本发明属于道路工程技术领域，涉及一种基于无损检测技术评价道路技术状况的方法。
背景技术：
探地雷达是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。探地雷达检测具有快速、无损、连续检测的多个优点，且有很高的分辨率，检测质量可靠,近年来在铁路、机场道路、市政道路等领域得到了广泛应用，正在向公路检测领域推广。3d探地雷达是在二维探地雷达的基础上，实现了实时三维显示测试数据及分析结果，在一个电脑窗口可以同时显示纵断面、横断面、水平切片图，路面结构每个点都可以三维显示出来。
智能路表破损自动采集系统分为3个子系统即：扫描设备、全息光信号接收系统和图像处理系统，利用该系统可进行路表快速扫描，经过信号接收系统接收信号转换成图像，经过后期人工或智能识别处理。该系统不仅缩短了路上的检测时间，提高了工作效率，提高了数据采集速度；同时采集图像清晰度较高，便于在电脑上人工肉眼识别；另一方面，极大地改善了检测人员的工作环境。
落锤式弯沉仪(fwd)是通过计算机系统控制下的液压系统启动落锤装置，使一定质量的落锤从一定高度自由落下，冲击力作用于承载板上并传递到路面，从而对路面施加脉冲荷载，导致路面表面产生瞬时变形，分布于距测点不同距离的传感器检测结构层表面的变形，记录系统将信号传输至计算机，即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆。测试数据可用于反算路面结构层模量，从而比较科学地评价路面的承载能力，也是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。
目前公路施工质量、厚度检测和质量管理通常采用钻芯取样的方法来评价，虽然钻芯取样较为直观，但这种方法存在很多不足。钻芯取样方法有以下缺点：
(1)具有破坏性。破坏路面原有结构的连续性和整体性，对路面结构的耐久性有不良影响。若修补或填补不当，一方面会影响行车舒适度，严重的会影响行车安全；另一方面，路表降雨会沿钻芯取样的部位渗入基层和土基，造成更加严重的后果。
(2)效率低、成本高。钻芯取样受影响因素较多，单个操作时间较长，速度缓慢，不能连续操作和检测，对人力和物力都有极高的要求；芯样长短受钻芯机的条件限制，操作不当易出现卡钻、芯样取不出等现象。除此之外，噪音大也是其一大缺点。
(3)代表性差。钻芯取样不能连续采样，受样品数量的限制，不具有代表性。如果采样过多，将严重影响路面的使用性能和安全性能。
路面服务性能指数psi、道路结构内部状况和结构强度是评价道路施工质量的重要指标，也是关乎道路使用性能和耐久性的重要指标。路面服务性能指数psi通常采用人工现场肉眼观察记录或者通过车载路表破损采集系统采集数据。人工现场肉眼观察效率低，危险性高，对于车流量大的路段无法全面检测；车载路表破损采集系统当前多用于道路路表裂缝、车辙、平整度等指标的评价，用来评价道路的使用性能，辅助以钻芯取样作为道路维修力度的参考，一方面该参考指标过于单一，钻芯取样代表性较差，不能很好的指导后期道路维修力度，另一方面该采集系统较少的与其他道路无损检测技术和设备结合使用，削弱了该系统作为参考指标的可信度。
通过以上所述，可利用3d探地雷达、智能路表破损自动采集系统和落锤式弯沉仪来综合评价道路技术状况和作为指导道路维修力度的参考指标。钻芯取样可作为辅助手段，用来验证该综合系统检测结果的准确性。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题是提出一种基于无损检测技术评价道路技术状况的方法，这种方法能够针对路面结构特点，高效、快捷、无损的对道路施工质量进行检测评价，同时可作为后期道路维修方案确定的重要参考指标。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
首先，使用智能路表破损自动采集系统进行路表图像采集，对智能路表破损自动采集系统采集的图像进行人工或者智能分析，对路表病害情况进行初步统计，并对路表病害类型进行标注，注释路表病害对应位置、路表病害发展程度(如裂缝长度、网裂面积)，导出分类结果并存档；其次，使用3d探地雷达对路面结构内部进行数据采集，对3d探地雷达采集的路面结构内部的数据进行处理，转换成三维图像，并对图像中异常点进行专门标记，输出标记结果并将其转换成确切数字，在图像中进行标注，注释相应的位置、距路表深度、疑似病害类型、病害发展程度(如脱空面积)，导出相应结果并存档。上述两项工作完成后，比对智能路表破损自动采集系统和3d探地雷达二者采集的图像，根据智能路表破损自动采集系统确定的路表病害出现的位置查找3d探地雷达测试时对应位置路面结构的内部情况，并作出相应的判断。若3d探地雷达采集的图像无异常，则判定该病害不是由于下部结构损坏导致的上层结构出现病害，主要是由于外部荷载和气候原因导致的表层损坏，只需进行表层修复即可，不需进行大规模整修；若3d探地雷达采集的图像存在异常，可根据智能路表破损自动采集系统和3d探地雷达二者采集的图像综合判断病害的发展起因和发展程度；最后，对3d探地雷达采集的图像中存在异常位置用落锤式弯沉仪进行再次测定，得出弯沉结果并反算出该位置的路面结构层模量和承载力。根据路面结构层模量和承载力推断路面结构是否存在病害，并与3d探地雷达采集的图像进行比对，判断病害在路面结构内部的具体位置，对上述检测结果进行抽样钻取芯样，验证检测结果的准确性，给出道路技术状况的科学评价和合理的维修方案。落锤式弯沉仪测得的弯沉结果不仅可用于辅助辨别路面内部病害类型，还可以消除3d探地雷达检测过程中不明干扰源对数据采集的影响，提高数据可信度。
