基于三维激光技术的路面坑槽多维度指标检测

为实现沥青路面坑槽深度、面积和体积等多维度指标的自动、准确检测,利用三维激光技术对室内坑槽模型进行扫描,基于Matlab软件对激光点云数据采用不规则三角网(TIN)平面插值法重构了坑槽三维模型,进而结合等高线提取确定了坑槽边界,实现了坑槽多维度指标自动计算;对比了不同坑槽多维度指标计算误差,研究了激光线纵向间距对计算误差影响规律.研究结果表明:坑槽深度、面积和体积指标的最大相对误差分别为3.96%、4.58%和4.74%;当激光线纵向间距从1mm逐渐增大至20mm时,坑槽多维度指标计算相对误差逐渐增加;当间距为5mm时,坑槽深度、面积和体积指标的最大相对误差分别为4.65%、6.32%和7.17%;当间距大于5mm后,坑槽三维重构模型逐渐失真并出现了部分缺失,从而导致多维度指标检测误差的增大;因此,为保证坑槽多维度指标检测准确度建议激光线纵向间距应不大于5mm;坑槽多维度指标准确获取将为路面破损层位判定、严重程度评价和修补材料估算提供依据.     

基于临界滑水速度的湿滑路面全域滑水风险量化评价

基于修正LuGre摩擦模型提出临界滑水速度的快速计算方法,以临界滑水速度为滑水风险事件发生的判断指标;基于湿滑路段水膜厚度分布以及车速、轮迹等车辆行驶状况的概率模型,计算滑水风险事件发生的概率,从而对滑水风险进行量化,并根据风险概率将滑水风险划分为5个等级。结果表明：临界滑水速度主要受水膜厚度的影响,与路面的高程特征密切相关;当路面存在车辙、坑槽等表面病害时,病害区域的临界滑水速度显著下降。车辆滑水风险与临界滑水速度分布基本一致,但轮迹带区域的风险相对较高;降雨强度较大时,无病害或低病害路段的低风险区域超过96%,路段整体处于低风险等级,车辙等严重病害处出现大量中高风险区域,导致路段整体风险等级提高。     

浅析沥青路面压实质量的影响因素和控制措施

沥青砼路面作为国内两大路面类型之一,凭借其表面平整、行车舒适、施工方便、养护简便等众多优良特点,已经被越来越多的建设单位及设计单位所青睐。然而,在沥青路面的使用过程中,一些已建成通车的路段均出现了不同程度的病害缺陷,如裂缝、坑槽等。经过内业专家的反复研究及论证,施工时沥青路面压实质量的好坏,是引致出现早期病害的关键原因。     

沥青路面变形类病害快速检测方法

针对目前路面变形类病害因没有快速检测方法,在实际路面检测中往往被忽略的情况,使用车载激光传感器、加速度传感器和距离传感器测量沥青路面断面相对高程,并给出极值差指标用以判断路面是否发生变形类病害,用极值差大于10 mm的路段长度乘以影响宽度得出变形类病害的破损面积,从而提出了一种基于激光三角测距原理的沥青路面变形类病害快速检测方法。以江西省某高速公路K0+000~K2+263段沥青路面损坏状况指数检测为应用实例,采用该快速方法共检测出沥青路面变形类病害64处,累计有效损坏面积27.12 m2,证实了该方法的有效性。     

考虑病害三维特征的沥青路面车辙异常检验方法

针对复杂路况下车辙深度异常或横断面数据不完整的问题,提出了基于病害三维特征的路面车辙异常检验方法.首先,对三维图像中激光点异常值进行筛选及修正,利用横断面深度数据应用包络线算法提取最大车辙.考虑到裂缝、坑槽和拥包对车辙提取存在误判,利用三维高程数据建立病害种子检测模型以自动提取裂缝、坑槽和拥包种子点.测试结果表明,车辙深度相对误差小于7%,车辙深度测量重复性小于4%,包络线算法结果与人工测量值的相关系数高达0.999 2.在车辙异常检验中,裂缝种子识别模型准确率和召回率的均值分别为92.18%和84.79%,且F值为88.33%,优于支持向量机及改进的Canny方法.坑槽及拥包种子识别模型检测正确率大于95%.所提方法不仅能高效地提取车辙深度,而且能准确地检验造成车辙检测异常的其他病害.     

基于多分支深度学习的沥青路面多病害检测方法

为了准确、快速地识别路面多病害，采用一种基于多分支框架的深度学习方法，提取并融合路面图像的大、小尺度特征，将路面二维图像和三维图像作为网络输入，增强病害特征.采集裂缝、条状修补、块状修补、坑槽、松散等沥青路面病害图像共计10 562张，进行人工标注.结果表明：500次训练后该方法的平均交并比为0.83,准确率和召回率的调和平均数F值为0.90,优于U-net、PSPNet、DeepLabv3+等方法；在单一类别上，对条状修补、坑槽、松散、桥接缝等分割效果最优，对裂缝、块状修补的识别展现出较强的鲁棒性；所提方法的识别效果高于仅使用单一输入或者单一分支的方法.因此，双通道和多分支的设计方法可以显著提升网络对多类别路面病害的识别精度.     

