公路路面裂縫三維檢測技術(shù)分析

文/黎小芩

1 前言

在公路項(xiàng)目中，路面是非常重要的結(jié)構(gòu)組成，路面質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到整體公路的安全性以及穩(wěn)定性。就目前現(xiàn)狀而言，在受到車輛荷載以及環(huán)境因素的影響下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)路面裂縫問題，因此我們需要對路面裂縫進(jìn)行檢測，采用三維檢測技術(shù)明確裂縫的變化形式以及相關(guān)參數(shù)，從而根據(jù)檢測后的結(jié)果采取有效措施進(jìn)行處理，以達(dá)到路用功能的實(shí)際需求。

2 公路路面裂縫應(yīng)用三維檢測技術(shù)的優(yōu)勢

路面裂縫問題是公路工程常見的一種病態(tài)問題，一旦路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的裂縫就會(huì)影響到公路項(xiàng)目的安全穩(wěn)定性，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)安全事故問題。所以分析裂縫問題、采取恰當(dāng)?shù)姆桨敢约疤幚矸绞?、進(jìn)行優(yōu)化，就顯得非常必要。在實(shí)踐的階段中，我們需要綜合性地選擇三維檢測技術(shù)來對路面裂縫的病害問題進(jìn)行了解，從而在掌握裂縫形式以及裂縫參數(shù)的基礎(chǔ)上合理選擇養(yǎng)護(hù)措施，修復(fù)和改善路面裂縫的整體效果。三維檢測技術(shù)在公路路面檢測中的優(yōu)勢逐步顯現(xiàn)出來，該技術(shù)可以對公路路面進(jìn)行全方位地檢測和分析，掌握全部的數(shù)據(jù)信息和技術(shù)資料，與傳統(tǒng)的二維檢測技術(shù)掌握的二維信息對比，三維檢測技術(shù)獲取的數(shù)據(jù)與結(jié)果更加準(zhǔn)確、真實(shí)、可靠，數(shù)據(jù)更加全面，能夠獲取裂縫點(diǎn)高度、路面水平數(shù)據(jù)等，應(yīng)用效果非常好。從檢測結(jié)論分析發(fā)現(xiàn)，三維檢測技術(shù)可以形成雙相掃描檢測圖像，這一圖像的應(yīng)用效果非常好，公路路面裂縫檢測也更加準(zhǔn)確，應(yīng)用價(jià)值比較高[1]。

3 檢測系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)與操作方法

在應(yīng)用三維檢測技術(shù)時(shí)，綜合分析其組成結(jié)構(gòu)，了解其使用方法，分析傳感器的位置，做好整個(gè)車道寬度的運(yùn)行和管理工作，考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果，展開車輛的全面深入分析，最終可以形成完善的技術(shù)體系，以滿足公路路面裂縫分析和質(zhì)量控制要求。

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

為了達(dá)到行車道的行駛要求，我們需要安裝傳感器裝置，符合道路的運(yùn)行要求，達(dá)到剛性結(jié)構(gòu)、伸縮縫結(jié)構(gòu)的控制標(biāo)準(zhǔn)，另外還要達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，做好各個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制，保證剛性梁分布質(zhì)量合格，滿足運(yùn)輸與停放合理性的要求，分析各個(gè)層次的情況，做好各個(gè)結(jié)構(gòu)的分析工作，形成多層次的結(jié)構(gòu)形式，達(dá)到建設(shè)的要求。應(yīng)用器材設(shè)施建設(shè)，在所有結(jié)構(gòu)滿足封閉性要求下開始建設(shè)，同時(shí)加強(qiáng)測量底線的建設(shè)與管控，根據(jù)需要進(jìn)行放線寬度的控制，明確檢測工作程序和標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)安裝操作環(huán)節(jié)，做好各項(xiàng)寬度、位移參數(shù)的控制，確保各個(gè)跨度、寬度等尺寸符合要求，完全達(dá)到工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求[2]。

