一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法及系统，方法包括以下步骤：基于无损检测技术，获得水泥混凝土路面的病害数据；基于病害数据，划分病害路段；基于传感器检测，获得病害路段的温度数据、湿度数据以及应变数据；基于温度数据、湿度数据以及应变数据，判别病害路段的健康状况，获得路面健康评价结果；基于病害数据，判别病害路段的结构完整性，获得路面结构评价结果；结合健康评价结果以及结构评价结果，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。本发明专利技术结合健康评价以及结构评价，对路面服役性能实现了综合评价，避免了单一变量导致的评价不充分，影响对路面服役寿命的预测。服役寿命的预测。服役寿命的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法及系统


[0001]本专利技术属于路面服役性能评价
，具体涉及一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法及系统。

技术介绍

[0002]随着车辆荷载作用和环境变化的影响，路面结构和使用性能会逐渐衰减，从而影响车辆行驶质量和道路服务水平。科学评价公路路面健康状况，是决策路面养护、维修和改建措施的重要依据。若不及时对路面进行修复，将极大降低水泥混凝土路面的使用寿命。为了提高水泥混凝土路面的服役性能，通过对已建水泥混凝土路面的各项结构进行全面检查，然后根据检查情况进行服役性能评价，最后提出合理的措施对水泥混凝土路面进行维护使得水泥混凝土路面的服役使用年限延长。因此，对水泥混凝土路面开展服役性能评价研究是一项具有重要意义的工作。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法及系统，通过对路面健康以及结构的综合评价，实现服役性能评价。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，包括以下步骤：
[0006]S1、基于无损检测技术，获得水泥混凝土路面的病害数据；
[0007]S2、基于所述病害数据，划分病害路段；
[0008]S3、基于传感器检测，获得所述病害路段的温度数据、湿度数据以及应变数据；
[0009]S4、基于所述温度数据、所述湿度数据以及所述应变数据，判别所述病害路段的健康状况，获得路面健康评价结果；
[0010]S5、基于所述病害数据，判别所述病害路段的结构完整性，获得路面结构评价结果；
[0011]S6、结合所述健康评价结果以及所述结构评价结果，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。
[0012]优选的，步骤S1中，获得水泥混凝土路面的病害数据的方法为：
[0013]基于无人机激光雷达，获得水泥混凝土路面的原始激光点云数据；
[0014]对所述原始激光点云数据进行预处理，获得激光点云数据；
[0015]基于所述激光点云数据的高程信息，获得路面粗糙度特征以及高斯曲率特征；
[0016]基于所述激光点云数据的反射强度，通过插值获得强度影像；
[0017]基于所述强度影像，获得路面病害目标的区域特征以及形状特征；
[0018]基于所述粗糙度特征、所述高斯曲率特征、所述区域特征以及所述形状特征，采用随机森林算法，构建路面病害识别模型；
[0019]基于所述病害识别模型，识别路面病害类型，获得所述病害数据。
[0020]优选的，所述病害数据包括病害类型、区域、面积、周长、延伸性、主方向、粗糙度以及高斯曲率。
[0021]优选的，步骤S3中：
[0022]基于振弦式传感器，获得所述应变数据；
[0023]基于温度传感器，获得所述温度数据；
[0024]基于湿度传感器，获得所述湿度数据。
[0025]优选的，步骤S4中，获得路面健康评价结果的方法为：
[0026]获取现有资料中水泥混凝土路面温度、湿度以及应变数据，建立评价指标；
[0027]将传感器获得的病害路段的所述温度数据、所述湿度数据以及所述应变数据，作为样本数据，构建样本数据集；
[0028]基于所述评价指标以及所述样本数据集，建立指标矩阵；
[0029]对所述样本数据集进行归一化处理，基于所述指标矩阵，获得无量纲矩阵；
[0030]基于所述无量纲矩阵，获得模糊等价矩阵；
[0031]预设聚类矩阵阈值，并对所述模糊等价矩阵进行截集处理，获得聚类矩阵；
[0032]基于所述聚类矩阵阈值以及所述聚类矩阵，完成路面健康等级分类；
[0033]基于所述路面健康等级分类，获得路面健康评价结果。
[0034]优选的，步骤S5中，获得路面结构评价结果的方法为：
[0035]基于所述病害数据，建立中智数下的水泥混凝土路面病害数据样本；
[0036]基于现有路面技术标准，建立中智数下的水泥混凝土路面评价等级范例；
[0037]计算所述病害数据样本与所述等级范例的相似度量值；
[0038]基于所述相似度量值的最大值对应的所述等级范例的等级，获得所述病害样本数据的计算等级；
[0039]基于所述计算等级，获得路面结构评价结果。
[0040]优选的，步骤S6中，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价的方法为：
