路面损坏智能检测技术研究

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摘要：笔者总结了路面损坏智能检测技术的重要研究成果，分析了该领域关键技术的研究进展，从路表数字图像技术和激光位移技术两个方面展开，研究了路面损坏智能检测技术的不足与未来研究方向。研究结果表明，提高路面损坏检测精度，降低各种影响因素造成的检测误差，扩大检测技术的适用范围与使用条件是目前的研究重点，提高其自动化与智能化程度则是未来的发展方向。

关键词：道路工程；智能检测；路面损坏

随着交通运输基础设施的大规模建设，公路运营与管理工作也日益重要，目前中国高速公路的发展阶段已经从过去的大规模建设阶段转变为现在的大规模养护阶段，通过路面检测技术可以确定道路的技术状况及剩余寿命，为道路的运营管理和养护提供支撑。本文从路面损坏的智能检测技术出发，总结了近些年国内外路面损坏智能检测技术的最新成果，从路表数字图像技术和激光位移技术两个方面展开，研究了目前路面损坏智能检测技术的现状、不足及未来的研究方向。

1路面损坏检测及评价内容

根据2019年5月1日实施的《公路技术状况评定标准》(JTG5210-2018)，路面损坏检测和评价的主要内容有：

1.1沥青路面损坏检测和评价主要内容

1）裂缝类：龟裂，块状裂缝，纵向裂缝，横向裂缝；2）变形类：沉陷，车辙，波浪拥抱；3）松散类：坑槽与松散；4）其他类：泛油与修补。

1.2水泥混凝土路面损坏检测和评价主要内容

1）裂缝类：破碎板，裂缝及板角断裂；2）接缝类：错台，拱起，接缝料损坏，唧泥，边角剥落；3）层类：露骨及表坑洞；4）其他类：修补。

2路面损坏智能检测系统

路面损坏检测技术可以分为两类：通过拍摄高清晰度的路表数字图像并利用数字图像处理技术来分析路面损伤信息；运用激光位移技术获取三维立体图像，用于测量路面的破损和变形，如车辙、裂缝等[1]。根据路面损坏图像采集原理的不同，将现有的路面损坏智能检测系统分为以下几类。

2.1二维光学图像技术的路面图像快速采集系统

该系统利用高速摄像机进行路面损坏二维光学图像的采集，并对胶卷进行冲洗得到路面损坏图像，最后采取人工的方式分析路面损坏图像。其缺点为自动化程度不高，检测效率较低。

2.2模拟视频技术的路面图像快速采集系统

该系统通过电视摄像仪采集路面损坏数据，并存储在录像带中，但在采集图像时需利用车辆两侧的灯光照明[2]，自动化程度较低且必须在夜间环境下工作。

2.3CCD相机的路面图像快速采集系统

该系统采集图像主要使用CCD图像传感器，并通过全球定位系统和惯性导航系统采集道路线形数据，并对采集到的路面图像进行实时压缩[3]，该系统的局限性是拍照效果受环境照度影响较大，需增加人工照明，才能获得清晰度高的图像。

2.4双线阵相机的路面图像快速检测系统

该系统通过红外光进行照明，利用线扫描相机采集路面图像，并通过线激光检测车辙，图像质量、检测精度及稳定性都得到了提高。

2.5红外热辐射成像技术的路面图像采集系统

该系统主要依靠红外热成像相机进行图像采集，通过路面不同位置的反光率和表面温度差异，分辨路面损坏类型，但红外热成像相机成本较高，图像采集速率和分辨率还需提高。

2.63D激光扫描技术的路面损坏检测系统

路面精细的3D轮廓可由3D激光扫描获取[4]，该系统首先获取线激光直射路面时生成的投影图像，然后基于图像处理算法对路面图像上每一个点的高程值进行计算。其缺点是检测数据量大，且设备成本较高，可靠性有待提高，但该系统是未来路面损坏智能检测系统的发展方向。

3存在的问题与展望

随着中国公路建设已逐渐进入大规模养护阶段，未来路面损坏检测工作量也会急剧增大，快速智能的路面损坏检测技术将会在未来交通行业中得到广泛应用，现有路面损坏智能检测技术在路面损坏图像识别和分类方法方面还需改进，如何提高检测精度，降低各种影响因素造成的检测误差，扩大检测技术的适用范围与使用条件是目前的研究重点，而基于物联网及云计算等技术来提高其自动化与智能化程度则是未来的发展方向。

参考文献：

[1]WANGLinbing，王含笑，赵千，等．智能路面发展与展望[J]．中国公路学报，2019，32(4)：50-72．

[3]马建，赵祥模，贺拴海，等．路面检测技术综述[J]．交通运输工程学报，2017，17(5)：121-137．

作者：周鹏飞 单位：重庆交通大学土木工程学院