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基于视觉测量的公路边坡位移监测技术工程应用研究

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科技创新与应用 2024年第8期14卷 182-186页

作者：严鑫胡智詹伟余以强肖旦强吴剑军浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室杭州310023 浙江省交通运输科学研究院杭州310023

公路边坡的稳定性监测是运营期的重要工作之一。目前的公路边坡监测仍以人工监测和自动化监测为主,人工监测工作量大且人工成本高,而传统的自动化监测设备价格昂贵且安装较为繁琐。因此,降低自动化监测成本并提高工作效率是当前公路边... 详细信息

公路边坡的稳定性监测是运营期的重要工作之一。目前的公路边坡监测仍以人工监测和自动化监测为主,人工监测工作量大且人工成本高,而传统的自动化监测设备价格昂贵且安装较为繁琐。因此,降低自动化监测成本并提高工作效率是当前公路边坡安全监测的重点发展方向。得益于图像处理技术的发展,研究提出基于视觉测量的公路边坡位移监测技术,在隐患边坡上布设视觉监测标靶,利用高清摄像头拍摄的视觉标靶图像,通过图像灰度化、图像滤波、角点检测和位移量计算等一系列图像处理技术,将图像中像素的变化还原为视觉标靶的实际位移,从而判断公路边坡状态。研究通过室内试验和现场验证,证明视觉测量技术在公路边坡位移监测上的可行性,对公路边坡安全监测具有重要意义。

关键词：数字图像处理公路边坡视觉测量位移监测传感器

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基于探地雷达的土体空洞病害仿真模型研究

科技创新与应用 2024年第16期14卷 95-98页

作者：奚晨晨迟凤霞严守靖浙江省交通运输科学研究院杭州310012 浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室杭州310012

为研究不同雷达天线频率下对土基空洞病害大小及位置的测量条件及精度,采用有限时域差分法开展计算不同空洞大小及埋深下随着雷达天线中心频率变化的仿真模型。结果表明,低频雷达天线发射的雷达波能量消散较快,波长较大,无法接受有效的... 详细信息

为研究不同雷达天线频率下对土基空洞病害大小及位置的测量条件及精度,采用有限时域差分法开展计算不同空洞大小及埋深下随着雷达天线中心频率变化的仿真模型。结果表明,低频雷达天线发射的雷达波能量消散较快,波长较大,无法接受有效的地面反射波且对于较小的物体识别精度不够;当地下空洞病害小于10 cm时,需要大于900 MHz的高频天线才可以明确其病害种类及大小,当病害大小为20 cm×20 cm时,需要选择中心频率750 MHz以上的天线,当病害大小为30 cm×30 cm时,需要选择中心频率500 MHz以上的天线作为探测工具。

关键词：有限时域差分 GprMax 探地雷达中心频率空洞

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公路工程试验检测数字化管理系统建设

交通世界 2024年第16期 14-16页

作者：徐建张华卿浙江省交通运输科学研究院浙江杭州311305 浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室浙江杭州311305

以《浙江省公路水运工程试验检测“数字赋能”专项行动三年实施方案》为出发点,建设公路工程试验检测数字化管理系统,将互联网和手机移动端作为试验检测数字化管理系统运行的载体,对试验检测关键要素、主要过程进行数字化管理,采用仪器... 详细信息

以《浙江省公路水运工程试验检测“数字赋能”专项行动三年实施方案》为出发点,建设公路工程试验检测数字化管理系统,将互联网和手机移动端作为试验检测数字化管理系统运行的载体,对试验检测关键要素、主要过程进行数字化管理,采用仪器设备物联网的形式,实现试验检测原始数据的实时上传、试验检测报告自动生成、试验检测过程视频录像实时存储功能,从而达到试验检测工作质量事先可预防、事中可掌控、事后可追溯的目的。

关键词：试验检测数字化管理系统

基于振动传递率函数的水泥混凝土铺面脱空识别方法

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北京工业大学学报 2024年第4期50卷 453-465页

作者：吴荻非向晖刘成龙沈宾宾曾孟源浙江省道桥检测与养护技术研究重点实验室杭州310023 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 中建铁路投资建设集团有限公司北京102601

为提高水泥混凝土铺面脱空识别的准确性和便捷性,提出一种基于振动传递率函数的板底脱空识别方法。首先,建立了九块板全尺寸铺面结构三维有限元模型,获取冲击荷载作用下铺面板的多点加速度响应;其次,在2个振动传递方向上,分别计算相邻2... 详细信息

