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研究生:張祐嘉
研究生(外文):張祐嘉 CHANG,YU-CHIA
論文名稱:應用透地雷達與無人機紅外線熱感應對道路鋪面劣化品質之研究
論文名稱(外文):Investigation of Quality of Asphalt Pavement with Ground-Penetrating Radar and Infrared Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
指導教授:張奇偉張奇偉引用關係
指導教授(外文):CHANG, CHE-WAY
口試委員:李錫霖翁榮洲
口試委員(外文):LI, SI-LINWENG, RONG-ZHOU
口試日期:2021-01-26
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:透地雷達紅外線無人機鋪面劣化
外文關鍵詞:Ground-Penetrating RadarInfraredUnmanned Aerial VehiclePavement Deterioration
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透地雷達應用在公路工程上,主要為探測鋪面厚度,路面下空洞、空隙及管線。本研究目的是以理論與實測探討透地雷達與無人機紅外線在瀝青混凝土鋪面工程之應用,特別著重於紅外線熱顯像在對實際道路劣化情形之鑑別。並期待透地雷達能卻能對公路鋪面之非破壞檢驗有所助益。本研究對於道路鋪面劣化分析可分為三個部分。第一部分為透地雷達於道路鋪面劣化情形檢測,其目的在於探討透地雷達於道路鋪面上的劣化狀況。第二部分為相同路面上也用上紅外線熱顯像儀鋪面進行分析以及評估,利用第一部分探討之結果,可以得知是否此路段有劣化情形。第三部分為路面結果比較,透地雷達路面分析結果及紅外線熱顯像路面劣化結果作為對比,即可得知路面損壞情形以及紅外線對於劣化情形分析的精準程度。
Penetrating radar is used in highway projects to detect the thickness of pavement, cavities, voids and pipelines under the road surface. The purpose of this study is to investigate theoretically and practically the application of penetrating radar and UAV infrared asphalt concrete pavement projects, with special emphasis on the identification infrared thermal imaging in the actual road deterioration situation. It is also expected that the penetrating radar can be useful for non-destructive inspection of road pavement. The analysis of road pavement deterioration in this study can be divided into three parts. The first part is to examine the deterioration of road pavement by penetrating mines. The second part is to analyze and evaluate the pavement surface of the same road with infrared thermographic camera, and use the results of the first part to find out whether the road section has deteriorated. The third part is the comparison of the pavement results, the analysis results of the penetrating radar pavement and the infrared thermal imaging pavement deterioration results as a comparison, you can know the pavement damage situation and the accuracy of the infrared analysis of the deteriorating situation.
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究方法內容與步驟 1
1.3研究規劃 2
第二章 文獻回顧 3
2.1透地雷達及紅外線歷史沿革 3
2.1.1透地雷達的發展 5
2.1.2紅外線發展沿革 6
2.2無人載具應用 7
2.3文獻回顧 9
第三章 透地雷達的基本原理與紅外線熱顯像儀 12
3.1透地雷達基本原理 12
3.1.1波傳之物理特性 13
3.1.2波的種類 13
3.1.3馬克斯威爾方程式 18
3.1.4電磁波基本原理 20
3.1.5介質的電磁特性 22
3.1.6相對介電常數 22
3.1.7電磁波波速計算 24
3.1.8天線頻率與穿透深度之關係 25
3.1.9透地雷達檢測方法 26
3.1.10檢測所需之參數設定 27
3.1.11透地雷達剖面圖像的產生與資料擷取 29
3.2紅外線熱影像儀 30
3.2.1紅外線基礎理論 30
3.2.2紅外線熱影像儀的溫度差異 31
3.2.3熱成像儀使用限制 31
第四章 實驗內容 32
4.1實驗儀器 32
4.1.1雙頻道透地雷達 32
4.1.2紅外線熱顯儀與無人機 36
4.2實驗規劃與設計 40
4.2.1透地雷達於劣化現地檢測分析 40
4.2.2參數設定 40
4.2.3訊號擷取與分析 42
4.2.4紅外線拍攝與擷取 43
第五章 實驗結果與討論 44
5.1透地雷達與紅外線顯像儀現地劣化鋪面分析結果 44
5.1.1案例一A區鋪面道路 45
5.1.2案例二B區鋪面道路 47
5.1.3案例三C區鋪面道路 49
5.1.4案例四D區鋪面道路 52
5.1.5霄裡溪堤防瀝青鋪面道路實際案例 54
第六章 結論與建議 56
6.1結論 56
6.2建議 57


[1]林維明、黃兆龍、彭耀南、吳鶯榮,「海砂屋調查及分析」,防鏽工程,第10卷,第2期,第92-108頁(1996)。
[2]葛其民,「透地雷達於鋪面之應用」,碩士論文,國立中央大學應用地質研究所,桃園(1999)。
[3]Rogalskl, A., and Chrzanowski, K., “Infrared device and techniques,” OPTO-Electronics Review, Vol 10, No. 2, pp.111-136 (2002).
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[6]謝其達,「透地雷達應用於鋼筋與鋪面厚度檢測之研究」,碩士論文,國立臺北科技大學,土木與防災研究所,台北(2006)。
[7]連韋慶,「非破壞檢測技術於建築物缺陷檢測之應用研究」,博士論文,國立成功大學,土木工程學系博士班,台南市(2008)。
[8]黃復為,「透地雷達探測道路下孔洞之研究」,碩士論文,國立臺北科技大學,土木與防災研究所,台北(2016)。
[9]林谷陶,「紅外線熱像技術檢測外牆磁磚系統界面缺陷之可行性研究」,碩士論文,國立臺灣海洋大學,材料工程研究所,基隆(2014)。
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[12]陳瑞鈴、張奇偉、林鎮華、張竣堯、周楷峻、厲娓娓,「建築外牆磁磚非破壞檢測之研究-以紅外線熱顯像技術結合無人機飛行載具」,建築研究所研究報告,期末報告,台北(2017)。
[13]李怡姍,「架構導向無人飛行載具3D測繪系統模型之研究」,碩士論文,國立中山大學,資訊管理學系碩士班,高雄(2017)。
[14]楊宗晧,「無人機應用在建築物的非接觸性檢測」,碩士論文,中原大學,機械工程學系碩士班,桃園(2017)。
[15]蕭輔國,「無人機應用於工程專案管理之研究-以土木高架橋梁工程為例」,碩士論文,逢甲大學,專案管理碩士在職學位學程,台中市(2018)。
[16]張榕容,「無人機於中高層建築外牆現況評估方法之探討」,碩士論文,國立雲林科技大學,營建工程系碩士班,雲林(2019)。

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