1、.1FutureWe had a great opening event inFutureWe had a great dayFutureWe had a great dayFutureWe had a great opening event inFutureWe had a great dayUp to now, 16 stories have been published on key TV, radio, print and online mediawhich effectively stories on key TV, radio, print and online mediawhic

2、h effectively stories PCI（Pavement Condition Index）The first group2018.3.14.2路面破損類型路面破損類型PCI概述概述路面裂縫檢測方法路面裂縫檢測方法Report range .3Report range 路面裂縫檢測系統路面裂縫檢測系統路面裂縫檢測過程路面裂縫檢測過程PCI預測模型預測模型.4背景扣分表龜裂塊裂沉陷坑槽國內外輪轍計算標準定義（外）定義（中）.5背景背景 國外國外為了評價路面的耐用性能和使用品質，美國AASHO提出了耐用性指數的概念。國內國內由于美國道路情況與我國不同，我國根據國情，建立了新的路面性狀況評

3、價 指標體系。.6中文中文表征路面完好程度的指數。指路面結構保持完好的程度。是路面破損狀況物理性能最直接的表現和反映。定義定義 英文英文The Pavement Condition Index (PCI) is a numerical index between 0 and 100 which is used to indicate the general condition of a pavement.used in transportation civil engineeringstandardized by ASTM（American Society for Testing and Ma

4、terials）.7PCI綜合了損壞類型；損壞程度；損壞范圍或密度等三方面的定量狀況采用以下兩種分析方法： 計算計算AAwDRDRaPCIiiiia/1001000110式中：DR-路面破損率，為各種損壞的折合損壞面積之和與路面總面 積的百分比； A-調查的路面面積m2 ； Ai-第i類路面損壞的面積，m2 wi -第i類路面損壞的權重； a0-瀝青路面采用15，水泥路面采用10.66； a1-瀝青路面采用0.412，水泥路面采用0.461； i0-包含破損程度的損壞類型總數。 .8計算計算ijmjijkniWDPPCIi11100式中：i和j病害種類和輕重程度； n病害種類總數； mii種病

5、害和輕重程度等級數； DPijki種病害和j種輕重程度以及k范圍的扣分值； Wij多種病害和嚴重程度以及k范圍的扣分值。.9標準標準 損壞狀況損壞狀況評級評級特優特優優優良良中中差差很差很差路面狀況指數PCI10091908l80717051503130維護對策不需日常 維護小修小修 中修中修 大修大修 重修.10瀝青道面損壞單項扣分表瀝青道面損壞單項扣分表 類型類型嚴重程度嚴重程度損壞密度（損壞密度（%）0.1151050100龜裂龜裂輕輕81218305060中中101422355575重重121728457090塊裂塊裂輕輕5816253240重重81220356268輪轍輪轍輕輕151

6、0204560重重31020306080沉陷沉陷輕輕21020336575重重412274075100坑槽坑槽輕輕11225426780重重1017305277100泛油泛油不分不分1510122030.11 Pavement distress types for asphalt（瀝青） pavements include:-From WikipediaAlligator cracking（龜裂）Block cracking（塊裂）.12 Pavement distress types for asphalt（瀝青） pavements include:-From WikipediaBumps

7、 and sags（凸起和凹陷）Corrugations（車轍，溝）.13 Pavement distress types for asphalt（瀝青） pavements include:-From WikipediaWeatnering and raveling(風化松散）Swelling（膨脹）.14 Pavement distress types for asphalt（瀝青） pavements include:-From WikipediaSlippage cracking（滑移開裂）Rutting(車轍）.15 Pavement distress types for aspha

8、lt（瀝青） pavements include:-From WikipediaPotholes(坑洼）Lane/shoudle drop-off（沉降） （沉降）.16 Pavement distress types for asphalt（瀝青） pavements include:-From WikipediaLongitudinal and tranverse cracking（縱向和橫向裂縫） Shoving（擁包）.17 按裂縫形狀 縱向裂縫 橫向裂縫 網狀裂縫（龜裂）不規則裂縫按產生原因分類 荷載型裂縫 溫度裂縫 反射裂縫沉降裂縫其他裂縫.18 1、荷載型裂縫 在行車荷載作用下。