[0041]对所述健康评价结果以及所述结构评价结果，进行标准化处理；
[0042]基于所述健康评价结果以及所述结构评价结果的信息熵；
[0043]基于所述信息熵，计算所述健康评价结果以及所述结构评价结果的信息效用；
[0044]基于所述信息效用，计算所述健康评价结果以及所述结构评价结果的权重；
[0045]基于所述权重以及自定义总分，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。
[0046]本专利技术还提供一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价系统，包括病害数据获取模块、划分模块、传感器模块、健康评价模块、结构评价模块以及性能评价模块；
[0047]所述病害数据获取模块，用于基于无损检测技术，获得水泥混凝土路面的病害数据；
[0048]所述划分模块，用于基于所述病害数据，划分病害路段；
[0049]所述传感器模块，用于基于传感器检测，获得所述病害路段的温度数据、湿度数据以及应变数据；
[0050]所述健康评价模块，用于基于所述温度数据、所述湿度数据以及所述应变数据，判别所述病害路段的健康状况，获得路面健康评价结果；
[0051]所述结构评价模块，用于基于所述病害数据，判别所述病害路段的结构完整性，获
得路面结构评价结果；
[0052]所述性能评价模块，用于结合所述健康评价结果以及所述结构评价结果，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。
[0053]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：基于温度数据、湿度数据以及应变数据，判别病害路段的健康状况，获得路面健康评价结果；基于病害数据，判别病害路段的结构完整性，获得路面结构评价结果；结合健康评价结果以及结构评价结果，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。本专利技术结合健康评价以及结构评价，对路面服役性能实现了综合评价，避免了单一变量导致的评价不充分，影响对路面服役寿命的预测。
附图说明
[0054]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0055]图1是本专利技术实施例基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法流程图；
[0056]图2是本专利技术实施例基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于无损检测技术，获得水泥混凝土路面的病害数据；S2、基于所述病害数据，划分病害路段；S3、基于传感器检测，获得所述病害路段的温度数据、湿度数据以及应变数据；S4、基于所述温度数据、所述湿度数据以及所述应变数据，判别所述病害路段的健康状况，获得路面健康评价结果；S5、基于所述病害数据，判别所述病害路段的结构完整性，获得路面结构评价结果；S6、结合所述健康评价结果以及所述结构评价结果，完成对水泥混凝土路面状态的服役性能评价。2.根据权利要求1所述的基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，其特征在于，步骤S1中，获得水泥混凝土路面的病害数据的方法为：基于无人机激光雷达，获得水泥混凝土路面的原始激光点云数据；对所述原始激光点云数据进行预处理，获得激光点云数据；基于所述激光点云数据的高程信息，获得路面粗糙度特征以及高斯曲率特征；基于所述激光点云数据的反射强度，通过插值获得强度影像；基于所述强度影像，获得路面病害目标的区域特征以及形状特征；基于所述粗糙度特征、所述高斯曲率特征、所述区域特征以及所述形状特征，采用随机森林算法，构建路面病害识别模型；基于所述病害识别模型，识别路面病害类型，获得所述病害数据。3.根据权利要求2所述的基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，其特征在于，所述病害数据包括病害类型、区域、面积、周长、延伸性、主方向、粗糙度以及高斯曲率。4.根据权利要求1所述的基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，其特征在于，步骤S3中：基于振弦式传感器，获得所述应变数据；基于温度传感器，获得所述温度数据；基于湿度传感器，获得所述湿度数据。5.根据权利要求1所述的基于水泥混凝土路面状态的服役性能评价方法，其特征在于，步骤S4中，获得路面健康评价结果的方法为：获取现有资料中水泥混凝土路面温度、湿度以及应变数据，建立评价指标；将传感器获得的病害路段的所述温度数据、所述湿度数据以及所述应变数据，作为样本数据，构建样本数据集；基于所述评价指标以及所述样本数据集，建立指标矩阵；对所述样本数据集进行归一化处理，...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆俊晖，莫鹏，盘柱，畅振超，陈德强，刘红燕，闫泽南，周怀德，
申请(专利权)人：广西北投交通养护科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：