层间脱空、松散4类病害，根据病害的病害情况，计算路面结构内部破损状况指数，对路面结构内部状况进行优、良、中、差四类评级。通过分析三维探地雷达检测数据，能够对路面结构内部病害的类型及病害范围进行准确判断，根据病害的病害情况，计算路面结构内部破损状况指数，对路面结构内部状况进行评价，能够有效解决现有三维探地雷达技术在沥青路面结构内部状况检测、分析与评价方面的问题。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，包括：
对沥青路面进行三维探地雷达无损检测，采集三维探地雷达数据和实际位置桩号；
对所述三维探地雷达数据进行处理，得到凸显病害的三维探地雷达图像；
通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况；
根据检测路面的长宽和所述病害情况计算沥青路面结构内部状况评价指标；
根据计算结果评价检测路段的等级。
2.如权利要求1所述的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，
所述对所述三维探地雷达数据进行处理包括：对所述三维探地雷达数据进行静校正、增益、滤波和反褶积处理，并在滤波处理中将三维探地雷达数据进行背景去除、带通滤波和谱分析，显示病害图像，得到凸显病害的三维探地雷达图像。
3.如权利要求1所述的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，
所述通过所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图确定沥青路面结构内部病害情况包括：
分析所述三维探地雷达图像的垂直切片图和水平切片图，确定沥青路面结构内部病害情况；
根据分析结果，通过三维探地雷达数据处理软件在所述三维探地雷达图像中标记沥青路面结构内部病害的类型、病害的层位、病害程度、病害面积，并通过三维探地雷达数据处理软件将标记以及桩号信息进行导出。
4.如权利要求3所述的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，
所述确定沥青路面结构内部病害情况包括：确定裂缝病害情况、确定空隙病害情况、确定层间脱空病害情况和确定松散病害情况。
5.如权利要求4所述的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，
所述确定裂缝病害情况包括：
从所述三维探地雷达图像的水平切片图上分析，若出现条带状信号，且该位置对应的垂直切片图同相轴发生错断，不连续，该位置波形上凸，呈现抛物线形状，则确定该位置存在裂缝病害；
通过所述三维探地雷达图像垂直切片确定裂缝病害深度及层位，利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定裂缝病害长度。
6.如权利要求5所述的一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法，其特征在于，
所述确定空隙病害情况包括：
若所述三维探地雷达图像垂直切片中点状信号突出，波形图中对应区域波形反复异常震荡，所述三维探地雷达图像水平切片图显示为模糊，遍布颗粒状的点，则确定沥青路面结构内部出现空隙病害；
利用三维探地雷达数据处理软件测量所述三维探地雷达图像水平切片确定空隙病害面积。
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| CN202111570848.4A CN114236538A (zh) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 一种三维探地雷达评价沥青路面结构内部状况的方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117079145A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种道路状况综合评价方法、电子设备及存储介质 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117079145A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种道路状况综合评价方法、电子设备及存储介质 |
| CN117079145B (zh) * | 2023-10-17 | 2024-03-26 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种道路状况综合评价方法、电子设备及存储介质 |
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