CN115825411A - 一种裂缝尺寸的评价方法 - Google Patents
一种裂缝尺寸的评价方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115825411A CN115825411A CN202211501883.5A CN202211501883A CN115825411A CN 115825411 A CN115825411 A CN 115825411A CN 202211501883 A CN202211501883 A CN 202211501883A CN 115825411 A CN115825411 A CN 115825411A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface crack
- deflection
- crack
- width
- road section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 64
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims abstract description 22
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 33
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
Landscapes
- Road Repair (AREA)
Abstract
本发明涉及一种裂缝尺寸的评价方法,包括:基于第一检测设备获取存在裂缝的待测路段的弯沉值,并根据弯沉值的预设波动范围确定弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与弯沉影响范围的关系确定待测路段的第一表面裂缝深度;根据第一表面裂缝深度和弯沉值确定的待测路段结构层的回弹模量,并基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与回弹模量的关系确定待测路段的第一表面裂缝宽度;基于第一检测设备获取待测路段的弯沉盆指标,基于预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的关系确定第二表面裂缝宽度;根据第一表面裂缝宽度与第二表面裂缝宽度的差异性对表面裂缝进行评价。本发明可全面掌握裂缝病害的发展情况以及路面现存结构性能的情况。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域,尤其涉及一种裂缝尺寸评价的方法。
背景技术
现阶段我国高等级公路路面多以沥青混合料为原材料铺筑,由于存在材料空隙,并伴随着交通量和重载汽车量的不断增加,沥青路面极易产生裂缝病害。因此,在公路养护建设成为研究热点的背景下,如何准确获取公路信息,从而间接掌握公路的质量、生命周期状况就显得尤为重要。
传统的道路检测方法是钻芯取样,但其存在检测结果随机性、钻孔深度有限与破坏路面结构的缺陷。在此背景下,探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)和落锤式弯沉仪(Falling Weight Deflectometer,简称FWD)常常被作为无损检测技术的代表,其凭借效率高、无损化的技术特点,成为了道路检测领域未来的发展趋势。
当前,一些研究人员基于GPR(Ground Penetrating Radar)正演技术对典型病害的解译研究,实现了GPR(Ground Penetrating Radar)技术对于表面裂缝病害的精确解译,建立起了病害类型尺寸与电磁波电压信号之间的关联。基于GPR(Ground PenetratingRadar)技术进行病害特征的精确分析仅仅是从电磁波电压信号角度对沥青路面结构完整性的判断。
然而在实际工程实践中,一些病害区域的实际路面承载力能够满足行车荷载的要求,对路面通行能力的影响较小,这种情况与基于GPR(Ground Penetrating Radar)技术得出的病害解译结果矛盾。
发明内容
有鉴于此,有必要提供裂缝尺寸评价的方法,用以实现内外兼顾的对沥青路面裂缝病害的评价,从而全面掌握裂缝病害在沥青路面中的发展情况以及路面现存结构性能情况,也为路面养护管理工作者提供借鉴依据。
为了实现上述目的,本发明提供一种裂缝尺寸的评价方法,包括:
基于第一检测设备获取存在裂缝的待测路段的弯沉值,并根据所述弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝深度;
基于所述待测路段的弯沉值确定所述待测路段结构层的回弹模量,根据所述第一表面裂缝深度以及所述回弹模量,并基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝宽度;
基于第一检测设备获取所述待测路段的弯沉盆指标,基于预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度;
根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价。
在一些可能的实现方式中,所述弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,包括:
基于第一检测设备获得所述存在裂缝待测路段距离裂缝中心不同距离的弯沉值;
计算所述距离裂缝中心不同距离的弯沉值的平均弯沉值确定第一弯沉影响范围。
在一些可能的实现方式中,所述基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系,包括:
基于所述第一检测设备获取待测路段的多组弯沉影响范围,基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝深度数据;
