混凝土外观质量智能评判技术

将图像处理与模式识别技术相结合,探讨基于图像识别的混凝土外观质量评价的新方法。通过混凝土外观图像样本,对图像进行淡化、强化、纹理、扩散、不同色度的处理,提取能反映图片中外观缺陷特点的参数,运用智能评定系统进行便捷、可靠的分析。开发了智能评判软件。     

基于数字图像技术沥青路面集料离析的研究

为了能对沥青路面面层常见的集料离析病害进行简单、快速的检测评价,利用数字图像技术对沥青路面图像进行量值计算,建立沥青路面表面灰度与路面数字纹理深度的关系,计算得到路面数字纹理深度,并利用路面数字纹理深度变异系数来评定沥青路面集料的离析情况。试验分析表明:路面数字纹理深度变异系数能够比较准确地反映沥青路面集料的均匀程度。基于数字图像技术的沥青路面离析识别方法,能够克服传统方法评定的主观随意性,对沥青路面面层离析情况作出客观的评定,同时具有检测速度快、检测成本低、检测操作简便等优点。     

基于BP神经网络的探地雷达图像特征判识与提取研究

在隧道质量检测中,钢拱架的探地雷达反射图像具有双曲线特征。为了研究双曲线图像特征的智能判识,提出一种基于BP神经网络的判识方法对图像中的双曲线特征进行自动识别。通过现场实测获取探地雷达原始检测图像,继而对原始检测图像进行平滑去噪、二值化与细化等数字预处理;通过引入动量附加项对算法进行优化,构建了具有一个隐层的三层神经网络结构;采用图像窗口的方式对神经网络结构进行训练和判识测试,并利用训练成功的神经网络结构对雷达图像中的双曲线特征进行智能判识;基于判识重构后的双曲线灰度图像,利用MATLAB对灰度图像的颜色直方图特征进行提取。分析结果表明,通过这种方法对探地雷达图像中的双曲线特征进行智能判识与特征提取是可行的,研究工作能为探地雷达图像典型特征的智能判识与提取提供相关参考。     

硬化混凝土表面气泡的形成机理及解决方法

混凝土表面气泡,影响混凝土外观质量,同时可能涉及到结构的强度以及结构的耐久性。在结合工程实例,全面论述和分析了混凝土表面气泡产生和形成的机理,并提出了减少和抑制混凝土表面气泡的方法。     

既有混凝土桥梁表面防腐蚀技术

既有混凝土桥梁结构腐蚀问题在沿海地区和盐渍地区非常严重,文章对混凝土结构防腐机理、防腐方法及针对混凝土防腐的检测评定方法进行了分析,并以实桥为例对该类桥梁的表观防腐处理进行了介绍,对桥梁表面防腐处理有借鉴作用。     

基于无人机及Mask R-CNN的桥梁结构裂缝智能识别

桥梁结构表面裂缝检测为桥梁状态识别、病害治理、安全评估提供了重要状态信息和决策依据。为解决传统人工检测方法存在的危险性高、影响交通、费用昂贵等问题,提出基于无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）及深度学习的桥梁结构裂缝智能识别方法。采用大疆M210-RTK多旋翼无人机进行贴近航摄,获取桥梁结构混凝土表面高清图像;利用SDNET裂缝数据集等图像资源,制作1 133张标记裂缝精确区域的深度学习训练样本图像库;引入掩膜区域卷积神经网络（Mask R-CNN）深度学习算法,训练和建立Mask R-CNN裂缝识别模型;基于Mask R-CNN裂缝识别模型,采用矩形滑动窗口模式扫描混凝土表面高清图像,实现裂缝自动识别和定位。构建包含图像二值化、连通域去噪、边缘检测、裂缝骨架化、裂缝宽度计算等流程的图像后处理方法,实现裂缝形态及宽度信息自动获取。通过精度验证试验,证实采用M210-RTK无人机+ZENMUSE X5S相机+45 mm奥林巴斯镜头的组合装备,当无人机至桥梁结构表面垂直距离为10.0 m时,无人机方法识别的裂缝宽度与裂缝测量仪结果吻合,其绝对误差小于0.097 mm,相对误差小于9.8%。将该无人机裂缝检测方法应用于高136.8 m长沙市洪山大桥桥塔表面裂缝检测,采用深度学习Mask R-CNN算法进行裂缝智能识别,其裂缝识别准确率和召回率分别达到92.5%和92.5%。研究结果表明：无人机桥梁裂缝检测方法可实现高耸桥梁结构表面裂缝的远程、非接触、自动化检测,具有重要的科学研究和工程应用价值。     

