沥青路面隐性病害移动式无损检测技术与装备研发

        1.任务来源 “沥青路面隐性病害移动式无损检测技术与装备研发”(合同号：2011 318 221 360),是2011年立项的交通运输部重大建设科技项目。项目第一承担单位为交通运输部科学研究院,第二承担单位为河南省高远公路养护技术有限公司。
        2.应用领域和技术原理 应用领域：沥青路面快速无损检测。 技术原理：项目通过深入分析沥青路面隐性病害产生机理及发展规律,探索建立沥青路面透水性与路表相对温差的关系模型,研发基于红外差热技术的沥青路面透水性检测设备、基于声效雷达技术的沥青路面结构层连续性与结构层强度病害的检测方法及相应的设备,在此基础上研制路面隐性病害综合检测车,重点突破公路沥青路面面层隐性病害检测方法,构建我国新一代公路维护检测技术体系,实现公路维护检测关键技术和重大装备的自主供给,促进公路基础设施维护等支撑性战略产业的发展,为真正实现预防性养护提供决策依据。
        3主要技术性能指标 全额完成合同书上要求的技术指标,合同要求内容：

         (1)开发的红外差热透水性检测速度将达到15-80km/h、测温精度±2℃、纵向采样间隔不大于3cm。

        (2)开发的声效雷达检测技术是一种连续非接触式的检测方法,其检测速度将达到15-60km/h、检测深度达1m、层厚误差≤5%、不连续性检测精度达1mm、检测路面隐性病害的准确率达到90%以上。

        (3)开发移动式沥青路面隐性病害综合检测车样机1台。

        (4)申请专利2项

        (5)国内核心期刊发表文章5篇以上。
        4、技术指标完成情况：

        (1)开发的红外差热透水性检测设备最大速度达到120km/h,测温精度±2℃,纵向采用间隔1点/cm。

        (2)开发的声效雷达检测技术是检测速度20-30km/h、检测深度达1m、层厚误差≤5%、可探测不连续性1mm以上的隐性病害、准确率达到90%以上。

        (3)开发了基于红外差热和声效雷达的综合检测系统样机一台。

        (4)已授权专利3项(发明专利2项,实用新型1项),申请发明专利进入实质审查生效专利3项,获软件著作权3项。

        (5)已经在国内外核心期刊发表论文12篇,其中EI检索4篇。
        5.成果的创造性、先进性 通过调研、理论分析、室内试验和现场检测验证,对沥青路面隐性病害移动式无损检测技术与装备进行了深入系统的研究,取得了如下创新性成果。

        (1)本项目引入红外差热技术,从沥青路面透水性与红外传感器测得沥青表面温差的角度出发,建立了沥青路面透水性与表面温差的相关模型,开发了基于红外差热技术的沥青路面透水性检测方法及设备。

        (2)通过研究声效原理和探地雷达波之间的相互关系,提出利用声效法和探地雷达波联合检测的方法,检测评价路面的结构层脱空及连续性、路面各结构层厚度尺寸、各结构层强度衰减等隐性病害,开发了相应的检测方法和设备。

       (3)开发了沥青路面隐性病害综合检测系统,对沥青路面隐性病害进行连续快速检测,并对沥青路面隐性病害程度进行评定。

       (4)选择沥青路面透水性指数PWPI、结构连续性指数PSCI和路面结构层模量衰减PSRI等三个指标评价隐性病害,应用物元模型,并结合模糊数学和信息熵理论,构建了隐性病害评估模型。 在选取的试验路上进行了沥青路面透水性与渗水系数相关性验证,透水性指数和路面渗水系数存在y=-7.55x+765.28关系,相关系数为0.83,检测结果可以直接反映路面的渗水程度。在选取的试验路上采用声效雷达检测设备进行了路面厚度、结构连续性及结构层模量的检测,并对检测结果进行了取芯验证。采用水泥注浆对路面结构不连续病害进行处治,注浆量与结构连续性指数之间存在良好的相关性。成果已经在多个依托工程中进行了成功应用,经济社会效益显著,应用前景广阔。

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