将所述多组表面裂缝深度数据和所述多组弯沉影响范围进行拟合,确定表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系。
在一些可能的实现方式中,所述表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系表达式为:
y=2.4288x-282.81
式中,x表示表面裂缝深度,y表示弯沉影响范围。
在一些可能的实现方式中,所述基于所述待测路段的弯沉值确定所述待测路段结构层的回弹模量,包括:
采用SIDMID软件并根据第二检测设备检测获取的弯沉值反算出待检路段裂缝病害处路面结构层的回弹模量,计算公式如下:
式中:Ex为路面结构层整体模量,单位为MPa;h1为面层厚度,单位为cm;h2为基层组合层厚度,单位为cm;E1为面层反算模量,单位为MPa;E2为基层组合层反算模量,单位为MPa。
在一些可能的实现方式中,确定所述基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系,包括:
将基于第一检测设备获取待测路段表面裂缝的多组回弹模量和基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝的深度和多组表面裂缝的宽度进行拟合,以表面裂缝宽度和表面裂缝的深度为自变量,所述回弹模量为因变量,建立表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系。
在一些可能的实现方式中,所述表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系如下:
z=-2.70x-1546.28y+17186.58
式中:x表示表面裂缝的宽度,y表示表面裂缝的深度,z表示回弹模量。
在一些可能的实现方式中,所述建立所述待测路段表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度,包括:
将所述第一检测设备针对沥青路面结构性能的弯沉盆指标中最具代表性的弯沉盆指标与基于第二检测设备获得的表面裂缝宽度建立回归关系;
计算待测路段最具代表性的弯沉盆指标的具体数值,从而确定所述第二表面裂缝宽度。
在一些可能的实现方式中,根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价,包括:
计算所述第一表面裂缝宽度和所述第二表面裂缝宽度之间的误差值,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价。
在一些可能的实现方式中,所述第一检测设备为落锤式弯沉仪,所述第二检测设备为探地雷达。
采用上述实施例的有益效果是:本发明提供了一种裂缝尺寸的评价方法,首先通过第一检测设备获取存在裂缝待测路段的弯沉值,根据弯沉值确定弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的关系确定待测路段的第一表面裂缝深度,进一步根据弯沉值得到待测路段结构层的回弹模量,然后根据预先拟合的表面裂缝与回弹模量之间的拟合关系确定第一表面裂缝宽度,最后根据第一检测设备获取待测路段的弯沉盆指标,根据预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度,最终根据第一表面裂缝宽度与第二表面裂缝宽度的差异性评价待测路段的表面裂缝的宽度。本发明可在现有规范仅考虑路面使用性能的基础上综合路面结构性能以进行沥青路面裂缝病害评价,为裂缝快速检测提供多维的数据结果,提升路面裂缝病害检测的高效性和全面性。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种裂缝尺寸的评价方法的流程图;
图2为本发明实施例1距离表面裂缝中心不同距离弯沉值图;
图3为本发明实施例1不同宽度的表面裂缝对应反射电压波形关系图;
图4本发明实施例1中SIDMID软件中各结构层力学参数的取值界面;
图5本发明实施例1中D7弯沉评价指标与表面裂缝宽度的回归分析图;
图6本发明实施例1中DR5弯沉评价指标与表面裂缝宽度的回归分析图;
图7本发明实施例1中DR7弯沉评价指标与表面裂缝宽度的回归分析图;
图8本发明实施例1中A弯沉评价指标与表面裂缝宽度的回归分析图;
图9本发明实施例2中京港澳高速湖北段获取的GPR图像;
图10发明实施例2中K1072+640异常区域的介电常数数据。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
实施例1:
图1为本发明提供的一种裂缝尺寸的评价方法的一个实施例的流程图,如图1所示,一种裂缝尺寸的评价方法,包括:
S101、基于第一检测设备获取存在裂缝的待测路段的弯沉值,并根据所述弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝深度;
S102、基于所述待测路段的弯沉值确定所述待测路段结构层的回弹模量,根据所述第一表面裂缝深度以及所述回弹模量,并基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝宽度;
S103、基于第一检测设备获取所述待测路段的弯沉盆指标,基于预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度;
S104、根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价;