基于E-HRNet的路面破损区域识别方法

针对现有路面破损区域识别方法识别效率低、泛化性能差等问题,提出了一种基于深度高分辨率网络HRNet的路面坑槽和裂缝识别方法 .采用车载单目相机实地采集路面坑槽和裂缝图像,并对图像进行预处理和标注,生成路面破损数据集.在原HRNet基础上,对其网络特征提取层的4个不同分辨率表征分别融合改进的卷积注意力模块,形成E-HRNet网络模型.为了提高EHRNet模型的推理速度,对其各步骤中不同分辨率分支的残差层数进行了优化,并采用联合损失函数对该模型进行监督训练.试验结果表明：E-HRNet网络模型对路面坑槽和裂缝区域分割的平均像素精度和平均交并比分别达到了94.53%和88.31%,与原HRNet网络模型相比,平均像素准确率增加了6.53%,平均交并比提升了5.38%,平均类别准确率提高了1.39%;模型检测帧率提高了30.3%,而模型体积则减少了42.6%,可满足模型轻量化和实时检测的需求;与DDRNet、DeeplabV3+等同类模型相比,E-HRNet网络模型对坑槽和裂缝区域的分割精度更高,有效地避免了漏检、误检以及边界模糊等问题的出现,具有更好的实时性和泛化性.     

沥青路面坑槽修复材料研发及结构力学响应分析

目的研发一种新型高性能沥青路面坑槽修复材料,探究坑槽修补面积、修补厚度对修补后路面结构的影响.方法通过挥发速率试验确定稀释剂.通过马歇尔稳定度试验确定添加剂.并对混合料进行马歇尔稳定度试验、高温稳定性试验、水稳定性试验等路用性能试验.利用ABAQUS建立沥青路面坑槽修补有限元模型,分析不同修补面积、不同修补厚度对路面结构修补的影响.结果稀释剂B与添加剂c为最优组合.当稀释剂B掺量为20%,添加剂c掺量为10%时,其初始强度达到4.03 kN,成型强度达到6.93 kN,施工和易性好,水稳定性试验中马歇尔残留稳定度大于75%,冻融劈裂强度比大于70%,车辙试验中动稳定度1 487次/mm.剪应力的最大值出现于坑槽底部,拉应力的最大值出现于轮隙中心,压应力的最大值出现于坑槽表面.随着修补面积和修补厚度的增加,最大压应力和拉应力随之增加,最大剪应力随之减小.结论研发的沥青路面坑槽修复材料性能良好,满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)与工程使用要求.在坑槽修补的底部、表面应力最大值处,应保证混合料的密实性与原有路面的黏结性.以确保不产生二次破坏.     

基于语义分割模型的三维沥青路面车辙异常分析方法

车辙深度是路面状况评价和道路养护的一个重要指标。现有车辙深度测量方法未考虑复杂路况下坑槽、松散、裂缝和桥梁接缝等对车辙计算的影响，其有效性和适用性受到了限制，测量结果的真实性也有待进一步验证。有鉴于此，文中提出了一种基于语义分割模型的沥青路面车辙异常检测与校正方法。采用三维线激光技术采集道路横断面高程数据，利用包络线算法提取车辙深度。对于最大车辙深度超过10 mm的横断面，搭建基于深度学习的语义分割框架，提出改进的DeepLabV3+网络对病害类型进行自动辨识和像素定位，并结合最大车辙深度高程点，设计基于拉格朗日插值的校正规则来对异常车辙进行校正。研究结果表明，改进的DeepLabV3+模型能较为准确地识别和定位造成车辙检测异常的路面病害，其对5种路面特征和病害的综合检测准确率达81.63%，在均交并比（MIoU）和大部分交并比（IoU）上的表现均优于U-Net、PSPNet、DeepLabV3+模型。现场验证结果表明，文中方法不仅能够自动分析车辙异常的原因，还能通过对异常车辙的校正排除其他病害的影响，从而较大程度地还原实际车辙深度水平。文中研究成果可为路面预防性养护提供科学数据支撑。     

