本發(fā)明涉及道路工程檢測技術，尤其涉及一種基于三維探地雷達與無核密度儀的路面施工質量檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術：

在公路道路工程質量檢驗評定標準中，路面表層的平整度、彎沉值等均被列為評價高等級公路瀝青路面質量的重要指標。而如何對路面各項指標進行快速、客觀的檢測與評價，長期以來一直是建設部門和質量管理部重點關注的問題之一。

目前在本領域中，對道路路面的質量檢測與評價，其所采用的傳統(tǒng)方法是鉆心取樣法，而現(xiàn)行所采用的方法則包括有結合鉆心取樣法與無核密度儀的路面質量檢測技術和結合鉆心取樣法與雷達檢測技術的路面質量檢測技術。可見，目前對道路路面的質量檢測與評價方法主要是依賴鉆心取樣法來實現(xiàn)的。而對于鉆心取樣法這一技術，雖然其具有直觀、可靠的特點，但是卻存有局限性大的問題，例如損壞路面、代表性差、效率低、成本高等。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于三維探地雷達與無核密度儀的路面施工質量檢測方法，對路面基本不造成損害，并且能快速及時準確地對路面質量進行檢測。

本發(fā)明的另一目的是提供一種基于三維探地雷達與無核密度儀的路面施工質量檢測系統(tǒng)，對路面基本不造成損害，并且能快速及時準確地對路面質量進行檢測。

本發(fā)明所采用的方法技術方案是：一種路面施工質量檢測方法，該方法包括以下步驟：

采用三維探地雷達對路面進行檢測，從而測算得到路面的介電常數(shù)；

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

采用無核密度儀對路面進行檢測，從而獲取得到路面的第二密度數(shù)據(jù)；

根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；

對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性。

進一步，所述根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)這一步驟，其具體包括：

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，采用介電常數(shù)-空隙率模型來計算得出對應的路面的空隙率；

將路面的空隙率轉換成相對應的第一密度數(shù)據(jù)。

進一步，所述介電常數(shù)-空隙率模型的表達公式如下所示：

vv＝λae^(-b=δ*k*β)

其中，vv表示為空隙率，a和b均表示為擬合參數(shù)，λ和β均表示為最大理論密度變化時的調整系數(shù)，k為厚度的調整系數(shù)，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)。

進一步，所述利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)，其計算公式如下所示：

其中，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)；εr為介質的相對介電常數(shù)；t為面層厚度；c為電磁波在空氣中的傳播速度，取值為300mm/ns；δt為雷達波在路面面層中的雙程走時，單位為ns。

進一步，所述采用三維探地雷達對路面進行檢測這一步驟，其具體為：采用三維探地雷達對路面的上中下面層進行連續(xù)掃描。

本發(fā)明所采用的一系統(tǒng)技術方案是：一種路面施工質量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有：

三維探地雷達，用于對路面進行檢測，從而測算得到路面的介電常數(shù)；

無核密度儀，用于對路面進行檢測，從而獲取得到路面的第二密度數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理裝置，包括用于實現(xiàn)各指令的處理器，所述指令由處理器加載并執(zhí)行以下步驟：

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；

對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性；

所述三維探地雷達的輸出端與無核密度儀的輸出端均與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端通訊連接。

進一步，所述根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)這一步驟，其具體包括：

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，采用介電常數(shù)-空隙率模型來計算得出對應的路面的空隙率；

將路面的空隙率轉換成相對應的第一密度數(shù)據(jù)。

進一步，所述介電常數(shù)-空隙率模型的表達公式如下所示：

vv＝λae^(-b*δ*k*β)

其中，vv表示為空隙率，a和b均表示為擬合參數(shù)，λ和β均表示為最大理論密度變化時的調整系數(shù)，k為厚度的調整系數(shù)，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)。