与现有技术相比,本实施例提供的一种裂缝尺寸的评价方法,首先通过第一检测设备获取存在裂缝待测路段的弯沉值,根据弯沉值确定弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的关系确定待测路段的第一表面裂缝深度,进一步根据弯沉值得到待测路段结构层的回弹模量,然后根据预先拟合的表面裂缝与回弹模量之间的拟合关系确定第一表面裂缝宽度,最后根据第一检测设备获取待测路段的弯沉盆指标,根据预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度,最终根据第一表面裂缝宽度与第二表面裂缝宽度的差异性评价待测路段的表面裂缝的宽度。本发明可在现有规范仅考虑路面使用性能的基础上综合路面结构性能以进行沥青路面裂缝病害评价,为裂缝快速检测提供多维的数据结果,提升路面裂缝病害检测的高效性和全面性。
需要说明的是:本发明实施例提出的一种裂缝尺寸的评价方法可应用但不限定于评价表面裂缝的尺寸,还可以用来评价隐藏裂缝的尺寸。
需要说明的是:在步骤S101中,第一检测设备采用FWD(Falling WeightDeflectometer),表1为FWD(Falling Weight Deflectometer)的技术参数。
表1
在本发明的一些实施例中,所述弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,包括:
基于第一检测设备获得所述存在裂缝待测路段距离裂缝中心不同距离的弯沉值;
计算所述距离裂缝中心不同距离的弯沉值的平均弯沉值确定第一弯沉影响范围。
在本发明的具体实施例中,在步骤是S101中首先利用WB1-21型路用GPR(GroundPenetrating Radar)检测设备对待检测路段进行全线检测,通过解译现场图像,标记裂缝所在的位置桩号。表2探地雷达设备技术参数。
表2
型号:WB1-21型探地雷达 | 主天线频率:2GHz |
一般探测深度:30.48cm | 最大探测深度:60.96cm |
车速:60~80km/h | 信号接收间距:50cm |
厚度检测精度:<1cm | 测量宽度:约1/2车道宽度 |
然后再利用FWD(Falling Weight Deflectometer)对存在裂缝待检路段裂缝病害位置中心与两侧距离病害位置50cm、100cm、200cm处进行加密检测,由此得到标记的待检路段裂缝病害处及其附近区域的弯沉值,通过弯沉值波动至正常路面平均弯沉值确定弯沉影响范围,图2为本发明实施例1距离表面裂缝中心不同距离弯沉值图,以深度为132mm的表面裂缝为例,其对弯沉的影响范围为距离裂缝中心±40cm。
在本发明的一些实施例中,所述基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关,包括:
基于所述第一检测设备获取待测路段的多组弯沉影响范围,基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝深度数据;
将所述多组表面裂缝深度数据和所述多组弯沉影响范围进行拟合,确定表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系。
在本发明的具体实施例中:第二检测设备是GPR(Ground Penetrating Radar)检测设备,依照电磁波发射及到达路表的时间差来判定表面裂缝的深度,基于此原理,获得表面裂缝深度的计算公式见式1,由此可以计算出检测路段表面裂缝的深度数据:
式中:d为裂缝深度,单位为mm;Δt为电磁波在裂缝中的传播时间,单位为ns;v为电磁波在空气中的传播速度,单位为m/s。即获得多组表面裂缝深度数据。
在本发明的一些实施例中,所述表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系表达式为:
y=2.4288x-282.81
式中,x表示表面裂缝深度,y表示弯沉影响范围。
在本发明的一些实施例中,所述基于所述待测路段的弯沉值确定所述待测路段结构层的回弹模量,包括:
采用SIDMID软件并根据第二检测设备检测获取的弯沉值反算出待检路段裂缝病害处路面结构层的回弹模量,计算公式如下:
式中:Ex为路面结构层整体模量,单位为MPa;h1为面层厚度,单位为cm;h2为基层组合层厚度,单位为cm;E1为面层反算模量,单位为MPa;E2为基层组合层反算模量,单位为MPa。
在本发明的具体实施例中,如图3为本发明实施例1中SIDMID软件中各结构层力学参数的取值界面,采用SIDMID软件,并通过FWD(Falling Weight Deflectometer)检测获取的弯沉值反算出裂缝病害处路面结构层的回弹模量,从而评估裂缝病害对路面结构承载力的影响。模量反算的主要步骤:准备原始数据w25文件、设置材料参数、计算路面结构层整体模量。设置材料参数时,根据所测路段情况,采用三层路面结构,将基层与底基层组合,传感器布设位置与实际检测中一致,各结构层力学参数取值见图3。
在本发明的一些实施例中,确定所述基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系,包括:
将基于第一检测设备获取待测路段表面裂缝的多组回弹模量和基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝的深度和多组表面裂缝的宽度进行拟合,以表面裂缝宽度和表面裂缝的深度为自变量,所述回弹模量为因变量,建立表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系。
在本发明的具体实施例中,第二检测设备采用的是GPR(Ground PenetratingRadar),GPR(Ground Penetrating Radar)获取待测路段表面裂缝的深度如上文公式(1),GPR(Ground Penetrating Radar)获取待测路段表面裂缝的宽度:利用GPR(GroundPenetrating Radar)正演技术,建立表面裂缝的病害体二维模型,对于表面裂缝,设置裂缝形状为长方形,四边形表面裂缝深度为16.40cm(即表面裂缝贯穿面层),其宽度分别为2mm、6mm、10mm、15mm、30mm、100mm、200mm,对不同尺寸的表面裂缝病害体模型进行正演模拟计算,获取不同尺寸的裂缝病害体位置的电磁波电压数据及对应的反射电压波形图,图2为不同表面裂缝宽度对应反射电压波形关系图;由图2可知,随着表面裂缝宽度的增加,反射波的电压峰值越来越大。为了进一步量化电压峰值与表面裂缝宽度的关系,将不同表面裂缝宽度与电压峰值一一对应,得到表面裂缝宽度与电压峰值之间的关系,关系式见式2。