基于神经网络的车辆交通协调性评价模型

为了研究自动驾驶汽车交通协调性的主客观映射评价模型,以高速公路匝道汇入为研究场景,首先基于自然驾驶数据的交互样本数据,以自车平均行驶速度、并线时刻侧向速度、并线时刻车头TTC、并线时刻两车相对侧向速度和对手车减速程度等客观指标数据和交通协调性主观评价结果作为模型输入和输出,构建映射评价模型;然后设计2×2交叉对比实验,并分析数据预处理方法及神经网络类型对评价模型效果的影响。研究结果显示,基于线性函数归一化处理的BP神经网络模型和Dropout神经网络模型总精度分别为95.71%和80.00%,基于阶梯函数归一化处理的BP神经网络模型和Dropout神经网络模型总精度分别为94.60%和73.25%。由此可见,模型评价效果较好,所建立的客观表征指标集能够较好地表达专家对车辆交通协调性表现的评价。在建模方法方面,基于BP神经网络的映射评价模型的表现优于Dropout神经网络模型,能够根据客观数据更准确地得到符合专家评判标准的评价结果。在样本数据预处理方法方面,线性函数归一化处理方法能够在消除数据间数量级差异的同时保留客观表征指标集数据在不同样本之间的差异,能提高映射评价模型的评价精度。因此...     

斜向预应力水泥路面滑动层研究

合理铺设滑动层能够有效减小斜向预应力水泥路面板内温度应力及路面板端伸缩位移,大幅延长斜向预应力水泥路面单块板的划分长度,提高路面平整性和舒适性,同时降低轮胎/路面噪音,延长路面使用寿命。文章依据Amonton定律设计研发了斜向预应力水泥路面滑动层摩擦系数测试仪(CFT),可以快速、准确地测量斜向预应力水泥路面滑动层摩擦系数;并基于CFT,对斜向预应力水泥路面"砂层+聚乙烯塑料薄膜"(SPF)和"砂层+水泥+聚乙烯塑料薄膜"(SCPF)型滑动层进行了详细的试验研究,得到了测试速度与滑动层摩擦系数之间的影响关系,给出了CFT最佳的测试速度为1mm/min;同时得出了斜向预应力水泥路面滑动层最佳的结构参数和结构类型为10mm的滑动层厚度、细度模数2.6的中砂以及规格为3μm的单层聚乙烯塑料薄膜,SCPF型滑动层最佳的水泥掺量为3%。     

线性谐振子量子特性的可视化研究

基于量子理论和数值计算,重点研究了量子力学中二、三维线性谐振子的基本特性,包括波函数及其能量、能级、简并度和几率密度,得到了三维谐振子的四维图形,同时得到了二维线性谐振子的三维图形.结果表明,线性谐振子能量只能取分立值,能量是量子化的;谐振子的能级是均匀分布的,且相邻两能级间隔为ΔE=?ω.二维线性谐振子的简并度为N+1,但N=0时,对应的基态波函数无简并;波函数与平面Ψ=0的交线数为N;几率密度图能更直观地显示出几率密度的峰值个数与大小,且几率密度分布的极大值个数为(n_x+1)(n_y+1).三维情况下,以基态波函数为准,在一定范围内([-3,3]),x, y, z轴上的切片数分别为n_x+1,n_y+1,n_z+1,总的切片数为n_x+n_y+n_z+3.另外,通过MATLAB软件得到了三维线性谐振子的四维空间切片图,可视化的结果与理论结果完全吻合.     

离子交换法研制变折射率玻璃

用Na~+-Li~+和Ag~+-Na~+离子交换研制变折射率玻璃。用电子探针测定交换后玻璃中的Na_2O和Ag_2O浓度分布,求得互扩散系数。用干涉剪像法测定了玻璃表面的折射率分布。在实验温度下,渗透深度与交换时间平方根成正比。锂镁硅系玻璃在400℃的95%NaNO_3-5%Na_2SO_4盐浴中交换196h后,渗透深度达1.26mm;交换60h后,表面与内部折射率差为-0.026。锂镁铝硅玻璃在420℃的同样溶液中交换180h后,渗透深度达1.40mm。400℃时这两种玻璃中Na~+-L~+互扩散系数分别为10~(-10)～10~(-6)cm~2s~(-1)和2.3x10~(-11)～2.4～10~(?)cm~2s~(-1),它随Na_2O相对浓度的增加而增加。钠铝硅玻璃在490℃的AgCl盐浴中处理124h后,Ag~+的渗透深度达2.70mm,折射率差为0.024,随着Ag_2O相对浓度的增加,Ag~+-Na~+互扩散系数从9x10~9增加到1.8x10~8cm~2s~(-1)。     

鲁米诺-铁氰化钾流动注射化学发光法测定铜离子

Cu2+对鲁米诺-铁氰化钾碱性体系的化学发光具有较强的增敏作用,据此建立了流动注射化学发光法检测Cu2+的新方法.该方法具有简单、快速、线性范围宽等优点.测定Cu2+的检出限为8.0 10-10mol/L,线性范围为1.0 10-9~1.0 10-4mol/L,测定1.0 10-5mol/L Cu2+的相对标准偏差为1.2%(n=8).     