9、基層的底部產生拉應力，當拉應力大于基層材料的抗拉強度時.基層的底部就會開裂。在行車荷載的反復作用下，基層底部的裂縫會逐漸擴展到瀝青面層，使瀝青面層開裂。荷載裂縫在形式上主要表現為沿輪跡方向的縱向裂縫和龜裂。 2、 溫度裂縫 由于瀝青面層溫度變化而產生的裂縫稱為溫度裂縫 ，這包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。溫度裂縫為非荷載型裂縫，在溫度降低特別是氣溫驟降時，面層表面的溫度最低，其溫度變化率也最大，因此表面產生的溫度拉應力最大，表層材料受下層材料的約束而不能 自由伸縮，產生較大的張拉應力，當張拉應力大于表面材料的抗拉強度時，瀝青面層就會開裂。溫度裂縫在形式上主要表現為橫向裂縫和塊狀裂縫，有時也表現

10、為縱向裂縫。 3、 反射裂縫 對于半剛性基層瀝青路面，半剛性基層材料由于干縮和溫縮產生開裂，干縮和溫縮裂縫的產生和擴展會引起裂縫上方面層底部先開裂并逐漸向上擴展最終將瀝青面層拉裂 ，這種裂縫習慣上稱為反射裂縫 ，反射裂縫在形式上主要表現為橫向裂縫。 4、 沉降裂縫 它是由于填土固結或路基不均勻沉陷所引起的縱向和橫向裂縫 ，常出現在橋涵的兩頭或路基半填半挖處。 5、 其他裂縫 此外在瀝青路面施工的縱向接縫處，由于施工接茬處理不善也容易產生縱向裂縫。瀝青老化容易在瀝青表面產生龜裂 。.19 Methods of pavement crack detection目前，路面裂縫檢測的主要方法有:l探地

11、雷達檢測法l超聲波檢測法l機器視覺檢測法.20 Ground penetrating radar detection method其實質是特高頻電磁波發射與接收技術特高頻電磁波發射與接收技術。自身的激振產生雷達波，通過波的反射與接收獲得路基路面的采樣信號。經過硬件與軟件及圖文顯示系統得到檢測結果。探地雷達的原理優點：無損、快速、簡易、精度高應用：目前只局限于高等級公路路面厚度、路基空洞、缺損與路面含水率等的監測。未來應用前景廣泛。.21 Ultrasonic testing超聲波檢測技術是近年來在道路路基路面中引用的一種新的無損檢測新技術無損檢測新技術。特點：激發容易、檢測簡單、操作方便、價格

12、便宜.22 超聲波反射法超聲波反射法超聲波傳感器主要采用直接反射式的檢測模式。位于傳感器前面的被檢測物通過將發射的聲波部分地發射回傳感器的接收器，從而使傳感器檢測到被測物。反射法一般用于檢測路基厚度、結構強度和結構缺陷。超聲波對射法超聲波對射法一套對射式超聲波傳感器包括一個發射器和一個接收器，兩者之間持續保持“收聽”。位于接收器和發射器之間的被檢測物將會阻斷接收器接收發射的聲波，從而傳感器將產生開關信號。對射法一般檢測道路表面情況。.23 Machine vision detection機器視覺是基于視覺技術的一門邊緣科學，核心技術是視覺處理視覺處理，并通過對視覺處理來執行進一步的檢測與控制等

13、。圖像傳感器（如CCD、CMOS、CIS等）.24 硬件系統包括供電系統、圖像采集系統、照明系統、圖像處理和存儲系統以及裂縫信息的GPS定位系統等。軟件系統包括基于計算機平臺的后期圖像處理、分析模塊，高速視頻圖像存儲模塊以及信息綜合評價系統等。.25 路面裂縫采集系統硬件結構原理框圖GPS信號接收器計算機主機外觸發控制裝置圖像采集卡線陣攝像機.26 Crack image processing基于圖像處理的路面裂縫檢測法的步驟為1、路面裂縫的圖像數據采集2、系統通過圖像處理算法進行圖像預處理，再對預處理后的圖像進行裂縫的提取3、對裂縫進行識別和歸類.27 Image data acquisit

14、ion of pavement crack一般是通過檢測車頂部的高速攝像機以正常車速拍照獲得攝像機的選型以及機架的安裝位置也可能影響到圖像采集的質量.28 裂縫圖像處理的步驟圖裂縫圖像處理的步驟圖圖像輸入光電變換數字化圖像輸入光電變換數字化圖像輸入圖像增強圖像恢復圖像編碼圖像分割幅度分割邊緣分割區域分割圖像分析特征提取 結構分析描述解釋.29 image preprocessing對不清晰的圖像進行去模糊預處理去模糊預處理.30 Identification and classificationl圖像裂縫的提取是該檢測系統檢測的關鍵問題，其直接影響到整個檢測系統的有效性和精確性。l識別出路面裂