y = -0.0311x2+ 10.647x + 2918.9 式(2)
在本发明的一些实施例中,所述表面裂缝与所述回弹模量之间的拟合关系如下:
z=-2.70x-1546.28y+17186.58
式中:x表示表面裂缝的宽度,y表示表面裂缝的深度,z表示回弹模量。
在本发明的一些实施例中,所述建立所述待测路段表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度,包括:
将所述第一检测设备针对沥青路面结构性能的弯沉盆指标中最具代表性的弯沉盆指标与基于第二检测设备获得的表面裂缝宽度建立回归关系;
计算待测路段最具代表性的弯沉盆指标的具体数值,从而确定所述第二表面裂缝宽度。
在本发明的具体实施例中,利用FWD(Falling Weight Deflectometer)的工作原理,采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,获得不同表面裂缝病害尺寸下的弯沉盆,选用现有FWD(Falling Weight Deflectometer)针对沥青路面结构性能的弯沉盆指标,并选取其中最具有代表性的指标进行回归分析,最终获得沥青路面裂缝病害宽度回归模型,从而对FWD(Falling Weight Deflectometer)检测出的沥青路面裂缝病害与弯沉响应之间的关联进行分析,建立不同弯沉盆评价指标与裂缝宽度的回归曲线。以下是各类弯沉指标的定义:
1)直接弯沉值Di
直接弯沉指标是指弯沉仪直接测量的弯沉值,符号为Di。该指标用于计算弯沉落锤中心处的弯沉值。
2)弯沉差比指标
弯沉差是指中心弯沉值与其他任意点弯沉值的差值,弯沉比是指其他任意点与中心弯沉值比值。弯沉差、弯沉比指标的计算公式如式4、式11所示。
DDi=D1-Di 式(4)
式中:DDi为弯沉差,单位为μm,i=2,…,7;DRi为弯沉比,i=2,…,7;D1为中心弯沉值,单位为μm;Di为任意点弯沉值,单位为μm。
3)率类指标
率类指标包含斜率、曲率指标以及形状指标。这类指标主要反映了弯沉盆曲线的倾斜程度、圆润程度以及凹凸性质。率类指标的计算公式如式6至式8所示。
CIi=Di-Di+1 式(7)
式6中:Fi为形状指标,i=2,…,6;CIi为曲率指标,单位μm;式7中:i=1,…,6;式8中:Si为斜率指标,i=1,…,5;Ri为第i个传感器测点距落锤中心传感器测点的水平距离,单位cm,i=1,…,5。
4)面积指标是指弯沉盆曲线和地面所围成的图形的面积。其计算公式如式15所示。
式9中:A为形状指标,单位μm。
以上的i为传感器编号,传感器位置与FWD(Falling Weight Deflectometer)加密监测时的位置相同。基于对病害处的弯沉特征分析,通过计算整体路段的弯沉盆参数,选取对路面力学响应影响较大的指标作为评价弯沉响应与病害特征之间关联的指标,因此选择D7、DR5、DR7、A作为评价指标。
上述弯沉评价指标进行关于表面裂缝宽度的回归分析后的具体结果见图5、图6、图7、图8。由图5到图8可知,针对表面裂缝的宽度可通过如上四组方程进行表面裂缝宽度的反算。计算D7、DR5、DR7、A的具体数值代入图5到图8中的关系中计算,分别得出对应的表面裂缝宽度,然后将计算得出的表面裂缝宽度值取平均值即得到第二表面裂缝宽度。
在本发明的一些实施例中,根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价,包括:
计算所述第一表面裂缝宽度和所述第二表面裂缝宽度之间的误差值,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价。
在本发明的一些实施例中,所述第一检测设备为落锤式弯沉仪,所述第二检测设备为探地雷达。
实施例2:
本实施例基于实施例1具体运用于实际中,一种基于联合检测的裂缝尺寸评价方法,包括以下步骤:
(1)选取待检测路段
研究路段位于京港澳高速湖北段,该路段京港澳段(G4)和沪渝段(G50)两部分组成。
(2)GPR(Ground Penetrating Radar)扫描检测
采用WB1-21型路用GPR(Ground Penetrating Radar)检测设备对待检测路段进行GPR(Ground Penetrating Radar)全线检测,分析结果主要包括GPR(Ground PenetratingRadar)图像特征分析和GPR(Ground Penetrating Radar)电压数据分析。
1)GPR图像特征分析
图9为本发明实施例2中京港澳高速湖北段获取的GPR图像。
从图像中可以看出,图9现出的图像特征为连续多条垂直的异形波,且多数异性波已发展至面层结构,结合第GPR技术的典型病害雷达图谱,可以确定该异常区域为裂缝病害。
2)GPR数据分析
从图9中提取异常区域的介电常数数据,将其于正常区域的介电常数数据进行对比分析。从GPR(Ground Penetrating Radar)数据处理软件中提取对应位置的电压数据,具体数据见图10,图10为本发明实施例2中K1072+640异常区域的介电常数数据。
图10中第一列和第二列数据代表测点距起点的距离,第三列至第七列为各层介电常数的平均值。由图中介电常数数据分析,结合沥青路面材料是由空气、沥青、集料及水组合的复合材料,在含水率较大的区域,介电常数值很可能高达20-40,空隙率较大的区域会低至2-3,正常道路材料的介电常数值处于5-20之间。据此,附图10中介电常数值在间隔区域存在显著降低的特征,具体数值在2-3之间,说明此区域存在较大的空隙,符合裂缝病害的特征。