進一步，所述利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)，其計算公式如下所示：

其中，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)；εr為介質的相對介電常數(shù)；t為面層厚度；c為電磁波在空氣中的傳播速度，取值為300mm/ns；δt為雷達波在路面面層中的雙程走時，單位為ns。

本發(fā)明所采用的另一系統(tǒng)技術方案是：一種路面施工質量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

測算模塊，用于根據(jù)由三維探地雷達測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

第一生成模塊，用于根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

第二生成模塊，用于根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；其中，所述第二密度數(shù)據(jù)是通過無核密度儀對路面進行檢測而獲取得到的；

對比判斷模塊，用于對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性。

本發(fā)明方法的有益效果是：本發(fā)明的檢測方法通過采用三維探地雷達和無核密度儀分別對路面進行檢測，從而獲取得到對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)和第二密度數(shù)據(jù)，然后對利用第一密度數(shù)據(jù)而生成的路面密度彩色圖，與利用第二密度數(shù)據(jù)而生成的路面密度灰度圖進行對比分析，從而對兩者進行一致性判斷，以精確確認得出路面的施工質量真實狀態(tài)，可見，通過使用本發(fā)明，能令工作人員可快速及時且精確地評價新建好的路面的施工質量，從而對施工單位后期的施工提出對應的指導意見，以提高路面的施工質量，而且采用本發(fā)明檢測方法，對新建路面基本不造成損害。

本發(fā)明系統(tǒng)的有益效果是：本發(fā)明的檢測系統(tǒng)通過采用三維探地雷達和無核密度儀分別對路面進行檢測，從而獲取得到對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)和第二密度數(shù)據(jù)，然后對利用第一密度數(shù)據(jù)而生成的路面密度彩色圖，與利用第二密度數(shù)據(jù)而生成的路面密度灰度圖進行對比分析，從而對兩者進行一致性判斷，以精確確認得出路面的施工質量真實狀態(tài)，這樣令工作人員可快速及時且精確地評價新建好的路面的施工質量，從而對施工單位后期的施工提出對應的指導意見，以提高路面的施工質量，而且采用本發(fā)明檢測系統(tǒng)，對新建路面基本不造成損害。此外，本發(fā)明系統(tǒng)還具有結構簡單、易于實現(xiàn)等優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于三維探地雷達與無核密度儀的路面施工質量檢測方法的步驟流程圖；

圖2是本發(fā)明一種基于三維探地雷達與無核密度儀的路面施工質量檢測系統(tǒng)的結構框圖；

圖3是路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的對比示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種路面施工質量檢測方法，該方法包括以下步驟：

采用三維探地雷達對路面進行檢測，從而測算得到路面的介電常數(shù)；

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

采用無核密度儀對路面進行檢測，從而獲取得到路面的第二密度數(shù)據(jù)；

根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；

對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性。

對于上述一種路面施工質量檢測方法，其所對應的檢測系統(tǒng)，包括有：

測算模塊，用于根據(jù)由三維探地雷達測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

第一生成模塊，用于根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

第二生成模塊，用于根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；其中，所述第二密度數(shù)據(jù)是通過無核密度儀對路面進行檢測而獲取得到的；

對比判斷模塊，用于對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性。

如圖2所示，一種路面施工質量檢測系統(tǒng)裝置，其包括有：

三維探地雷達，用于對路面進行檢測，從而測算得到路面的介電常數(shù)；

無核密度儀，用于對路面進行檢測，從而獲取得到路面的第二密度數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)處理裝置，包括用于實現(xiàn)各指令的處理器，所述指令由處理器加載并執(zhí)行以下步驟：

根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖；

根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖；

對路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行分析對比，從而判斷路面密度彩色圖與路面密度灰度圖之間的一致性；

所述三維探地雷達的輸出端與無核密度儀的輸出端均與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端通訊連接。