适用于公路桥梁结构的混凝土强度检测评定方法研究

通过对现有的检测混凝土强度技术规程在检测与评定桥梁构件强度时存在的不适应性进行分析,建立适用于桥梁结构或构件及局部的混凝土强度检测方法与评定标准。     

结构混凝土钻芯法检验评定方法探讨

从20世纪以来,混凝土就已成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构的主要材料,混凝土原材料、生产工艺、品质也在持续提升,针对结构混凝土的质量检验评定方法也在不断地进步。然而完美中仍存在不足,常规方法是采用同步成型尺寸为150mm×150mm×150mm的试件标准养护测试其强度,作为结构混凝土的强度判定依据,但试件受制作环境、制作方法、养护条件等因素的影响,仍不能完全体现实际结构混凝土的强度真值。虽然无损方法能做到一定程度的验证,但结构混凝土质量出现怀疑时,仍不能作为评定依据。采用结构上钻芯法检测混凝土强度的方式能直接体现混凝土质量,虽然对结构造成一定的破坏,但该评定方法直接有效且真实可靠。利用某结构混凝土实体芯样强度数据为依据,针对目前国家及行业各种规范中对钻芯检测结构混凝土强度评定的不同要求进行比对分析探讨。     

浅析如何提高防撞墙外观质量

桥梁现浇混凝土防撞墙中,易发生蜂窝、麻面、气泡、色差、线形、漏筋、裂缝、露石等质量缺陷从而严重影响外观质量。文章结合施工实践,简要分析了外观质量问题的产生的成因与控制措施。     

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型，并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题，首先，联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征，基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型，对初始模型所存在的问题进行探讨；其次，以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则，以结构特定时刻劣化状态的确定为基础，构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程；再次，联合非确定性层次分析法（NAHP）与实数遗传算法（RGA）建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法，为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据，采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证；最后，以一座在役25年的混凝土桥梁为例，基于所建立的分析方法框架，阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现：基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间，由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新，经过初始劣化模型的后验与更新，所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态，在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。     

光线强弱对数字图像计算构造深度的影响研究

选取普通水泥混凝土路面、普通拉毛水泥混凝土路面、大孔隙改性水泥混凝土路面三种路面结构类型，分别在晴天和阴天两种光线条件下拍摄数字图像照片，运用MATLAB数字图像技术将路面表面图像像素值量化，通过最小二乘法原理和Tablecurve 3D软件建立曲面拟合模型，提出基于数字图像处理技术的路面表面构造深度计算方法，并分析光线强弱对数字图像构造深度的影响。结果表明:路面表面数字图像构造深度计算方法具有便捷、快速、客观等优点；光线强弱对运用数字图像技术分析路面表面构造深度的影响可以忽略；三种路面结构类型相比，大孔隙改性水泥混凝土路面数字图像表面构造深度最大，具有良好的抗滑性能和排水功能。     

再生骨料残余砂浆覆盖率测试及其对混凝土渗透性的影响

为了实现盐侵蚀环境下再生骨料的评价与优选，提升再生混凝土渗透性研究水平，提出基于图像分析原理的再生骨料残余砂浆测试方法，该方法通过图像识别技术手段定位并识别再生骨料表面的残余砂浆，定量分析残余砂浆在再生骨料表面的二维覆盖率，结合二维图像三维重构方法获取再生骨料表面残余砂浆的真实覆盖率。采用不同残余砂浆覆盖率的再生骨料制备再生混凝土，通过电通量法研究残余砂浆覆盖率对再生混凝土抗渗性的影响。试验结果表明：采用图像分析方法测试的3种粒径再生骨料残余砂浆覆盖率符合正态分布，证明图像分析覆盖率数据可靠；当再生骨料粒径为5~10，10~20 mm和20~30 mm时，残余砂浆覆盖率的最小样本数量为46，31和50，变异系数比的波动范围为1±5%。多实验室重复试验结果表明，该方法具有较好的重复性和再现性。再生混凝土电通量试验结果表明，再生骨料残余砂浆覆盖率越大，其制备的再生混凝土电通量值越高；再生骨料附着的残余砂浆增加了再生混凝土新砂浆-残余砂浆界面过渡区的数量；残余砂浆覆盖率越高，新砂浆-旧砂浆界面过渡区在再生混凝土中所占比例越大，氯离子更易传输到再生混凝土内部；与残余砂浆附着率相比，残余砂浆覆盖率与再生混凝土抗氯离子渗透性具有更高的关联度。     

基于数字图像处理的表面裂缝宽度测量

为了避免传统人工裂缝宽度检测方法耗时、耗力、危险、花费高等缺点,提出了一种新的基于数字图像处理技术的表面裂缝宽度测量方法。介绍了该法首先通过编制的程序对采集到的数字图像进行像素标定、灰度转换、阈值分割、中值滤波等步骤后,提取裂缝的图像,进而计算得到裂缝的宽度的过程。同时,利用试验方法对该法进行了误差分析,验证了该法具有相当高的精确性与可行性,可以满足工程实际的需要。     

基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法

裂缝是水泥混凝土桥梁的一种常见病害形式,基于图像的桥梁裂缝病害检测是实现桥梁数字化无损检测的一项新技术.为此,提出了一种基于图像连通域的桥梁裂缝提取方法,以实现从桥梁图像上准确识别裂缝,并提取其特征参数.针对水泥混凝土桥梁图像采集时,施工接缝、光照、污损、抖动等因素造成的干扰,主要分3个步骤实现裂缝目标的提取:(1)对...     

