瀝青路面隱性病害移動式無損檢測技術與裝備研發(fā)

        1.任務來源 “瀝青路面隱性病害移動式無損檢測技術與裝備研發(fā)”(合同號：2011 318 221 360),是2011年立項的交通運輸部重大建設科技項目。項目第一承擔單位為交通運輸部科學研究院,第二承擔單位為河南省高遠公路養(yǎng)護技術有限公司。
        2.應用領域和技術原理 應用領域：瀝青路面快速無損檢測。 技術原理：項目通過深入分析瀝青路面隱性病害產(chǎn)生機理及發(fā)展規(guī)律,探索建立瀝青路面透水性與路表相對溫差的關系模型,研發(fā)基于紅外差熱技術的瀝青路面透水性檢測設備、基于聲效雷達技術的瀝青路面結(jié)構(gòu)層連續(xù)性與結(jié)構(gòu)層強度病害的檢測方法及相應的設備,在此基礎上研制路面隱性病害綜合檢測車,重點突破公路瀝青路面面層隱性病害檢測方法,構(gòu)建我國新一代公路維護檢測技術體系,實現(xiàn)公路維護檢測關鍵技術和重大裝備的自主供給,促進公路基礎設施維護等支撐性戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為真正實現(xiàn)預防性養(yǎng)護提供決策依據(jù)。
        3主要技術性能指標 全額完成合同書上要求的技術指標,合同要求內(nèi)容：

         (1)開發(fā)的紅外差熱透水性檢測速度將達到15-80km/h、測溫精度±2℃、縱向采樣間隔不大于3cm。

        (2)開發(fā)的聲效雷達檢測技術是一種連續(xù)非接觸式的檢測方法,其檢測速度將達到15-60km/h、檢測深度達1m、層厚誤差≤5%、不連續(xù)性檢測精度達1mm、檢測路面隱性病害的準確率達到90%以上。

        (3)開發(fā)移動式瀝青路面隱性病害綜合檢測車樣機1臺。

        (4)申請專利2項

        (5)國內(nèi)核心期刊發(fā)表文章5篇以上。
        4、技術指標完成情況：

        (1)開發(fā)的紅外差熱透水性檢測設備最大速度達到120km/h,測溫精度±2℃,縱向采用間隔1點/cm。

        (2)開發(fā)的聲效雷達檢測技術是檢測速度20-30km/h、檢測深度達1m、層厚誤差≤5%、可探測不連續(xù)性1mm以上的隱性病害、準確率達到90%以上。

        (3)開發(fā)了基于紅外差熱和聲效雷達的綜合檢測系統(tǒng)樣機一臺。

        (4)已授權專利3項(發(fā)明專利2項,實用新型1項),申請發(fā)明專利進入實質(zhì)審查生效專利3項,獲軟件著作權3項。

        (5)已經(jīng)在國內(nèi)外核心期刊發(fā)表論文12篇,其中EI檢索4篇。
        5.成果的創(chuàng)造性、先進性 通過調(diào)研、理論分析、室內(nèi)試驗和現(xiàn)場檢測驗證,對瀝青路面隱性病害移動式無損檢測技術與裝備進行了深入系統(tǒng)的研究,取得了如下創(chuàng)新性成果。

        (1)本項目引入紅外差熱技術,從瀝青路面透水性與紅外傳感器測得瀝青表面溫差的角度出發(fā),建立了瀝青路面透水性與表面溫差的相關模型,開發(fā)了基于紅外差熱技術的瀝青路面透水性檢測方法及設備。

        (2)通過研究聲效原理和探地雷達波之間的相互關系,提出利用聲效法和探地雷達波聯(lián)合檢測的方法,檢測評價路面的結(jié)構(gòu)層脫空及連續(xù)性、路面各結(jié)構(gòu)層厚度尺寸、各結(jié)構(gòu)層強度衰減等隱性病害,開發(fā)了相應的檢測方法和設備。

       (3)開發(fā)了瀝青路面隱性病害綜合檢測系統(tǒng),對瀝青路面隱性病害進行連續(xù)快速檢測,并對瀝青路面隱性病害程度進行評定。

       (4)選擇瀝青路面透水性指數(shù)PWPI、結(jié)構(gòu)連續(xù)性指數(shù)PSCI和路面結(jié)構(gòu)層模量衰減PSRI等三個指標評價隱性病害,應用物元模型,并結(jié)合模糊數(shù)學和信息熵理論,構(gòu)建了隱性病害評估模型。 在選取的試驗路上進行了瀝青路面透水性與滲水系數(shù)相關性驗證,透水性指數(shù)和路面滲水系數(shù)存在y=-7.55x+765.28關系,相關系數(shù)為0.83,檢測結(jié)果可以直接反映路面的滲水程度。在選取的試驗路上采用聲效雷達檢測設備進行了路面厚度、結(jié)構(gòu)連續(xù)性及結(jié)構(gòu)層模量的檢測,并對檢測結(jié)果進行了取芯驗證。采用水泥注漿對路面結(jié)構(gòu)不連續(xù)病害進行處治,注漿量與結(jié)構(gòu)連續(xù)性指數(shù)之間存在良好的相關性。成果已經(jīng)在多個依托工程中進行了成功應用,經(jīng)濟社會效益顯著,應用前景廣闊。

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