結合以下優(yōu)選實施例來對上述本發(fā)明方法及系統(tǒng)做詳細闡述。

在本實施例中，被測路面為新建的瀝青路面，那么一種采用三維探地雷達和無核密度儀對新建的瀝青路面施工質量檢測方法，其具體優(yōu)選步驟包括有：

s101、在新建的瀝青路面上隨機選取500米，采用三維探地雷達對該選取出的路面的上中下面層進行連續(xù)掃描，從而獲取得到該路面的三維圖像，以及測算出每層的介電常數(shù)和厚度；

s102、根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，計算得出對應的路面的第一密度數(shù)據(jù)；

對于所述步驟s102，其具體包括：

s1021、根據(jù)測算得到的路面的介電常數(shù)，采用介電常數(shù)-空隙率模型來計算得出對應的路面的空隙率；其中，所述介電常數(shù)-空隙率模型的表達公式如下所示：

vv＝λae^(-b*δ*k*β)

其中，vv表示為空隙率，a和b均表示為擬合參數(shù)，λ和β均表示為最大理論密度變化時的調整系數(shù)，k為厚度的調整系數(shù)，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)；其中，k＝(真實厚度)²/(假定厚度)²；

所述利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)，其計算公式如下所示：

其中，δ表示為利用三維探地雷達而測算得到的路面的介電常數(shù)；εr為介質的相對介電常數(shù)；t為面層厚度；c為電磁波在空氣中的傳播速度，取值為300mm/ns；δt為雷達波在路面面層中的雙程走時，單位為ns；

s1022、將步驟s1021計算得出的路面的空隙率轉換成相對應的第一密度數(shù)據(jù)；

s103、在雷達掃描過的500米中隨機選取50米，每平米選取四個點位，進行無核密度儀的檢測，記錄下檢測得到的上中下面層的第二密度數(shù)據(jù)和壓實度；

s104、利用繪圖軟件，根據(jù)第一密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度彩色圖，該彩色圖上顯示了路面上各個位置點所對應的密度數(shù)據(jù)；

利用繪圖軟件，根據(jù)第二密度數(shù)據(jù)，繪制生成出對應的路面密度灰度圖，該灰度圖上同樣顯示了路面上各個位置點所對應的密度數(shù)據(jù)；

s105、從路面密度彩色圖(即雷達數(shù)據(jù)彩色圖)中，截取與無核密度儀所掃描的50米路面相對應的路面密度彩色圖；

s106、將路面密度灰度圖與截取出的路面密度彩色圖進行對比分析，判斷兩者之間的一致性，即將對同一路段的路面所對應的路面密度彩色圖與路面密度灰度圖進行對比分析，判斷兩者之間的一致性；其中，路面密度灰度圖與截取出的路面密度彩色圖如圖3所示。當判斷結果為一致時，則表示路面密度彩色圖/路面密度灰度圖得到了驗證，路面密度彩色圖/路面密度灰度圖能真實準確地表示了路面施工質量的真實狀況，這樣通過使用本發(fā)明的檢測方法及系統(tǒng)，工作人員可快速及時且精確地對新建好的路面的施工質量進行評價，從而對施工單位后期的施工提出對應的指導意見，以提高路面的施工質量，而且采用本發(fā)明檢測方法及系統(tǒng)，對新建路面基本不造成損害。此外，通過采用上述第一密度數(shù)據(jù)的計算步驟，能更快速且精確地計算得出對應的路面密度，這樣通過基于第一密度數(shù)據(jù)而繪制生成的彩色圖能更真實地反應出路面的施工質量。還有，利用上述介電常數(shù)-空隙率模型，還能實現(xiàn)對路面施工質量的控制。

此外，為了能夠精確地進行檢測，在進行檢測前，需要對無核密度儀的檢測精度進行驗證；而對于介電常數(shù)-空隙率模型中的a和b這兩個擬合參數(shù)，其是通過隨機選取由無核密度儀所測算出的空隙率，與由三維探地雷達所測算出的介電常數(shù)，結合所述模型來進行多次擬合，從而確認得出a和b這兩個擬合參數(shù)的具體參數(shù)值。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。