(3)FWD(Falling Weight Deflectometer)落锤弯沉盆检测
1)FWD(Falling Weight Deflectometer)原始数据
根据GPR(Ground Penetrating Radar)标记的待测路段裂缝病害位置的桩号,在对应处进行FWD(Falling Weight Deflectometer)加密打点测量,分析裂缝病害位置处的弯沉特征,计算待测路段裂缝病害处的回弹模量,进行表面裂缝尺寸回弹模量互相计算。选取与上述探地雷达确定的裂缝位置相同的桩号进行弯沉数据采集,结果表明在裂缝处,其弯沉值明显高于正常路面弯沉值,这说明随着裂缝病害的发生,路面结构层抵抗变形的能力减弱。结合技术方案中对弯沉影响范围的解析,计算出K1072+640处弯沉影响范围为140cm,将弯沉影响范围为140cm代入表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系中,反算出表面裂缝深度为174mm,再计算出K1072+640处反算回弹模量为1282.39MPa,然后根据回弹模量与表面裂缝宽度和表面裂缝深度的拟合关系,反算出表面裂缝宽度为10mm。
2)FWD(Falling Weight Deflectometer)弯沉盆指标分析
根据实施例1中技术方案中的结论,选取D7、DR5、DR7及A指标,进行表面裂缝宽度与弯沉盆指标的互相计算。根据在K1072+640处的弯沉数据结果,计算D7、DR5及A弯沉盆参数的具体数值并带入图5、图6和图8中的反算关系式中计算,计算出该处的表面裂缝宽度分别为7.8mm、11.3mm及9.6mm,根据平均值法计算表面裂缝宽度为9.6mm。
3)GPR(Ground Penetrating Radar)与FWD(Falling Weight Deflectometer)联合检测验证
将1)中通过FWD(Falling Weight Deflectometer)原始数据反算出来的表面裂缝宽度10mm和2)中FWD(Falling Weight Deflectometer)弯沉盆指标分析中根据平均值法计算出表面裂缝宽度为9.6mm进行分析,两者误差为4%,通过两种无损检测技术的联合检测,可以提高计算裂缝病害尺寸的可靠性和准确性,具有实际的工程价值。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,包括:
基于第一检测设备获取存在裂缝的待测路段的弯沉值,并根据所述弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,并基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝深度;
基于所述待测路段的弯沉值确定所述待测路段结构层的回弹模量,根据所述第一表面裂缝深度以及所述回弹模量,并基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系确定所述待测路段的第一表面裂缝宽度;
基于第一检测设备获取所述待测路段的弯沉盆指标,基于预设的表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度;
根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,所述根据弯沉值的预设波动范围确定第一弯沉影响范围,包括:
基于第一检测设备获得所述存在裂缝待测路段距离裂缝中心不同距离的弯沉值;
计算所述距离裂缝中心不同距离的弯沉值的平均弯沉值确定第一弯沉影响范围。
3.根据权利要求2所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,所述基于预先拟合的表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系,包括:
基于所述第一检测设备获取待测路段的多组弯沉影响范围,基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝深度数据;
将所述多组表面裂缝深度数据和所述多组弯沉影响范围进行拟合,确定表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系。
4.根据权利要求3所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,所述表面裂缝深度与所述弯沉影响范围的拟合关系表达式为:
y=2.4288x-282.81
式中,x表示表面裂缝深度,y表示弯沉影响范围。
6.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,确定所述基于预先拟合的表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系,包括:
将基于第一检测设备获取待测路段表面裂缝的多组回弹模量和基于第二检测设备获取待测路段的多组表面裂缝的深度和多组表面裂缝的宽度进行拟合,以表面裂缝宽度和表面裂缝的深度为自变量,所述回弹模量为因变量,建立表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系。
7.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,所述表面裂缝宽度和表面裂缝深度与所述回弹模量的拟合关系如下:
z=-2.70x-1546.28y+17186.58
式中:x表示表面裂缝的宽度,y表示表面裂缝的深度,z表示回弹模量。
8.根据权利要求1所述的一种基于联合检测的裂缝尺寸评价方法,其特征在于,所述建立所述待测路段表面裂缝宽度与弯沉盆指标的回归关系确定第二表面裂缝宽度,包括:
将所述第一检测设备针对沥青路面结构性能的弯沉盆指标中最具代表性的弯沉盆指标与基于第二检测设备获得的表面裂缝宽度建立回归关系;
