一種無(wú)砟軌道ca砂漿層病害檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鐵路工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種無(wú)砟軌道CA砂漿層病害檢測(cè)方 法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高速鐵路正式投入運(yùn)營(yíng)之后，線路檢測(cè)維護(hù)成為維護(hù)高鐵正常運(yùn)營(yíng)的主要工作 之一。高速鐵路采用的無(wú)砟軌道主要有兩種形式，即板式無(wú)砟軌道與雙塊式無(wú)砟軌道。
[0003] 無(wú)砟軌道一般包括鋼筋混凝土軌道板、素混凝土支撐層（CA(英文為：cement asphal t，中文簡(jiǎn)稱:水泥瀝青)砂漿層)和級(jí)配碎石(路基機(jī)床表層）。其中，CA砂漿層為素水 泥乳化瀝青砂漿層，皆無(wú)配筋。相對(duì)于鋼筋混凝土構(gòu)件，在高速載荷沖擊振動(dòng)下，無(wú)配筋混 凝土或砂漿結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生破裂損壞，尤其在混凝土不均勻的區(qū)域，破裂常有發(fā)生。
[0004] 目前，針對(duì)無(wú)砟軌道病害的檢測(cè)方法主要包括:人工法、探地雷達(dá)等方法。其中，人 工法主要通過(guò)工人的經(jīng)驗(yàn)觀察病害的外部表現(xiàn)，來(lái)判斷病害的位置、大小，如觀察路肩、路 塹中流出物的顏色，判斷是否有翻漿冒泥以及翻漿冒泥的程度，但是病害總是存在從小病 害到大病害的發(fā)展過(guò)程，或者從內(nèi)部裂紋延伸到外部表面的過(guò)程。由于外部表現(xiàn)能夠通過(guò) 外部特征來(lái)判斷，但是內(nèi)部病害則具有隱蔽性，不易從外部表現(xiàn)觀察、發(fā)現(xiàn)，同時(shí)外部病害 的發(fā)現(xiàn)也容易受人為因素的影響。
[0005] 探地雷達(dá)具有探測(cè)速度快，精度高，能夠連續(xù)檢測(cè)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于混凝土缺 陷檢測(cè)中。但是在鋼筋混凝土中，特別是多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高速鐵路無(wú)砟軌道，CA砂漿 層的缺陷處于多層鋼筋下部，受鋼筋反射波、多次波和混凝土本身混合不均勻造成的介電 常數(shù)差異而引起的雜波信號(hào)的影響，電磁波穿過(guò)鋼筋的透射信號(hào)很弱，使得在對(duì)探地雷達(dá) 成像圖時(shí)頻分析時(shí)，難以達(dá)到預(yù)期的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)砟軌道CA砂漿層病害檢測(cè)方法及裝置，采用探地雷達(dá)， 利用高速鐵路無(wú)砟軌道軌道板鋼筋對(duì)稱規(guī)律分布的特點(diǎn)，可以快速檢測(cè)出CA砂漿層的病害 位置。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)砟軌道CA砂漿層病害檢測(cè)方法，包括：
[0008] 根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道軌道板的厚度，確 定CA砂衆(zhòng)層的空間采樣序列；
[0009] 通過(guò)小波分析，確定所述空間采樣序列的初始序列，獲取所述空間采樣序列的尺 度系數(shù)和所述空間采樣序列的小波系數(shù)；
[0010] 通過(guò)小波，對(duì)所述空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序列的小波系數(shù)進(jìn)行 濾波，得到空間采樣序列的濾波尺度系數(shù)和濾波小波系數(shù)，對(duì)所述濾波尺度系數(shù)和所述濾 波小波系數(shù)進(jìn)行空間序列重建，得到重建序列；
[0011] 根據(jù)所述重建序列，獲取所述CA砂漿層病害位置。
[0012] 較佳地，所述根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道軌道 板的厚度，確定CA砂漿層的空間采樣序列，包括：
[0013] 對(duì)所述無(wú)砟軌道軌道板的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)空分析，確定所述無(wú)砟軌道軌道板在信 號(hào)圖中的空間位置以及所述雷達(dá)信號(hào)在所述無(wú)砟軌道軌道板與雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間；
[0014] 根據(jù)所述無(wú)砟軌道軌道板的厚度、所述無(wú)砟軌道軌道板在信號(hào)圖中的空間位置、 所述雷達(dá)信號(hào)在所述無(wú)砟軌道軌道板與雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間、以及所述測(cè)試線上的介電常 數(shù)，確定所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間位置及所述雷達(dá)信號(hào)在所述CA砂漿層與所述 雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間；
[0015] 根據(jù)所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間位置確定所述測(cè)試線在所述無(wú)砟軌道 軌道板上的位置，根據(jù)所述CA砂漿層與所述雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間，確定所述雷達(dá)在所述測(cè) 試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的測(cè)試時(shí)間間隔，根據(jù)所述雷達(dá)在所述測(cè)試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的 測(cè)試時(shí)間間隔，確定所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間采樣序列。
[0016] 較佳地，所述通過(guò)小波分析，確定所述空間采樣序列的初始序列，包括：
[0017]以Haar小波為母小波，對(duì)所述空間采樣序列進(jìn)行多層分解，確定所述空間采樣序 列的初始序列。
[0018] 較佳地，所述通過(guò)小波分析，對(duì)所述空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序 列的小波系數(shù)進(jìn)行濾波，包括：