3.2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)電路是主要的運(yùn)行部件，從實(shí)際運(yùn)行需要、測速標(biāo)準(zhǔn)展開分析，傳感數(shù)量以及傳輸信息都要達(dá)到有效性的要求，結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)性的要求，可以快速測量數(shù)據(jù)信息，滿足行駛的需要，了解全部信息，且傳感器系統(tǒng)也要達(dá)到運(yùn)行的要求，并利用傳輸體系的運(yùn)行，保證各個(gè)路面上的地理信息都能夠被有效地掌控。利用傳感信號確定里程數(shù)據(jù)，根據(jù)里程信號實(shí)現(xiàn)地理信息安全監(jiān)管以及傳感器的預(yù)處理，同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)進(jìn)行距離信號觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置，有效創(chuàng)建和運(yùn)行傳感器縱斷面與橫斷面，完成信息建設(shè)工作，直接獲取整個(gè)斷面的信息。另外，通過以太網(wǎng)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，通過計(jì)算機(jī)確定最終數(shù)據(jù)信息，然后利用計(jì)算機(jī)傳輸?shù)礁鱾€(gè)終端設(shè)備，滿足各個(gè)用戶的使用需要[3]。

3.3 軟件設(shè)計(jì)方案

應(yīng)用三維形狀與激光檢測軟件展開數(shù)據(jù)信息處理，然后利用模塊展開記錄工作，較之傳統(tǒng)數(shù)據(jù)重建方面可以獲取三維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)；利用重構(gòu)數(shù)字通路以及縱斷面實(shí)現(xiàn)信息確定和應(yīng)用，并且利用重構(gòu)數(shù)字路面的過程，通過各個(gè)結(jié)構(gòu)位置實(shí)施縱斷面與橫斷面信息擴(kuò)建和應(yīng)用，采用測量儀器實(shí)現(xiàn)信息的保護(hù)和利用。

4 公路路面裂縫三維檢測技術(shù)應(yīng)用

4.1 單相掃描檢測

公路裂縫的檢測應(yīng)用三維檢測技術(shù)開展和進(jìn)行，首先需要進(jìn)行單相掃描檢測，同時(shí)做好全面控制工作。

4.1.1 水平單相掃描檢測

具體分析公路路面裂縫水平單相掃描儀的應(yīng)用狀況，按照實(shí)際工作的要求將其分為N 等分，并且存儲到N 個(gè)數(shù)組內(nèi)。同時(shí)，按照這些數(shù)據(jù)元素實(shí)現(xiàn)曲線擬合處理，為了達(dá)到數(shù)據(jù)可靠性、準(zhǔn)確性的要求，還要通過擬合值減去原始值的方式進(jìn)行處理。在該環(huán)節(jié)中，根據(jù)需要設(shè)置相關(guān)的閾值，達(dá)到可靠性的要求，這一閾值在設(shè)置環(huán)節(jié)，就是分析上述相減后獲取的數(shù)據(jù)信息，利用等價(jià)劃分的方式，分為輕、中、重三個(gè)等級。在水平單相掃描檢測工作進(jìn)行中，根據(jù)三維檢測技術(shù)的需要實(shí)施圖形化處理，把相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)施去噪處理，然后得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化分析和研究，利用圖像顯示出不同的深淺，最終可以實(shí)現(xiàn)裂縫點(diǎn)的檢測，并且標(biāo)注好不同的顏色，以確定不同位置上裂縫的嚴(yán)重性，為公路裂縫問題的分析和處理提供基礎(chǔ)。值得注意的是，在進(jìn)行掃描的時(shí)候要核對獲取的數(shù)據(jù)，為了保證數(shù)據(jù)的正確性，針對裂縫問題的病害數(shù)據(jù)要進(jìn)行二次復(fù)核，保證掃描的結(jié)果參數(shù)一致，以此才能給后續(xù)工作的開展奠定良好基礎(chǔ)[4]。