15、縫的類型.31瀝青路面是中國公路路面的主要形式，其路面性能預測是養護決策的基礎，是交通基礎設施建設規劃及資源分配的依據，能否準確高效地對瀝青路面性能進行預測，至關重要。而瀝青路面性能預測是十分復雜的, 因為影響路面性能的因素很多, 包括5類, 自然環境、交通荷載、路基路面結構材料、施工因素和維修養護因素, 而每類因素又包括很多內容或參數。.32預估 路 面 使 用 壽 命 或 某 項 使 用 性 能 指 標 并 得 出 一 個 數值。力學經驗模型時間序列法預 測 在 未 來 路 面 使 用性 能 的 狀 態 分 布。馬爾可夫概率預測灰色理論的預測方法貝葉斯概率預測.33灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫

16、理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）1 1、灰色理論的預測方法、灰色理論的預測方法理論的核心思路：將已知的數據序列按某種規則構成動態或非動態的白色模塊，再按某種變換、算法來求解未來的灰色模型。在灰色模塊中，按某種準則逐步提高白度，直到未來發展變化規律基本明確為止。此外，灰色系統預測模型采用的不是原始數據序列，而是生成的數據序列。白色系統黑色系統灰色系統可行性分析：對于路面使用性能預測系統而言，路面使用性能的歷史數據是已知的，影響路面性能的交通因素、氣候因素、工程因素等又是不確定的，導致路面使用性能變化速率的不確定性，符合灰色系統的特征，因此可以采用灰色系統的預測理論與方

17、法分析研究路面使用性能的發展變化規律。.34灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）2 2、灰色預測模型、灰色預測模型GMGM（1,11,1）模型的建立）模型的建立 GM（1,1）模型是一階單變量的灰色預測模型，是用于單時間序列預測的微分方程模型，其建模過程如下：設已知原始數據序列為： X(0)=( x(0)(1), x(0)(2),. x(0)(n)（1）數據處理，對 X(0) 進行一次累加生成（1-AGO），得到新的數據序列X(1) X(t)=( x(1)(1), x(1)(2),. x(1)(n)其中： x(1)(i)= i=1,2,.mimm

18、x1) 0 ()(.35灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）2 2、GMGM（1,11,1）模型的建立）模型的建立（2）構造數據矩陣B和數陣向量yn（3）設 為參數序列，對其進行最小二乘估計，得到：.36（4）確定GM（1,1）模型的形式及預測結果。對一階生成數據序列 X(1) ，建立的預測模型形式為確定的一階生成數據序列 X(1)和原始數據序列的 X(0)預測模型為： 2、GM（1,1）模型的建立）模型的建立灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）.37灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概

19、率型）理論路面狀況預測模型（概率型）3、馬爾可夫預測模型、馬爾可夫預測模型馬爾可夫概率預測模型的基本原理是根據系統現在所處的狀態，采用馬爾可夫鏈理論得到系統未來可能達到某種狀態的概率。馬爾可夫鏈實質上是指具有無后效性的離散型隨機過程，無后效性即是系統在將來所處狀態只與系統現在的狀態有關，而與其過去的狀態無關。.38灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）4、灰色預測模型與馬爾可夫預測模型、灰色預測模型與馬爾可夫預測模型灰色預測模型需要的原始數據少，適應性強，適合我國高速公路的實情。但由于影響路面使用性能的衰變速率的不確定性，對于較遠期的預測，灰色預測

20、模型數據序列擬合較差，預測精度偏低。灰色馬爾可夫預測模型馬爾可夫預測模型作為概率型預測模型的一種，更適合預測隨機波動大，不確定性因素多的長期預測。.39灰色灰色馬爾可夫馬爾可夫理論路面狀況預測模型（概率型）理論路面狀況預測模型（概率型）主要思路：（1）采用灰色系統預測模型，根據路面檢測的歷史基礎數據，分別對各項指標（RQI、PSSI、PCI、SRI）進行預測;（2）通過路面使用性能評價，確定路面使用性能現狀分布情況作為馬爾科夫概率預測中初始時刻各種狀態的概率分步。（3）結合灰色系統預測模型的預測結果和馬爾科夫概率預測的初始狀態分布，依據評價指標的近期預測值推算馬爾科夫轉移概率矩陣。（4）根據轉移概率矩陣，預測路面使用性能的發展變化情況。5、灰色馬爾可夫預測模型、灰色馬爾可夫預測