瀝青路面裂縫檢測

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目錄

CONTENTS序言國內(nèi)外路面檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀瀝青路面裂縫分類瀝青路面裂縫檢測方法與評價指標(biāo)展望1.序言高速公路的發(fā)展帶給人們方便的同時,也給人們提出了一個新的難題:公路養(yǎng)護(hù)與管理。日常生活中的很多原因都會給公路帶來破損,破損形式多樣,如裂縫、坑槽等,這些病害給人們交通安全帶來了隱患。因此,及時并且有效的路面破損檢測成為公路養(yǎng)護(hù)的重中之重,其中,路面裂縫檢測就是一個關(guān)鍵的部分。2.國內(nèi)外瀝青路面裂縫檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀近年來,一些新的理論逐漸被應(yīng)用于瀝青路面裂縫檢測中,如小波理論、形態(tài)學(xué)理論、分形理論、多尺度分析等。1.2009年,法國南特大學(xué)的Peggysubirats等人提出用小波變換的方法,先對二維圖像進(jìn)行小波分解,對分解后各個方向的系數(shù)做相關(guān)變換,再用經(jīng)過變換后的系數(shù)重構(gòu)圖像,最后做二值化處理以判斷該圖像是否為裂縫圖像2.Xu,B.G(2010)獲得了實時路面圖像采集設(shè)備、系統(tǒng)和方法的美國專利。3.Wang,K.C.P等在普通車輛上建立起四相機(jī)系統(tǒng)，并采用激光路面成像系統(tǒng)對檢測車進(jìn)行了改進(jìn)，提出了三維路表重建算法，裂縫檢測精度為2mm。1.2003年,南京理工大學(xué)的高建貞、任明武、唐振民等提出首先對路面裂縫圖像進(jìn)行灰度不均校正處理,然后進(jìn)行圖像增強(qiáng)、分割的自動檢測方法。2.2004年,吉林大學(xué)的施樹明、初秀民等在對裂縫圖像分塊的基礎(chǔ)上,用子塊灰度方差描述子塊圖像特征,然后采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器對其進(jìn)行識別,以確定破損嚴(yán)重的裂縫子塊,再對該子塊進(jìn)行去噪、二值化處理。3.長安大學(xué)信息工程學(xué)院的韋娜、趙祥模等提出了基于形態(tài)學(xué)和局部閡值分割的瀝青路面裂縫檢測算法;丁愛玲等提出了基于支撐矢量機(jī)的路面裂縫識別方法,并建立了相應(yīng)的支撐矢量機(jī)分類器算法。2.國內(nèi)外瀝青路面裂縫檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級縱向裂縫橫向裂縫網(wǎng)狀裂縫塊狀裂縫裂縫類型（形狀）縱向裂縫：與道路中線大致平行的長直裂縫，有時伴有少量支縫。這類裂縫通常由路基、基層沉降，或施工接縫質(zhì)量或結(jié)構(gòu)承載力不足而引起。路基、基層沉降引起的縱縫，通常斷斷續(xù)續(xù)，綿延很長；施工搭接引起的縱縫，其形態(tài)特征是長且直；而結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在路面邊緣，由于路基濕軟造成承載力不足，從而導(dǎo)致縱縫。圖3.1縱向裂縫瀝青路裂縫簡介3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級橫向裂縫：與道路中線近于垂直的裂縫，有時伴有少量支縫。橫向裂縫多由路基、基層裂縫的反射或由路面低溫收縮造成；最初多出現(xiàn)于路面兩側(cè)，逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫。圖3.2橫向裂縫3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級網(wǎng)狀裂縫：相互交錯的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm×50cm。網(wǎng)狀裂縫（龜裂）是行車荷載的重復(fù)作用而引起的疲勞裂縫，其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫，隨著荷載重復(fù)作用次數(shù)的增加，平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫，形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫型式。圖3.3龜裂3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級塊狀裂縫：塊裂表現(xiàn)為縱向和橫向裂縫的交錯而使路面分裂成近似成直角的多邊形大塊，塊裂的網(wǎng)格在形狀和尺寸上都有別于龜裂。路面裂縫呈不規(guī)則形狀，塊的最長邊長小于100cm。不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。圖3.4塊狀裂縫3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級破損等級劃分3.瀝青路面裂縫的分類及破損等級4.瀝青路面裂縫檢測方法與評價指標(biāo)人工檢測指在封閉或不封閉交通的情況下，按照規(guī)定的損壞分類和識別方法，采用目測和簡單工具丈量的方式，人工記錄各種路面損壞的類型、嚴(yán)重程度和數(shù)量（長度或面積）。人工檢測存在的不足人工檢測雖能得到一些路面破損信息，但存在以下幾方面主要問題：