对所测得的数据进行综合归纳分析，确定该段道路的损坏程度。根据检测单位需要对病害类型进行分类和分标段整理，给出道路技术状况的科学评价并制定合理的养护维修方案。
本发明的有益效果如下：
本发明是对道路无损检测技术的系统性结合和推广应用，将三种无损检测检测技术结合，不仅可以发挥各自的优势，而且可以对彼此的检测结果进行验证，具有较强的说服力，相比传统的检测技术解决了各项技术单独检测无法验证和说服力低的难题，因此该方法能够更好地服务于道路检测领域。
本发明属于道路无损检测范畴，不会对路面结构产生破坏而产生后期不良影响；同时该方法可以快速、连续、高效的进行道路检测，工作效率高，检测面广，代表性强，设备精度高。与本领域现行常用方法相比，检测时不会造成道路拥堵，极大地提高了检测效率，道路检测过程中危险系数较低，有效改善了检测人员的工作环境；另一方面本发明推广性较强，各检测单位基本都配备该检测方法中涉及的设备，能满足各单位和各种工况下的检测需要。
本发明可广泛应用于道路、桥梁、隧道等结构物的检测，检测连续高效，设备自动化程度高，检测人员通过简单培训就可以操作设备，后期数据处理劳动强度相对较小，数据可根据检测单位需要智能输出，可满足检测单位对于精度的要求；检测结果对道路技术状况的科学评价和养护维修方案的合理制定具有重要的科学指导和参考意义，可有效因减少道路技术状况评价不准确而开展不必要或不合适的养护维修，延长道路的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例智能路表破损自动采集系统采集设备示意图。
图2是本发明实施例3d探地雷达检测示意和原理图。
图3是本发明实施例落锤式弯沉仪检测示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，以下将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明，所描述的实施例仅用以说明本发明的技术方案，并不用以限制本发明。
先使用智能路表破损自动采集系统进行路表图像采集，参照图1所示。步骤1，进行距离标定和距离校正；步骤2，图像采集；步骤3，对图像进行压缩和存储；步骤4，对采集的图像进行分析并分类标记，记录测试位置；步骤5，导出数据。
再使用3d探地雷达对路面结构内部进行数据采集，参照图2所示。步骤1，雷达测距仪标定；步骤2，雷达基本参数设置；步骤3，雷达设备自动检测；步骤4，数据采集；步骤5，图像识别和处理；步骤6，导出数据。
对智能路表破损自动采集系统采集的图像进行人工或者智能分析，对路表病害情况进行初步统计，并对病害类型进行标注，注释病害对应位置、病害发展程度(如裂缝长度、网裂面积)，导出分类结果并存档；对3d探地雷达采集的路面结构内部的数据进行处理，转换成三维图像，并对图像中异常点进行专门标记，输出标记结果并将其转换成确切数字，在图像中进行标注，注释相应的位置、距路表深度、疑似病害类型、病害发展程度(如脱空面积)，导出相应结果并存档。上述两项工作完成后，比对智能路表破损自动采集系统采集的数据和3d探地雷达采集的图像数据，对各种情况作出相应判断。根据路表病害的具体位置查找3d探地雷达采集的图像对应位置的路面内部结构情况，若3d探地雷达测试的对应位置图像无异常，则判定该病害不是由于下部结构损坏导致的上层结构出现病害，主要是由于外部荷载和气候原因导致的表层损坏，只需进行表层修复即可，不需进行大规模整修；若3d探地雷达测试的对应位置图像也存在异常，可根据路表图像和雷达监测图像综合判断病害的发展起因和发展程度，给出道路技术状况的科学评价和合理的维修方案；对3d探地雷达采集的图像中存在异常位置用落锤式弯沉仪进行再次测定。
对3d探地雷达采集的图像中存在异常位置用落锤式弯沉仪进行再次测定。参照图3所示。步骤1，落锤式弯沉仪标定；步骤2，基本参数设置；步骤3，设备测试；步骤4，数据采集；步骤5，数据导出；步骤6，数据处理；步骤7，数据分析。得出弯沉结果并反算出该位置的路面结构层模量和承载力，根据路面结构层模量和承载力推断该位置的路面结构是否存在病害和病害在路面结构中具体位置，与3d探地雷达测得的数据进行比对，判断该位置路面结构层的结构状况，对上述检测结果进行抽样钻取芯样，验证检测结果的准确性，最后给出道路技术状况的科学评价和合理的维修方案。