[0019] 根據(jù)Mallat小波的多分辨率分析，對(duì)所述空間采樣序列的在尺度空間和小波空間 上進(jìn)行多層分解，根據(jù)所述分解結(jié)果，對(duì)所述空間采樣序列的小波系數(shù)進(jìn)行低通濾波，得到 空間采樣序列的濾波尺度系數(shù)和濾波小波系數(shù)。
[0020] 較佳地，所述無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上包括有若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)；
[0021] 根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道軌道板的厚度，確 定CA砂漿層的空間采樣序列之前，還包括：
[0022] 獲取所述無(wú)砟軌道軌道板測(cè)試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)上的介電常數(shù)，將所述各個(gè)測(cè)試點(diǎn) 上的介電常數(shù)的均值確定為所述無(wú)砟軌道上測(cè)試線上的介電常數(shù)。
[0023] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)砟軌道CA砂漿層病害檢測(cè)裝置，包括：
[0024]確定單元，用于根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道軌 道板的厚度，確定CA砂漿層的空間采樣序列；
[0025] 第一獲取單元，用于通過(guò)小波分析，確定所述空間采樣序列的初始序列，獲取所述 空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序列的小波系數(shù)；
[0026] 重構(gòu)單元，用于通過(guò)小波，對(duì)所述空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序列 的小波系數(shù)進(jìn)行濾波，得到空間采樣序列的濾波尺度系數(shù)和濾波小波系數(shù)，對(duì)所述濾波尺 度系數(shù)和所述濾波小波系數(shù)進(jìn)行空間序列重建，得到重建序列；
[0027] 第二獲取單元，用于根據(jù)所述重建序列，獲取所述CA砂漿層病害位置。
[0028]較佳地，所述確定單元具體用于：
[0029] 對(duì)所述無(wú)砟軌道軌道板的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行時(shí)空分析，確定所述無(wú)砟軌道軌道板在信 號(hào)圖中的空間位置以及所述雷達(dá)信號(hào)在所述無(wú)砟軌道軌道板與雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間；
[0030] 根據(jù)所述無(wú)砟軌道軌道板的厚度、所述無(wú)砟軌道軌道板在信號(hào)圖中的空間位置、 所述雷達(dá)信號(hào)在所述無(wú)砟軌道軌道板與雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間、以及所述測(cè)試線上的介電常 數(shù)，確定所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間位置及所述雷達(dá)信號(hào)在所述CA砂漿層與所述 雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間；
[0031] 根據(jù)所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間位置確定所述測(cè)試線在所述無(wú)砟軌道 軌道板上的位置，根據(jù)所述CA砂漿層與所述雷達(dá)之間的傳輸時(shí)間，確定所述雷達(dá)在所述測(cè) 試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的測(cè)試時(shí)間間隔，根據(jù)所述雷達(dá)在所述測(cè)試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的 測(cè)試時(shí)間間隔，確定所述CA砂漿層在所述信號(hào)圖中的空間采樣序列。
[0032] 較佳地，所述第一獲取單元具體用于：
[0033] 以Haar小波為母小波，對(duì)所述空間采樣序列進(jìn)行多層分解，確定所述空間采樣序 列的初始序列。
[0034]較佳地，所述重構(gòu)單元具體用于：
[0035] 根據(jù)Mallat小波的多分辨率分析，對(duì)所述空間采樣序列的在尺度空間和小波空間 上進(jìn)行多層分解，根據(jù)所述分解結(jié)果，對(duì)所述空間采樣序列的小波系數(shù)進(jìn)行低通濾波，得到 空間采樣序列的濾波尺度系數(shù)和濾波小波系數(shù)。
[0036] 較佳地，所述無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上包括有若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)；
[0037] 所述確定單元還用于：
[0038] 根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道軌道板的厚度，確 定CA砂漿層的空間采樣序列之前，還包括：
[0039] 獲取所述無(wú)砟軌道軌道板測(cè)試線上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)上的介電常數(shù)，將所述各個(gè)測(cè)試點(diǎn) 上的介電常數(shù)的均值確定為所述無(wú)砟軌道上測(cè)試線上的介電常數(shù)。
[0040] 本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)無(wú)砟軌道軌道板上測(cè)試線上的介電常數(shù)以及所述無(wú)砟軌道 軌道板的厚度，可以確定CA砂漿層的空間采樣序列，通過(guò)小波分析，確定所述空間采樣序列 的初始序列，獲取所述空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序列的小波系數(shù);通過(guò)小 波，對(duì)所述空間采樣序列的尺度系數(shù)和所述空間采樣序列的小波系數(shù)進(jìn)行濾波，得到空間 采樣序列的濾波尺度系數(shù)和濾波小波系數(shù)，對(duì)所述濾波尺度系數(shù)和所述濾波小波系數(shù)進(jìn)行 空間序列重建，得到重建序列；根據(jù)所述重建序列，獲取所述CA砂漿層病害位置。由于無(wú)砟 軌道中軌道板的鋼筋沿橫向、縱向呈對(duì)稱分布，從而可以根據(jù)探測(cè)雷達(dá)探測(cè)的信號(hào)，確定出 軌道板中的鋼筋在雷達(dá)信號(hào)圖中依然呈對(duì)稱分布，進(jìn)一步地，由于CA砂漿層中的病害的分 布呈隨機(jī)狀態(tài)，從而可以在雷達(dá)信號(hào)圖中呈非周期分布。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用小波分析 方法