为提高水泥混凝土铺面脱空识别的准确性和便捷性,提出一种基于振动传递率函数的板底脱空识别方法。首先,建立了九块板全尺寸铺面结构三维有限元模型,获取冲击荷载作用下铺面板的多点加速度响应;其次,在2个振动传递方向上,分别计算相邻2个测点间的振动传递率函数,分析特定频段内传递率函数的差异,并提出传递率损伤指标(transmissibility-damage indicator,TDI)及其矩阵表达式;最后,计算分析11种不同脱空形式、程度下TDI矩阵的差异,并分析测点布设方式、信号噪声水平对TDI矩阵的影响。结果表明:该脱空判定指标能较好识别定位板角和板边局部脱空。所得TDI矩阵在板角脱空的2个传递方向均十分显著,在板边脱空的垂直脱空边方向较为显著;对于板中脱空,2个传递方向上的TDI矩阵均无法有效识别。板中脱空的分布与TDI矩阵的分布一致性较差;对于多区域脱空,其计算得到的TDI矩阵与单区域脱空类似,对于板角和板边局部脱空均能有效识别;测点布设越密,TDI矩阵的分布与脱空分布的一致性越高。然而,该识别方法对噪声水平较为敏感,噪声水平越高,识别精度越低,需要较高精度的传感器或设备予以支撑。

关键词：道路工程脱空识别振动传递率函数水泥混凝土铺面板有限元分析识别指标

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绿色隧道建设和养护技术研究现状

公路交通科技 2024年第4期41卷 132-145页

作者：高晓静崔丹怡李磊许崇帮交通运输部公路科学研究院北京100088

随着“双碳”国家战略的稳步推进,绿色发展理念更加深入人心,作为提升交通运输效率与服务水平的重要基础设施,绿色隧道越来越受到重视。综合分析了绿色交通相关的国家政策要求、绿色隧道相关技术研究成果。从绿色理念、生态环境保护、... 详细信息

随着“双碳”国家战略的稳步推进,绿色发展理念更加深入人心,作为提升交通运输效率与服务水平的重要基础设施,绿色隧道越来越受到重视。综合分析了绿色交通相关的国家政策要求、绿色隧道相关技术研究成果。从绿色理念、生态环境保护、资源集约节约利用、节能降碳减排、舒适便捷、智能高效等角度解析了绿色隧道的内涵及外延,给出了绿色隧道的定义。基于建设期和运营期绿色隧道的技术特点,梳理总结了预制装配式技术、地源热泵技术、低碳混凝土材料研发、隧道环保选线、洞口洞门绿色设计、施工污水处理技术、洞渣再利用、低回弹喷射混凝土材料研发、照明节能技术、通风节能技术、主动降噪和被动降噪技术、运营隧道智能巡检系统、病害自动化检测和精准识别技术的相关研究成果和发展现状。综合考虑绿色隧道相关技术的不足和发展趋势,从隧道标准化建造成套技术、低碳结构材料工程应用、全生命周期隧道信息模型技术、生态环境负效应评价和生态环境保护及复原、废弃物资源化利用及无害化排放、机电系统智能控制及绿色辅助技术、智能装备等方面阐述了绿色隧道未来的发展方向,可为隧道绿色化转型提供一定的参考。

关键词：隧道工程绿色技术综述生态环保节能低碳资源节约集约

面向长寿命的既有高速公路沥青路面延寿设计综述

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 20-49页

作者：吕松涛赵霈鲁巍巍彭幸海王金平陈淇雷伟蒲昌瑜长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学公路养护技术国家工程研究中心湖南长沙410114 长沙理工大学极端环境绿色长寿道路工程全国重点实验室湖南长沙410114 河北省交通规划设计研究院有限公司河北石家庄050051

面向中国长寿命公路建设工程的需求,介绍了中国、美国和欧洲各国长寿命沥青路面的基本概念和发展历程,总结了中国和欧美国家长寿命沥青路面设计理论与方法的研究和发展现状,梳理了欧美国家既有沥青路面检测与评价、延寿处治设计方法,论... 详细信息

面向中国长寿命公路建设工程的需求,介绍了中国、美国和欧洲各国长寿命沥青路面的基本概念和发展历程,总结了中国和欧美国家长寿命沥青路面设计理论与方法的研究和发展现状,梳理了欧美国家既有沥青路面检测与评价、延寿处治设计方法,论述了中国典型既有沥青路面延寿设计方法的研究与发展现状,对比分析了不同新建道路长寿命设计方法和既有沥青路面延寿设计方法的优缺点和适用性。研究结果表明:目前尚未形成统一的长寿命沥青路面设计标准,研究与应用仍处于发展完善阶段,长寿命沥青路面依旧是未来路面领域的研究热点;耦合交通与环境因素,建立多指标控制的长寿命沥青路面设计体系是今后应重点研究的方向;长寿命沥青路面结构设计在今后将向非线性、多维度、概率型和动态化转变;基于结构层寿命逐层递增的长寿命沥青路面延寿设计方法可使沥青路面结构使用年限翻一番,相关工作可为既有沥青路面延寿设计方法和体系的构建及应用提供有价值的参考和见解,以满足中国长寿命公路建设工程发展需求;既有沥青路面延寿设计是道路工程可持续发展的重要课题,未来应加强长寿命沥青路面技术的研究和推广,提高路面的综合质量,满足不断增长的道路运输需求,为建设优质、高效、绿色、安全的交通基础设施做出更大贡献。

