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(duì)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(guó)現(xiàn)階段對(duì)路面結(jié)構(gòu)病害的檢測(cè)存在范圍不全面、結(jié)果偏定性分析且精度不高、檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)化程度低等問(wèn)題,急需開展路面結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)方面的研究。綜上所述,本文提出了基于深度學(xué)習(xí)和探地雷達(dá)技術(shù)的瀝青路面結(jié)構(gòu)病害檢測(cè)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(dá)響應(yīng)波特征研究。路面結(jié)構(gòu)病害的識(shí)別、定位和測(cè)量是依據(jù)其在探地雷達(dá)剖面圖上不同的響應(yīng)波特征進(jìn)行計(jì)算的。本文通過(guò)理論分析結(jié)果、車轍板試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的對(duì)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(dá)響應(yīng)波特征。（2）基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolutional neural network,CNN）的路面結(jié)構(gòu)病害識(shí)別。本文進(jìn)行了用于路面結(jié)構(gòu)病害識(shí)別的CNN結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)CNN的訓(xùn)練和測(cè)試實(shí)現(xiàn)了基于探地雷達(dá)剖面圖的路面結(jié)構(gòu)病害的自動(dòng)識(shí)別。通過(guò)鉆芯取樣結(jié)果和自動(dòng)識(shí)別結(jié)果的對(duì)比,分析了路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和探地雷達(dá)電磁波發(fā)射頻率對(duì)CNN病害識(shí)別準(zhǔn)確性的影響。最后,將基于CNN的路面結(jié)構(gòu)病... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確性和完整性對(duì)比

（a）工作原理示意圖 （b）回波信號(hào)示意圖圖 2.1 空氣耦合式探地雷達(dá)檢測(cè)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷原理圖2.1.2 探地雷達(dá)檢測(cè)精度的影響因素空氣耦合式探地雷達(dá)檢測(cè)多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷過(guò)程中回波信號(hào)的分辨率，即檢測(cè)結(jié)果的精度，主要受介質(zhì)之間的相對(duì)介電常數(shù)、環(huán)境導(dǎo)電率和探測(cè)頻率的影響。（1）介電常數(shù)介質(zhì)的介電常數(shù)用來(lái)描述介質(zhì)的極化特征，它反映了處于電場(chǎng)中的介質(zhì)對(duì)電荷的存儲(chǔ)能力。它既表示了介質(zhì)對(duì)電磁波的損耗，也反映了介質(zhì)對(duì)電磁波的存貯效應(yīng)。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(huì)影響電磁波的傳播速度并會(huì)導(dǎo)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(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路填筑材料的識(shí)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(wèn)題�？梢�(jiàn)探地雷達(dá)對(duì)介電常數(shù)的分辨率很大程度影響探地雷達(dá)的檢測(cè)精度。（2）環(huán)境電導(dǎo)率環(huán)境電導(dǎo)率在一定程度上影響探地雷達(dá)的探測(cè)深度。由于探地雷達(dá)的工作頻率較高，Sun 等[90]認(rèn)為高頻電磁波在傳播過(guò)程中會(huì)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(diǎn)的探地雷達(dá)響應(yīng)數(shù)值模擬結(jié)果垂直裂縫的雷達(dá)波響應(yīng)特征介質(zhì)中垂直裂縫的雷達(dá)波響應(yīng)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(dá) 5 500MHz 屏蔽式天線。探地雷達(dá)垂直分辨率距離采樣率為 10 點(diǎn)/cm。擬現(xiàn)場(chǎng)和模擬結(jié)果。由圖 2.3（b）可見(jiàn)，在為對(duì)應(yīng)于裂縫頂、底端的兩條雙曲線波組，于對(duì)應(yīng)于底端的雙曲線波組的幅度，且二者的頂點(diǎn)與裂縫頂點(diǎn)位置相一致。由此可見(jiàn)，頂點(diǎn)位置和深度，但是裂縫的底部起始位置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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