4.1.2 垂直單相掃描檢測

公路路面裂縫的垂直單相掃描檢測技術(shù)應(yīng)用時(shí)，與水平掃描技術(shù)是基本相同的，特別是對于擬合值減去原始值的部分，相差是很小的，基本上兩者是一致的。但是在閾值的設(shè)置環(huán)節(jié)，其應(yīng)用需要有更強(qiáng)的針對性、目的性，特別是要考慮到公路裂縫的垂直表現(xiàn)，并展開全面地分析和研究，了解裂縫的表現(xiàn)，為進(jìn)一步的分析和處理提供良好的基礎(chǔ)。另外，根據(jù)裂縫強(qiáng)度圖像分析的結(jié)論，其一般也分為輕、中、重三個(gè)等級，在圖像中標(biāo)注好不同的顏色，利用顏色的深淺反映出裂縫的嚴(yán)重性。此外，在裂縫點(diǎn)的分析中，也是利用垂直單相掃描檢測的方式獲取的。

4.2 疊加處理

在三維檢測技術(shù)應(yīng)用的階段中，為了能夠獲取水平單向掃描的結(jié)果，工作人員需要在了解單向掃描結(jié)果要求的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有的技術(shù)策略獲取圖像文件。一般將水平單向掃描檢測獲取的文件稱為L1，而單向掃描獲取的圖形設(shè)計(jì)為L2，這兩種圖形方式是后續(xù)工作開展的基礎(chǔ)參數(shù)。一般來說，在處理的時(shí)候需要控制好以下幾點(diǎn)。

根據(jù)需要實(shí)施簡單的圖像疊加處理，然后依據(jù)圖像交集特點(diǎn)分析確定裂縫圖像；在疊加操作的環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際需要實(shí)施圖像的并集處理，將其中的兩個(gè)圖像并集之后形成一個(gè)完整的圖像。在全部的圖像處理時(shí)，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求實(shí)現(xiàn)圖像的分割處理，將其劃分成為M×N 個(gè)小塊。交集裂縫圖像分析時(shí)，從左到右逐步進(jìn)行每一個(gè)小塊的掃描作業(yè)，然后將這些小塊組合形成到其他的圖像中，并做出具體的分析和展示，特別是并集裂縫圖像與其他的單向裂縫圖像的差距性分析，可以消除數(shù)據(jù)和信息的誤差問題，這對裂縫分析與處理有著直接的影響作用。另外，在并集圖像分析工作結(jié)束后，還要進(jìn)行類比對象的分析，與上述的各個(gè)步驟處理基本相同，同時(shí)還要展開相對誤差分析，保證各個(gè)小塊都能夠達(dá)到處理的要求，并且掌握全部的裂縫數(shù)據(jù)信息，疊加操作也更加準(zhǔn)確、真實(shí)與可靠，最終經(jīng)過疊加處理后形成相應(yīng)的路面裂縫圖，為裂縫的分析和處理提供基礎(chǔ)[5]。

4.3 裂縫圖像區(qū)域生長處理

要想全面提升公路路面三維檢測技術(shù)的效果和質(zhì)量，達(dá)到可靠性、穩(wěn)定性的要求，工作人員應(yīng)該綜合分析圖像信息，展開全部的處理分析，保證數(shù)據(jù)信息達(dá)到真實(shí)性、可靠性的要求，符合應(yīng)用效果需要，滿足公路裂縫的分析標(biāo)準(zhǔn)。在具體的裂縫圖像生長處理環(huán)節(jié)，主要應(yīng)該做好如下幾項(xiàng)工作：選擇最為恰當(dāng)、合適的種子點(diǎn)；明確符合實(shí)際需要的生長準(zhǔn)則；明確相應(yīng)的生長停止條件。達(dá)到上述幾項(xiàng)準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)后，才能保證最終裂縫圖的生長處理效果以及圖像文件更加的真實(shí)、可靠，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重偏差和問題。

5 結(jié)語

綜上所述，對公路路面裂縫應(yīng)用三維檢測技術(shù)進(jìn)行分析，發(fā)揮出三維掃描檢測技術(shù)的優(yōu)勢，能夠提高檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。該方式和傳統(tǒng)的二維檢測技術(shù)對比分析，實(shí)用性非常好，操作更加規(guī)范，流程也比較簡化，處理效果好，完全可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，對于公路路面裂縫病害問題的分析和處理有著重要的意義和價(jià)值。