关键词：路面工程长寿命既有道路高速公路沥青路面延寿设计

辽宁省高速公路灌缝率对PCI检测结果的影响分析及裂缝封闭方案建议

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北方交通 2024年第9期 54-57页

作者：孙培辽宁省交通科学研究院有限责任公司沈阳市110015 高速公路养护技术交通运输行业重点实验室沈阳市110015

道路破损状况是影响道路行车安全性与舒适性的重要指标,通常情况下,裂缝病害对道路破损状况指标(PCI)的负面影响最为严重。文章基于2021~2022年辽宁省高速公路沥青路面2车道技术状况评价结果,分析了灌缝率对PCI检测结果的影响。结果表明... 详细信息

道路破损状况是影响道路行车安全性与舒适性的重要指标,通常情况下,裂缝病害对道路破损状况指标(PCI)的负面影响最为严重。文章基于2021~2022年辽宁省高速公路沥青路面2车道技术状况评价结果,分析了灌缝率对PCI检测结果的影响。结果表明:提高灌缝率对道路PCI指标评价有一定程度的提升,且通过提高灌缝率来提升路面技术状况评价结果,在短期内有着较高的经济效益。研究同时提出了裂缝等级四级划分标准,结合辽宁省高速公路沥青路面常用养护方案,评估了各养护方案在文章所设裂缝等级下的适用性。

关键词：沥青路面裂缝处治灌缝率裂缝等级

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循环管道加热桥面融雪效能数值模拟

山东大学学报(工学版) 2024年

作者：陈文举陈俐企包春波朱启银惠冰庄培芝山东大学齐鲁交通学院山东大学交通基础设施智能养护技术与功能材料研究中心济南市交通运输事业发展中心中国矿业大学力学与土木工程学院山东省交通科学研究院

为了优化桥面流体加热系统的结构布设及运行参数设计,进一步提高融雪效能。基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真平台,以相变过程表征桥面雪层融化成水的过程,构建了循环管道加热桥面融雪效能分析的三维计算模型。通过文献试验数据... 详细信息

为了优化桥面流体加热系统的结构布设及运行参数设计,进一步提高融雪效能。基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合仿真平台,以相变过程表征桥面雪层融化成水的过程,构建了循环管道加热桥面融雪效能分析的三维计算模型。通过文献试验数据对新建数值模型的准确性进行了验证,采用该模型模拟分析管道进口流体温度、地热管埋深、管间距、管直径、积雪层厚度以及流体温度沿程损失等因素对桥面无雪率、融雪速率和温度场分布的影响规律。模拟结果表明积雪层厚度超过0.04m会显著降低热管融雪系统的融雪速率,管道进口流体温度的提升使得融雪速率的增长率逐渐减小,管内流体与桥面结构在热量传递过程中温差不断减小,表现出一种非线性的温度衰减效应。研究结果可为相关桥面流体加热系统的效能分析和优化设计提供数据支撑和技术参考。

关键词：循环管道桥面加热系统融雪模型数值模拟融雪效能地热能

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基于机器视觉法的桥梁表观病害检测研究综述

中国公路学报 2024年第2期37卷 1-15页

作者：刘宇飞冯楚乔陈伟乐樊健生清华大学土木工程系北京100084 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 广东省公路建设有限公司湾区特大桥养护技术中心广东广州510000

桥梁作为重要的基础设施,承担着道路交通和人员、货物运输等重要任务。桥梁表观病害的及时有效检测具有确保公共安全、延长桥梁使用寿命、及时排查风险等重大意义,有助于提高桥梁服役阶段的可靠性和耐久性。近年来,随着计算机视觉、人... 详细信息

桥梁作为重要的基础设施,承担着道路交通和人员、货物运输等重要任务。桥梁表观病害的及时有效检测具有确保公共安全、延长桥梁使用寿命、及时排查风险等重大意义,有助于提高桥梁服役阶段的可靠性和耐久性。近年来,随着计算机视觉、人工智能等技术的快速发展,机器视觉法逐渐成为了桥梁表观病害检测的新兴手段之一。首先,通过详细分析近年来该领域的多篇相关文献,综述了基于机器视觉法进行桥梁表观病害检测的关键技术,包括检测平台研发技术、数据采集技术、图像处理技术、三维建图技术、病害定位技术和病害参数量化技术等。其次,通过分析现有研究开展检测工作的流程,总结了基于机器视觉法进行桥梁表观病害的技术框架,并分析了其中各个流程之间的功能与联系。上述关键技术的综述与技术框架的总结可为研究者开展检测工作提供一定的参考。最后,根据现有研究在实施检测任务时自动化程度的不同,提出了基于机器视觉法进行桥梁表观病害检测的智能化分级,包括人工检测辅助、病害定位检测、局部自动检测、整体自动检测、高度自动检测和完全自动检测6个等级。对比文献研究可知,现有研究虽然已经脱离了传统的人工检测的阶段,但仍与完全自动检测具有一定的差距。该领域仍具有较强的研究价值与广阔的应用前景。

关键词：桥梁工程工程检测综述表观病害机器视觉技术体系