【摘 要】
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随着我国公路建设由高速度转向高质量发展,公路的检测养护对快速化、无损化和智能化要求越来越高,传统的检测手段已经难以满足交通强国建设的需要。探地雷达和超声波法,作为成熟先进的无损检测方式之一,结合深度学习等新技术,能够实现道路结构快速、无损和智能的检测评估,有效提高道路检测养护的效率和精度,是未来道路检测养护技术的发展方向之一。本文调研总结了探地雷达和超声波法已有的理论研究和实践应用,针对探地雷达和
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随着我国公路建设由高速度转向高质量发展,公路的检测养护对快速化、无损化和智能化要求越来越高,传统的检测手段已经难以满足交通强国建设的需要。探地雷达和超声波法,作为成熟先进的无损检测方式之一,结合深度学习等新技术,能够实现道路结构快速、无损和智能的检测评估,有效提高道路检测养护的效率和精度,是未来道路检测养护技术的发展方向之一。本文调研总结了探地雷达和超声波法已有的理论研究和实践应用,针对探地雷达和超声波法在道路结构中传播衰减机理和内部病害检测等关键问题,通过理论分析、数值模拟及室内外试验等方式,对探地雷达和超声波法进行了多维度的类比分析;明确了沥青混凝土中超声波的传播衰减规律及影响因素,总结了典型的道路病害特征;结合现场实测,利用有限差分法和深度学习明确了雷达图像中道路结构典型病害的判定依据,并实现了病害的智能识别定位。针对探地雷达和超声波法的类比分析,本文阐述了检测原理的异同、波动方程的统一、介质特性的等效和传播衰减的规律分析等四个维度的内容,利用数值模拟方法研究了电磁波和超声波与介质作用特性,两种波的主要参数具有一定的等效关系,且对介质的响应程度相近。针对沥青混凝土中超声波的衰减特征和影响因素,本文理论分析了散射衰减和吸收衰减两种类型,通过有限元法建立细观模型研究了入射频率、集料粒径和温度等因素的影响,建议频率范围为20-60 k Hz及温度不超过40℃,并总结了裂缝、松散和脱空等典型病害的超声波图像判断依据。针对路基路面的典型病害判定依据和智能识别定位,本文结合有限差分法和实测结果,对比分析了频率对检测结果的影响,建议道路结构浅层病害的频率范围为1-2 GHz,并总结了裂缝、脱空或空洞、松散、不均匀沉降和沉陷等典型病害的雷达图像判定依据;结合目标检测模型YOLO(You Only Look Once)和三维探地雷达,详细介绍了数据集的构建并比较了YOLO系列模型的训练检测效果,实现了对雷达图像中隐性裂缝的智能识别定位。
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