路面病害是影響路面使用性能和壽命的重要因素,其中路面結(jié)構(gòu)病害對路面壽命的影響極其顯著,如反射裂縫、層間脫空和不均勻沉降。然而,由于路面結(jié)構(gòu)病害的隱蔽性,我國現(xiàn)階段對路面結(jié)構(gòu)病害的檢測存在范圍不全面、結(jié)果偏定性分析且精度不高、檢測過程自動化程度低等問題,急需開展路面結(jié)構(gòu)病害檢測方面的研究。綜上所述,本文提出了基于深度學習和探地雷達技術(shù)的瀝青路面結(jié)構(gòu)病害檢測方法。本文主要研究工作如下:（1）路面結(jié)構(gòu)病害的探地雷達響應波特征研究。路面結(jié)構(gòu)病害的識別、定位和測量是依據(jù)其在探地雷達剖面圖上不同的響應波特征進行計算的。本文通過理論分析結(jié)果、車轍板試驗結(jié)果和現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的對比分析確定了垂直裂縫、不均勻沉降和層間脫空的探地雷達響應波特征。（2）基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（Convolutional neural network,CNN）的路面結(jié)構(gòu)病害識別。本文進行了用于路面結(jié)構(gòu)病害識別的CNN結(jié)構(gòu)設計。通過CNN的訓練和測試實現(xiàn)了基于探地雷達剖面圖的路面結(jié)構(gòu)病害的自動識別。通過鉆芯取樣結(jié)果和自動識別結(jié)果的對比,分析了路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和探地雷達電磁波發(fā)射頻率對CNN病害識別準確性的影響。最后,將基于CNN的路面結(jié)構(gòu)病... 

【文章來源】：長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

檢測技術(shù)準確性和完整性對比

（a）工作原理示意圖 （b）回波信號示意圖圖 2.1 空氣耦合式探地雷達檢測多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷原理圖2.1.2 探地雷達檢測精度的影響因素空氣耦合式探地雷達檢測多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷過程中回波信號的分辨率，即檢測結(jié)果的精度，主要受介質(zhì)之間的相對介電常數(shù)、環(huán)境導電率和探測頻率的影響。（1）介電常數(shù)介質(zhì)的介電常數(shù)用來描述介質(zhì)的極化特征，它反映了處于電場中的介質(zhì)對電荷的存儲能力。它既表示了介質(zhì)對電磁波的損耗，也反映了介質(zhì)對電磁波的存貯效應。不同材料的介電常數(shù)存在明顯差異[88]。根據(jù)公式 2.1，介電常數(shù)的差異會影響電磁波的傳播速度并會導致電磁波在不同介電常數(shù)交界面產(chǎn)生反射。基于此原理，探地雷達技術(shù)實現(xiàn)了對道路填筑材料的識別以及材料物理特性的反算。然而，部分填筑材料，例如混凝土、碎石等介電常數(shù)較為接近（混凝土的介電常數(shù)在 6 9 之間，碎石的介電常數(shù)在 5 8 之間）[89]，使得電磁波特性反算填筑材料物理特性存在精度低的問題�？梢娞降乩走_對介電常數(shù)的分辨率很大程度影響探地雷達的檢測精度。（2）環(huán)境電導率環(huán)境電導率在一定程度上影響探地雷達的探測深度。由于探地雷達的工作頻率較高，Sun 等[90]認為高頻電磁波在傳播過程中會發(fā)生衰減現(xiàn)象并滿足介電極限條件。因此，高頻電磁波的衰減系數(shù)以及趨膚深?

圖 2.2 鋼筋異常點的探地雷達響應數(shù)值模擬結(jié)果垂直裂縫的雷達波響應特征介質(zhì)中垂直裂縫的雷達波響應特征，本文用擬單層路面結(jié)構(gòu)層，在車轍板底部插入一塊裂縫。車轍板頂部距空氣耦合式探地雷達 5 500MHz 屏蔽式天線。探地雷達垂直分辨率距離采樣率為 10 點/cm。擬現(xiàn)場和模擬結(jié)果。由圖 2.3（b）可見，在為對應于裂縫頂、底端的兩條雙曲線波組，于對應于底端的雙曲線波組的幅度，且二者的頂點與裂縫頂點位置相一致。由此可見，頂點位置和深度，但是裂縫的底部起始位置

【參考文獻】：
期刊論文
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