一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法、设备及介质

allin2025-11-06  6


本发明涉及道路养护领域,特别是涉及一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法、设备及介质。


背景技术:

1、干旱大温差的地理气候条件会导致半刚性基层沥青路面频繁出现拱胀开裂病害,为道路养护部门带来了巨大的压力。这类病害主要发生在基层为长段落的路段,表现为基层至面层整体拱起破坏,较大的拱胀高度以及密度,影响行车的舒适度,对高速行驶的车辆构成严重的安全威胁。

2、目前,对沥青路面拱胀开裂病害的研究主要集中在拱胀开裂发展机理、拱胀开裂原因调查分析以及拱胀开裂防治及处治措施。研究表明,半刚性基层沥青路面拱胀开裂主要源自于基层拱起,最终导致面层随之拱起并发生开裂破坏。在拱胀开裂原因调查分析方面,研究指出影响沥青路面产生拱胀开裂的主要因素包括温度的变化、水稳基层强度高、盐胀、施工工艺以及施工季节等因素。在拱胀开裂防治及处治措施研究中,拱胀开裂防治主要是在道路铺设完成之前采取的措施,涉及路面材料、路面结构设计、路面施工方案等。而对于已经受到拱胀病害影响的情况,采取的处治措施一般包括切割、挖除、铣刨等综合手段。

3、然而,拱胀开裂病害源自于基层,尚未发展至沥青面层时这类病害属于隐蔽结构层病害。隐蔽结构层的破坏无法通过肉眼直接观察,使得拱胀开裂病害早期阶段无法进行直观的检测和判断。同时,拱胀导致的面层开裂与其他原因导致的面层开裂表现形象一致,因此,在拱胀开裂病害早期即使面层发生了开裂,也无法判断出开裂是否由于基层拱胀所致。现有研究尚未建立完整的拱胀开裂病害发育程度评价体系,无法在拱胀开裂病害早期进行准确的检测。这也使得预防性养护无法及时实施,以防止拱胀开裂病害进一步恶化。因此,亟需提出一种能够检测沥青路面拱胀开裂病害发育程度的方法,在适当的时机采取预防性养护措施,以准确指导拱胀开裂病害的处治和路面维护,有效降低养护维修成本。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法、设备及介质,可实现沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测,以指导拱胀开裂病害的处治和路面维护,降低养护维修成本。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,所述方法包括:

4、获取待测路段的不同检测点的弯沉盆数据;

5、根据每个检测点的弯沉盆数据,采用惰性点法得到每个检测点的土基模量;

6、根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,反演获得每个检测点的基层模量;

7、对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值。

8、可选的,任一检测点的弯沉盆数据包括:n个平均弯沉数据,其中,第i个平均弯沉数据为落锤式弯沉仪在所述检测点进行第2次落锤至第m次落锤时,由落锤式弯沉仪配置的第i个弯沉传感器测量得到的弯沉数据进行平均计算获得,i=1,2,...,n,n为落锤式弯沉仪配置的弯沉传感器的数量。

9、可选的,根据每个检测点的弯沉盆数据,采用惰性点法得到每个检测点的土基模量,具体包括:

10、根据每个检测点的弯沉盆数据,构建每个检测点的弯沉曲线;所述弯沉曲线为关于距离信息和弯沉的曲线,所述距离信息为弯沉传感器距离检测点的距离;

11、根据每个检测点的弯沉曲线和惰性点的回归方程,采用迭代法求解待测路段的土基模量。

12、可选的,惰性点的回归方程为:

13、rc=f(h,e0);

14、dc=g(h,e0);

15、其中,rc为惰性点至检测点的距离,dc为惰性点处的弯沉,h为待测路段的土基厚度,e0为土基模量,f()为惰性点的距离回归方程,g()为惰性点的弯沉回归方程。

16、可选的,根据每个检测点的弯沉曲线和惰性点的回归方程,采用迭代法求解待测路段的土基模量,具体包括:

17、采用迭代寻优算法确定距离检测点的弯沉曲线最近的惰性点对应的土基模量为所述检测点的土基模量。

18、可选的,根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,反演获得每个检测点的基层模量,具体包括:

19、以均方根误差最小化为目标,分别根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,对每个检测点的基层模量进行优化求解;

20、计算均方根误差的函数为:

21、

22、其中,di,实测为弯沉盆数据中的第i个平均弯沉数据,di,计算为基于模量计算公式计算得到的距离检测点di处的弯沉值,di为落锤式弯沉仪配置的第i个弯沉传感器与检测点之间的距离。

23、可选的,对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值,具体包括:

24、利用如下公式,计算各个检测点的基层模量的平均值,作为待测路段的基层模量代表值;

25、

26、其中,e2代表值为待测路段的基层模量代表值,e2k为待测路段中第k个检测点的基层模量,k为待测路段中检测点的数量。

27、可选的,对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值,之后还包括:

28、根据用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值所处的范围,制定待测路段的养护策略。

29、一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现上述方法的步骤。

30、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

31、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

32、本发明实施例提供一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法、设备及介质,所述方法包括:获取待测路段的不同检测点的弯沉盆数据;根据每个检测点的弯沉盆数据,采用惰性点法得到每个检测点的土基模量;根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,反演获得每个检测点的基层模量;对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值。本发明实施例基于弯沉盆数据采用惰性点法将弯沉盆数据应用于路面结构层模量反演,实现了沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测,该检测结果可用于指导拱胀开裂病害的处治和路面维护,降低了养护维修成本。



技术特征:

1.一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,任一检测点的弯沉盆数据包括:n个平均弯沉数据,其中,第i个平均弯沉数据为落锤式弯沉仪在所述检测点进行第2次落锤至第m次落锤时,由落锤式弯沉仪配置的第i个弯沉传感器测量得到的弯沉数据进行平均计算获得,i=1,2,...,n,n为落锤式弯沉仪配置的弯沉传感器的数量。

3.根据权利要求1所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,根据每个检测点的弯沉盆数据,采用惰性点法得到每个检测点的土基模量,具体包括:

4.根据权利要求3所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,惰性点的回归方程为:

5.根据权利要求4所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,根据每个检测点的弯沉曲线和惰性点的回归方程,采用迭代法求解待测路段的土基模量,具体包括:

6.根据权利要求1所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,反演获得每个检测点的基层模量,具体包括:

7.根据权利要求1所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值,具体包括:

8.根据权利要求1所述的沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法,其特征在于,对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值,之后还包括:

9.一种计算机设备,包括:存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。


技术总结
本发明公开一种沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测方法、设备及介质,涉及道路养护领域,所述方法包括:获取待测路段的不同检测点的弯沉盆数据;根据每个检测点的弯沉盆数据,采用惰性点法得到每个检测点的土基模量;根据每个检测点的弯沉盆数据和土基模量,反演获得每个检测点的基层模量;对每个检测点的基层模量进行综合计算,获得用于表征待测路段的拱胀开裂病害发育程度的基层模量代表值。本发明实施例基于弯沉盆数据采用惰性点法将弯沉盆数据应用于路面结构层模量反演,实现了沥青路面拱胀开裂病害发育程度检测,该检测结果可用于指导拱胀开裂病害的处治和路面维护,降低了养护维修成本。

技术研发人员:孙立军,袁江,黄国勇,望远福,刘黎萍,张志强,李佳豪,洪亮,程怀磊,乔欢
受保护的技术使用者:同济大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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