农村公路路面技术状况快速检测评定及养护决策研究
摘要
关键词
农村公路;路面技术状况;快速检测;评定;养护
正文
引言
随着使用时间推移与交通流量增加,路面在车辆荷载、自然环境等因素作用下易产生裂缝、坑槽、车辙等病害,既降低通行质量,也可能引发安全风险。传统人工检测存在效率低、精度不足、劳动强度大等问题,难以满足规模化农村公路的养护需求,而适用于高等级公路的检测评定方法又无法完全契合农村公路的特性。因此,开展农村公路路面技术状况快速检测评定及养护决策研究,探索高效、精准、经济的技术路径与管理模式,对提升农村公路养护质量、延长使用寿命、保障通行安全具有重要现实意义。
1农村公路路面技术状况快速检测评定
1.1快速检测技术体系构建
针对农村公路路况复杂、检测成本敏感的特点,构建“多传感器融合+轻量化部署”的快速检测技术体系,突破传统人工检测与高等级公路检测技术的适配瓶颈。该体系整合三类核心检测技术:基于车载加速度传感器的平整度检测技术,通过采集车辆振动数据反算路面国际平整度指数,测量误差控制在±10%以内,检测效率达300km/h,无需封闭交通即可完成数据采集;基于红外热成像的病害深度识别技术,利用裂缝与正常路面的温度场差异,结合支持向量机算法量化裂缝发育程度,分级误差低于15%,弥补传统视觉检测无法获取深度信息的缺陷;基于高速工业相机的表观病害采集技术,支持车速80km/h下的连续无漏拍摄,通过千兆以太网实时传输高清图像,为后续AI识别提供高质量数据支撑。技术体系采用模块化设计,各检测单元可单独或组合部署,适配中小型车辆,满足农村公路窄路、多弯的复杂工况。
1.2轻量化检测设备选型与适配
遵循“经济实用、操作简便、适配性强”原则,完成轻量化检测设备的选型与农村公路场景适配优化。硬件配置以“普通车辆+便携模块”为核心,主要包括便携式加速度计、工业级红外热像仪、1400万像素高速相机以及集成GPS与4G传输的车载终端。针对农村公路通行条件,进行三项关键适配优化:优化传感器安装方式,采用无线连接减少线缆干扰,适配不同车型的快速改装;增强设备环境适应性,通过密封防护设计应对农村公路粉尘、颠簸等恶劣工况;简化操作流程,实现“一键启动-自动采集-实时上传”,无需专业技术人员即可完成检测作业。目前该套设备已在上海、浙江、四川等多地农村公路试点应用,验证了其稳定性与实用性。
1.3AI驱动的路面病害智能识别
引入深度学习技术构建路面病害智能识别模型,实现裂缝、坑槽、车辙等典型病害的自动分类、量化与定位。以6549张农村公路病害图像为训练集,采用遗传算法优化的密集卷积网络作为核心模型,优化训练周期、学习率等超参数,提升模型对复杂背景下细微病害的识别能力。模型可精准识别横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、坑槽等6类主要病害,综合准确率达95.5%,召回率95.8%,单张图像识别速度仅0.33秒;通过双目立体视觉技术实现坑槽三维重建,结合点云处理算法计算病害面积与最大深度,深度测量误差±5.577mm,面积误差±18926.97mm²,可自动生成路面损坏率数据。为适配基层算力条件,对模型进行轻量化压缩,支持边缘计算部署,车载终端可实时输出识别结果,同时通过云端平台实现病害数据的可视化展示与统计分析,大幅降低人工判读成本。
1.4差异化评定指标体系建立
参考农村公路技术状况评定规范(DB1301/T417-2022),建立差异化、可量化的路面技术状况评定指标体系,避免直接套用高等级公路标准导致的评定偏差。体系以路面技术状况指数为核心,根据农村公路等级差异化设置指标权重:三级公路路面技术状况指数由路面损坏状况指数与路面行驶质量指数构成。路面损坏状况指数计算采用分段函数模型,根据路面类型(沥青、水泥、砂石)设定不同参数,通过AI识别获取的病害类型、面积数据自动核算;路面行驶质量指数基于自动化检测获取的国际平整度指数值,采用指数模型转化为0-100分的评价结果。体系同时兼顾农村公路养护需求,增加病害发展趋势预判指标,通过连续检测数据拟合病害扩展速率,为预防性养护决策提供依据,实现“现状评定+趋势预测”的双重功能。
2农村公路路面养护决策
2.1养护决策影响因素分析
农村公路养护决策需综合考量多重因素,实现养护效果、成本、资金约束等多目标的平衡。路面技术状况是决策的核心依据,根据评定结果确定养护优先级,对状况较差的路段优先安排养护;道路等级与使用功能决定养护重要性权重,对承担主要通行任务的路段给予重点关注。养护成本需结合当地经济水平与养护资源状况进行合理估算;养护资金预算是决策的重要约束条件,需在有限资金内实现养护效益最大化。此外,自然环境因素如降雨、温度变化等会影响病害发展速度与养护效果,这些因素均需纳入养护决策考量,通过量化分析与权重分配,构建全面的决策影响因素体系。
2.2养护措施优化选择
根据路面病害类型与严重程度,结合农村公路经济实用的养护原则,优化养护措施选择方案。对于轻度病害如细微裂缝、轻微不平整等,优先采用预防性养护措施,如雾封层、稀浆封层等,以低成本延缓病害发展,延长路面使用寿命;对于中等病害如中度裂缝、小型坑槽等,采用修复性养护措施如裂缝灌浆、坑槽修补等,及时遏制病害扩大;对于严重病害如大面积破损、结构强度不足等,需采取重建或大修措施,恢复路面使用功能。养护措施选择需兼顾技术可行性与经济性,优先选用当地易获取的材料与成熟的施工技术,降低养护成本与施工难度。同时,考虑养护措施的长期效果,通过对比不同措施的成本效益比,选择性价比最优的方案,实现短期修复与长期养护的结合。
2.3养护决策应用与优化
养护决策模型的应用需结合基层养护管理实践,简化操作流程,提高实用性与可操作性。开发便捷的决策支持系统,整合检测数据、评定结果与决策模型,实现养护方案的自动生成与优化调整,基层工作人员可通过简单操作获取决策建议。建立养护资金最优分配机制,根据路段重要性权重与养护需求,将资金合理分配至不同路段与养护项目,确保重点路段得到有效养护。建立养护决策效果评估机制,跟踪养护后路面性能变化,对比实际效果与模型预测结果,分析偏差原因并调整模型参数。同时,加强养护人员技术培训,提升对决策模型与检测技术的应用能力,推动养护决策的科学化、规范化实施。
结束语
农村公路路面技术状况快速检测评定及养护决策研究是提升农村公路养护管理水平的关键举措,对保障通行安全、促进农村经济发展具有重要意义。未来需进一步优化检测装备的经济性与便携性,完善评定体系的差异化与动态调整机制,强化决策模型的智能化与实用性。同时,应加强部门协同与技术培训,推动先进技术与管理模式在基层的广泛应用,构建农村公路养护管理长效机制,助力农村公路实现高质量、可持续发展,为乡村振兴战略提供坚实的交通保障。
参考文献
[1]王志强.农村公路路面技术状况评定与养护研究[J].山西建筑,2024,50(15):139-142.
[2]任海林.基于AHP-EWM的农村公路绩效评价体系研究[J].公路与汽运,2022,(5):131-134.
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