太阳辐射对青藏高原不同路面类型表面热状况及其下伏多年冻土的影响

分析了青藏高原地区太阳辐射的特点,实测了不同路面类型获得的太阳总辐射和净辐射,计算了路表有效辐射,最终得出水泥混凝土路面和沥青路面的太阳辐射反射系数。利用实际断面地温监测数据分析了太阳辐射对于不同路面类型及其下伏多年冻土的影响,最后由太阳总辐射及大气温度反演了路表温度,并进行了验证,从而得出了一个计算路面表面温度的参数化方法。研究指出,青藏高原地区的总辐射及净辐射均很高,对冻土的稳定不利。路面太阳辐射的反射系数与太阳辐射强度及测试的位置无关,但与路面颜色的深浅关系密切;水泥混凝土路面的反射系数大约在0.48左右,沥青路面的反射系数大约在0.20左右;在相同太阳辐射强度下,沥青路面吸收的太阳辐射能量更多,其下伏的冻土也更容易受到热扰动而退化。     

汉英高速公路透水型沥青混凝土路面降噪性能研究

对汉英高速公路(谌家矶段)透水型沥青混凝土路面试验段的噪声性能进行了现场测试评价。与普通AC-13C路面相比,在高速行驶状态下的车外噪声降低近5 dB,车内噪声降低2 dB以上,而在潮湿路面状态下,降噪水平更达到8 dB以上。透水型沥青混凝土路面能够有效降低车辆行驶噪声污染,提高高速公路的行车舒适性及安全性。     

基于PLC控制系统的喷雾养护台车设计与应用

为解决二次衬砌混凝土脱模后存在裂纹、混凝土强度与耐久性不达标问题，减少混凝土裂缝、掉块等病害，通过引入自动化控制理念，并结合传统养护方式，研制了喷雾养护台车。该台车具有水温自动控制、湿度自动控制和养护行走自动控制的特点。通过加热系统，保证温差在15 ℃内，解决了由于养护水温与混凝土表面温差过大导致混凝土收缩开裂问题；通过湿度监控系统，保证混凝土表面湿度不低于90%，解决了混凝土表面吸水不充分问题；通过自动行走养护系统，保证了混凝土养护的时机与规范性。该设计可降低劳动强度，规范作业，节约水量，保证温差及养护要求，提高养护质量。     

路面低温变色复配物的制备及热色特性

为提升路面冬季运营安全，实现路面低温动态预警，开展了路面低温变色复配物的制备及热色特性的研究。考虑变色温度、变色色差，确定了低温变色复配物各组成材料；通过改变各组分用量，讨论了其对变色复配物热色特性的影响规律；基于加权优序法优选出变色复配物的最优组成比例；在此基础上，通过差示扫描量热法和红外光谱试验揭示了变色复配物的显色机制，并将变色复配物应用于变色标线的制备中，体现出了良好的变色性能与耐久性，验证了变色复配物在道路工程应用的可行性。研究结果表明：显色剂种类决定变色色差，溶剂种类决定变色温度，随着显色剂用量的增加，变色复配物的变色色差和变色温度均减小，随着溶剂用量的增加，变色复配物的变色色差先增加后减小，变色温度升高；通过加权优序法确定隐色剂、显色剂、溶剂的最佳质量比为1∶1∶20；变色复配物的热变色行为是由温度主导的结晶紫内酯与正癸醇之间的相互竞争引起的，低温时结晶紫内酯争夺得到更多的双酚A使体系有色，高温时正癸醇俘获较多的双酚A使体系无色，通过室外耐候耐久试验、磨耗试验、耐污试验证明了变色标线具有良好的变色效果和耐久性。     

基于断裂力学原理的水泥混凝土路面开裂研究

从断裂力学角度对水泥砼面层与基层接触界面的破坏过程进行分析。计算出3种典型轮载下引起断板的临界长度；通过无损检测，探测出可能产生断板部位的裂缝长度；比较二者，可知混凝土路面是否即将断裂。用此方法可及早发现可能产生断板的部位，以采取适当防护措施延长公路使用寿命。