计算待测路段最具代表性的弯沉盆指标的具体数值,从而确定所述第二表面裂缝宽度。
9.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,根据所述第一表面裂缝宽度与所述第二表面裂缝宽度的差异性,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价,包括:
计算所述第一表面裂缝宽度和所述第二表面裂缝宽度之间的误差值,对所述待测路段的表面裂缝的宽度进行评价。
10.根据权利要求1所述的一种裂缝尺寸的评价方法,其特征在于,所述第一检测设备为落锤式弯沉仪,所述第二检测设备为探地雷达。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211501883.5A CN115825411B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种裂缝尺寸的评价方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211501883.5A CN115825411B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种裂缝尺寸的评价方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115825411A true CN115825411A (zh) | 2023-03-21 |
CN115825411B CN115825411B (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=85532163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211501883.5A Active CN115825411B (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种裂缝尺寸的评价方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115825411B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117268915A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-22 | 同济大学 | 基于接缝宽度监测的刚性道面接缝性能评价方法 |
CN118520570A (zh) * | 2024-07-19 | 2024-08-20 | 武汉理工大学 | 弯沉盆参数确定方法、装置、道路检测设备、介质及产品 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108414371A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-17 | 昆山市建设工程质量检测中心 | 一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法 |
JP2018193667A (ja) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 西日本高速道路株式会社 | アスファルト舗装路の補修方法 |
CN110512501A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 武汉理工大学 | 一种基于探地雷达和fwd联合检测的裂缝病害评价方法 |
CN111041949A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-21 | 同济大学 | 一种基于表面波频散曲线的沥青路面裂缝深度检测方法 |
-
2022
- 2022-11-28 CN CN202211501883.5A patent/CN115825411B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018193667A (ja) * | 2017-05-12 | 2018-12-06 | 西日本高速道路株式会社 | アスファルト舗装路の補修方法 |
CN108414371A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-17 | 昆山市建设工程质量检测中心 | 一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法 |
CN110512501A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 武汉理工大学 | 一种基于探地雷达和fwd联合检测的裂缝病害评价方法 |
CN111041949A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-21 | 同济大学 | 一种基于表面波频散曲线的沥青路面裂缝深度检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
许苑: "沥青疲劳性能、自愈合性能的影响因素及相关性研究", 《中国优秀硕士电子期刊》, 16 June 2019 (2019-06-16) * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117268915A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-22 | 同济大学 | 基于接缝宽度监测的刚性道面接缝性能评价方法 |