沥青路面水损害典型原因与对策

对典型沥青路面水损害进行调研与试验分析.构造深度试验、无损密度检测试验及芯样空隙率试验表明,沥青上面层离析严重;钻芯样冻融劈裂试验表明,该试验同实体工程坑槽病害相关性较差.为深入分析水损害成因,又进行了沥青混合料抽提试验及集料含泥量试验,结果表明路面存在离析现象且集料含泥量偏大.由此可知,沥青路面水损害的典型原因为空隙率过大及(或)沥青混合料离析严重,集料含泥量偏大,混合料水稳性相对不足,多雨季节等.最后给出了若干对策以及既抗水损害也抗车辙的级配.     

掺杂卟啉凝胶膜荧光分析法测定锌镉汞

研究了制备金属-卟啉凝胶膜的方法、原理及制备solgel膜的最佳条件.用该法测定Cd2+,Zn2+,Hg2+的线性范围分别为:10~500μg/L,8~700μg/L和10~700μg/L.最小检出限为1.2μg/L,测得长春南湖水中Cd2+的浓度为20μg/L,相对平均偏差为14.9%.     

基于层析PIV的湍流边界层涡结构统计研究

本文运用层析PIV技术测量了Re?=1768的平板湍流边界层,得到了250个瞬时三维三分量(3D3C)速度场.测量体位于边界层对数区,其大小为80 mm×16 mm×45 mm.旋涡强度ci?准则用来进行涡识别,以ci?在各个方向的投影作为该方向上的旋涡强度.本文通过线性随机估计、预乘功率谱等技术对湍流边界层中的涡结构进行了统计分析.结合高低流速区域,发现强剪切区域存在周期性分布的涡结构.最后用本征正交分解对流场进行尺度分离,发现大尺度结构对应的速度分布接近原始流场,而小尺度流场的涡量分布和频谱特性与原始涡量分布高度吻合.     

Ni Co Cr合金共沉积工艺

通过线性扫描、循环伏安和交流阻抗谱分析,研究了柠檬酸镀液中Ni-Co-Cr合金共沉积的电化学行为,并利用扫描电镜和X射线衍射对镀层的表面形貌和结构进行了表征.结果表明,Cr3+与Ni2+,Co2+离子有相互促进放电、加速共沉积的作用,Co为异常沉积.当添加剂为10 g/L,糖精为1 g/L,p H值为2.5,镀液温度为30℃时,阴极极化较大,有利于得到Cr含量高的Ni-Co-Cr合金镀层.所得镀层表面光亮平整,为非晶态结构.     

二种石斑鱼对氨基酸刺激的EOG反应

研究二种石斑鱼嗅上皮对10种氨基酸刺激的嗅电图(EOG)反应,结果表明,二种石斑鱼的EOG波形相似,当丙氨酸浓度为10~(-4)mol/1时,赤点石斑鱼的平均EOG振幅为1.01±0.51mV,青石斑鱼为1.08±0.31mV;二种石斑鱼对丙氨酸刺激的剂量-反应关系可用双对数回归方程表示:赤点石斑鱼为logR=0.20log C+0.75,青石斑鱼为log R=3.22 logC+0.82,其电生理阈值分别为10~(9.9) mol/1和10~(-9.6)mol/1;10种氨基酸对二种石斑鱼的相对刺激有效性(RSE)基本一致,但存在种间差异。     

超大深基坑支护结构综合选型及变形规律研究

针对超大深基坑支护方案选择问题,以洛阳龙门站综合交通枢纽北广场工程为依托,建立超大深基坑支护方案指标评价体系,采用层次分析法和熵权法计算指标组合权重,利用模糊综合评价法选出合理的支护形式.运用Midas-GTS NX建立有限元模型,结合数值模拟和现场监测,分析在该支护形式下,基坑施工过程中土体和支护结构的变形规律.研究结果表明：通过计算确定基坑北侧、东侧和西侧采用放坡+土钉墙支护、南侧采用灌注桩+预应力锚索支护的方案.周边地表沉降分布规律符合沉降槽曲线,基坑西侧最大沉降发生在距坑边9 m位置,最大沉降量为18.32 mm,基坑南侧最大沉降发生在距坑边7 m位置,最大沉降量为15.82 mm,影响范围较基坑西侧减少9 m.基坑边坡水平位移和竖向位移最大值均发生在坡脚处.灌注桩水平位移随桩深呈先增大后减小趋势,桩身最大水平位移为15 mm,发生在桩长约10 m处.桩体产生向上位移,隆起量最终稳定在13.42 mm.现场监测结果均未超过控制值,基坑支护方案选取合理.