(1)精確度低：人工觀測受主觀因素影響較大，觀測數(shù)據(jù)

不精確。

(2)成本較高：采用人工觀測要支付很高的勞務(wù)費(fèi)，并限

制交通量，降低了車輛通行量，減少了收費(fèi)額。

(3)效率較低：人工觀測速度慢，耗時長。

(4)存在安全隱患：觀測人員在公路上行走時要避讓車輛，

存在一定的安全隱患4.瀝青路面裂縫檢測方法與評價指標(biāo)4.瀝青路面裂縫檢測方法與評價指標(biāo)鉆芯挖驗

國外路面檢測系統(tǒng)與方法加拿大路德威(Roadware)公司生產(chǎn)的ARAN系統(tǒng)

ARAN系統(tǒng)是由一輛經(jīng)過改裝后的汽車底盤和各種數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)構(gòu)成的套模塊化的數(shù)據(jù)采集平臺，能在高達(dá)80km/h的速度下同時采集路面損壞、平整度和路面前方圖像等數(shù)據(jù)。成像子系統(tǒng)能根據(jù)車速自動選取圖像幀中的適當(dāng)部分，而舍棄發(fā)生重疊的部分。此外，由于系統(tǒng)還使用了閃光燈，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)全天候的檢測工作。與ARAN系統(tǒng)配套的路面裂縫自動評價系統(tǒng)WiseCrax集成了先進(jìn)的圖像處理技術(shù)和有效的硬件加速技術(shù)，自動分析1mm精度以上的裂縫成為可能，正確識別率可達(dá)85%~90%。用戶還可根據(jù)各項不同的數(shù)值界定范圍的標(biāo)準(zhǔn)，在分析時定義自己的界限。國外路面檢測系統(tǒng)與方法(1)系統(tǒng)采集到的路面損壞圖像數(shù)據(jù)為模擬量，存儲在錄像帶中，只有將其數(shù)字化之后才能被計算機(jī)處理，極大地影響了圖像數(shù)據(jù)處理的效率。(2)路面損壞圖像的光照系統(tǒng)由功率較大的多盞碘燈或氫激光燈組成，在檢測過程中能耗高且極易損壞。(3)同步檢測技術(shù)還不成熟，攝像機(jī)采集的路面損壞圖像會出現(xiàn)重疊或缺失的現(xiàn)象。ARAN系統(tǒng)的不足國外路面檢測系統(tǒng)與方法澳洲道路運(yùn)輸研究所(ARRB)研制開發(fā)的Hawkeye2000快速檢測系統(tǒng)，Hawkeye2000系統(tǒng)由圖像系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)嗝嫦到y(tǒng)、GPS與DGPS系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。該系統(tǒng)可以在110km/h的車速下同時采集路面破損、平整度、車轍、路面橫縱坡等數(shù)據(jù)，同時對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實時壓縮并由工業(yè)圖像采集卡把路面圖像及時存儲到計算機(jī)硬盤。該系統(tǒng)路面破損圖像分辨率為2.5mm，檢測寬度為3.2m,GPS系統(tǒng)具有1m范圍內(nèi)的定位精度。Hawkeye2000快速檢測系統(tǒng)國外路面檢測系統(tǒng)與方法Hawkeye2000快速檢測系統(tǒng)的不足(1)依然采用多數(shù)量的常規(guī)光源照明，未改進(jìn)路面照明系統(tǒng)。(2)線掃描技術(shù)尚不成熟，采集到的路面破損圖像質(zhì)量不高。國外路面檢測系統(tǒng)與方法國內(nèi)路面檢測系統(tǒng)與方法JG-1型激光三維智能檢測車JG-1型激光三維智能檢測車是在2004年底由南京理工大學(xué)研制出來的。該系統(tǒng)解決了國際上速度低于25km/h不能檢測的難題,檢測速度范圍可在0-120km/h之間變化,該系統(tǒng)使用連續(xù)非拼接線列激光斷面掃面，可以無間點采集路面數(shù)據(jù),能正確給出擁包、坑槽等破損的大小。國內(nèi)路面檢測系統(tǒng)與方法CiCS路況快速檢測系統(tǒng)CiCS是國內(nèi)首套具有完全自主知識產(chǎn)并達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平的多功能路況快速檢測裝備，這套裝備能在正常車流速度下準(zhǔn)確、迅速地對路面平整度、車轍、路面紋理深度、路面損壞及前方景觀圖像等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。與之配套的路面損壞識別系統(tǒng)CiAS(CrackingimageAnalysisSystem)針對路面破損的識別率高達(dá)90%~95%，較好地符合了《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)(JTGH20-2007)》的要求。檢測原理路面裂縫檢測原理指應(yīng)用相關(guān)設(shè)備收集