CN117268915B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-05-03 | 同济大学 | 基于接缝宽度监测的刚性道面接缝性能评价方法 |
CN118520570A (zh) * | 2024-07-19 | 2024-08-20 | 武汉理工大学 | 弯沉盆参数确定方法、装置、道路检测设备、介质及产品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115825411B (zh) | 2024-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Krysiński et al. | GPR abilities in investigation of the pavement transversal cracks | |
CN115825411A (zh) | 一种裂缝尺寸的评价方法 | |
Ji et al. | Application of asphalt mixture shear strength to evaluate pavement rutting with accelerated loading facility (ALF) | |
Leng et al. | Field application of ground-penetrating radar for measurement of asphalt mixture density: case study of Illinois route 72 overlay | |
CN103675920B (zh) | 道路基层隐含裂缝深度和水平位置的无损检测方法 | |
Benedetto et al. | Elliptic model for prediction of deflections induced by a Light Falling Weight Deflectometer | |
CN108414371B (zh) | 一种沥青路面裂缝状况的无损检测方法 | |
CN106638243A (zh) | 水泥混凝土路面板底脱空识别机器人及其连续识别方法 | |
Appea | Validation of FWD testing results at the Virginia Smart Road: Theoretically and by instrument responses | |
Joshaghani et al. | Concrete pavements curing evaluation with non-destructive tests | |
Solanki et al. | A review on structural evaluation of flexible pavements using falling weight deflectometer | |
CN115597530A (zh) | 一种公路介质参数反演方法 | |
CN111965711B (zh) | 一种gpr图像正演技术路面反射裂缝深度发展模拟方法 | |
CN105975676A (zh) | 高速铁路线下结构病害位置分布检测方法及装置 | |
CN105628518A (zh) | 道路无机稳定粒料类基层压实均匀性检测与评价方法 | |
Huang et al. | Research on void signal recognition algorithm of 3D ground-penetrating radar based on the digital image | |
Shi et al. | Failure identification and location in asphalt materials using coplanar capacitance technology | |
Zhao et al. | Improving the accuracy of pavement structural quality assessment by correcting numerical hypothetical model of modulus Back-Calculation through GPR | |
Hu et al. | Modulus attenuation of semi-rigid asphalt pavement layer in accelerated pavement testing with MLS66 | |
CN206418379U (zh) | 一种水泥混凝土路面板底脱空识别机器人 | |
Wang et al. | Sensing solutions for assessing and monitoring roads | |
Titi et al. | Influence of aggregate base layer variability on pavement performance | |
Yin | Comparison between laboratory investigation and non-destructive testing methods for mechanistic characterization of asphalt pavements. | |
Narnoli et al. | Feasibility of lightweight deflectometer measured surface deflection on flexible pavement for quality assessment | |
Li et al. | Characterization of 3D-Radar images of pavement devoid damage based on FDTD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |