关于路面不平度测量研究

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1、关于路面不平度测量研宄广东鸿高建设集团有限公司523000摘要：随着传感器技术、计算机技术和信号处理技术的飞速发展，人们对路面不平度的釆集、测量和各种试验方法也在不断的更新和改进。近年来，这一领域己经涌现出了多种测量和试验分析的新方法。木文分析了传统路面不平度的测试方法，为行内探讨提供参考或借鉴。关键词：路面不平度；测量；仪器引言：路面不平度是指道路表面相对于理想参考平面的偏离。近年来，随着对公路服务质量要求的不断提高及路面管理系统的不断发展，随着传感器技术、计算机技术和信号处理技术的飞速发展，人们对路面不平度的采集、测量和试验的方法也在不断的更新和改进，这一领域陆续出现了多种测量和试

2、验分析的新方法。一、国内路面不平度测量历史与现状国内于20世纪60年代开始路面不平度的测量与研究。1965年，长春汽车研究所用标杆法测量了江苏、安徽等省的若干公路的路面不平度，并进行了谱估计。70年代以来，一汽和吉林大学合作，在路面测量和统计分析方面作了较深入的工作，并完成了海南试验场可靠性跑道的设计与构筑。目前，较为完善的中国道路路谱数据相对匮乏，但其在汽车研发阶段的作用日益受到各大汽车公司的关注。早在1988年，为了使富康轿车能够适应中国的道路条件和使用条件，中法双方专家就共同组织了在中国不同地区的行驶试验，毡括多种地形、多种路况，记录了大量试验数据通过对试验过程记录数据的分析，中

3、法专家对将要引进的产品提出了30项改进意见，以适应中国的道路条件和使用条件。1996年，美国通用公司派专家测量了中国的部分路谱，根据路谱统计结果对上海通用公司牛.产的轿车的悬挂系统做了改进。近些年，一些企业、大学进行了越来越多的道路谱数据测量工作。从2008年8月起，国家“863”计划资助的项S开始在全国大范围内进行道路谱数据采集，旨在结合实际道路特点，测量道路谱信息、地理信息以及视频信息，建立道路谱数据库，实现室内道路模拟等。数据采集及应用流程如图1所示。图1数据测量及应用流程图二、路面不平度测量系统路面不平度测量己经进行了长达50年的研究，其测量方法和仪器有很多种，按照测量基准分类

4、奋固定基准、随动基准、递推基准、惯性基准和角度基准等；按照测量原理不同分为直接接触式的测量仪和非接触式测量仪（响应式测量仪）等。对车辆的耐久性仿真研究来说，一般使用沿着车轮轨迹方向的两维剖面曲线，如图2所示。为此，开发了一套沿车轮轨迹纵向的路面测量系统。该系统能快速地测量沥青路、水泥路、沙石路和试验场道路，最大测量波长可达100m,而这个波长正是平顺性分析所需要的。路面不平度系统的激光横梁如图3所示，里面包含5个激光传感器、6个加速度传感器，以及陀螺仪。为了测量距离、速度等参数，系统加载一个轮速编码器，陀螺仪是为了配合GPS进行大路形的测量之用。轮速编码器、GPS系统、两个视频摄像机和

5、高速数据采集系统用于路面不平度传感器以及其他车辆参数的同步记录，4路激光传感器、4路加速度计可实现道路谱的测量，另外在中间设置1路激光器，用于测量车辆中间的道路起伏，在每个轮迹处布置两个高精度激光传感器，其中一个传感器位于轮胎中性面上，另一个激光传感器位于轮胎边缘附近，用于协助测量分析道路斜坡。激光、加速度和陀螺仪布置方案如图4所示。加速度传感器布置在两个激光传感器的中间，加速度测量范围可以从0频开始，上限为3kHz。图2纵向道路表面的测量曲线图3路面不平度系统的激光横梁图4激光、加速度和陀螺仪布置相机在前后挡风玻璃处各放置一个，用于监测道路实时情况。采集控制箱用于给车辆前面的激光横梁

6、里面的传感器设备供电以及数据进入采集卡之前的调理和滤波，数据采集方案如图5所示。图5数据采集方案磁盘阵列采用ESA12U-G2421型的，用于采集的海量路面高程数据和视频数据的存储。UPS电源采用山特的3kVA全在线式不间断电源，用于给系统提供标定吋(车辆熄火)的电源和稳压。三、路面不平度测量方法1、硬路面不平度测量方法路面不平度测量的最初发展是和公路路面质量评价相联系的，路面不平度测量仪的出现可以追溯到1925年，把地面几何学引入车辆振动研究还是本世纪6。年代的事。根据路面不平度测量原理，现奋的路面不平度测量仪可分为响砬型测量仪和路面波形仪。(1)响应型测量仪响应型测量仪的工作原理是

7、：测量仪通过被测路面时，测量系统的某一响应量，通过动态标定反求地面有效激励.这是一种间接测量方法，其测量结果只有经过标定才能应用.由于测量轮具有一定的直径，它测得的是“包络有效不平度”.显然，测量仪的动力学特性和测量速度会对测量结果产生影响.0前常见的响应类测量仪有BPRRou-名hmeter、MayMeter等.在0前的路面不平度测量中，响应类侧量仪应用较为广泛.其原因在于其价格低廉，操作简便.由于它采用间接测量方法，适当的标定方法对于测量结