沥青路面构造深度精确检测方法研究.docx

《沥青路面构造深度精确检测方法研究.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第14卷第8期2014年3月科学技术与工程Vol.14No.8Mar．20141671—1815(2014)08-0265-04ScienceTechnologyandEngineering2014Sci.Tech.Engrg.沥青路面构造深度精确检测方法研究马荣贵1王建锋2李平2(长安大学信息工程学院1;陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心2，西安710064)摘要路面构造深度是表征路面宏观构造的重要指标，为了准确、快速地检测路面构造深度，提出了一种新的路面构造深度高精度检测方法，该方法步骤是先利用改进的最小二乘去除评价路段的路面趋势项，

2、获得精确的路面纹理结构;然后以精确的路面纹理结构计算路面构造深度。依据该检测方法开发了检测系统和检测软件，实现了路面构造深度的精确、快速检测。通过标定实验和现场对比试验证明，采用该自动检测系统可以实现各种车速下的路面构造深度的连续检测，并且检测结果与铺沙法相关性很高，检测结果可以直接使用。关键词交通工程构造深度激光位移传感器中图法分类号U495;文献标志码A路面抗滑性能与行车安全直接相关，路面宏观构造直接影响着路面抗滑性能;同时也影响着雨天路面的排水，良好的路面宏观构造可以及时排除路面积水，防止路表面出现水膜而提高雨天行车安全［1］性。路面构造深度

3、是表征路面宏观构造的重要指标，因此如何采用较好的方法，通过较低的成本获得高精度的路面构造深度指标成为了道路路面检测的难度和重点。国内外常用的路面构造深度检测方法主要有铺沙法、排水测定法，数字图像法和激光断面检测［2，3］法。以上所述的每种方法都有各自的优缺点。铺沙法是将已知体积的标准砂摊铺在测试路面上，用底部粘有橡胶片的推平板尽量将砂推平成一圆形，砂的体积与所摊铺圆平均面积之比即为路面的构造深度。该方法由英国道路研究所设计，其特点是操作方便，但长时间检测操作者劳动强度大，安全性差，也不宜在潮湿天气时测试。排水测定法是通过监测固定体积的水通过路面排除

4、的时间来间接地反映路面的宏观构造，该方法由法国设计，由于其测量操作复杂，目前应用不多。数字图像法是通过对拍摄的路面纹理图片进行数字分析，按照图片的灰度等信息计算路面的构造深度，该方法最大的特点是操作简单，但是测量的重复性不强，和铺沙法的相，［4］关性不强目前还没有在实际工程测试中使用。激光断面检测法是通过安装在检测车(搭载平2013年10月15日收到，10月30日修改陕西省自然科学基金(2012JQ7030)资助第一作者简介:马荣贵(1967—)，男，博士，教授，研究方向:路面检测技术。E-mial:csfxzx@163．com。台)上的激光位移

5、传感器高速测量路面的构造深度。该方法的特点是，测量速度快，同段道路测试结果与铺沙法结果的相关性和重复性较好。存在的不足是由于道路趋势的不同，检测结果差异较大，不能建立各种不同路段下统一的与铺沙法的相关关系。原因是采集路面高程的激光位移传感器安装在检测车上，在采集过程中由于检测车本身振动，以及路面趋势的影响，所采集的高程信息中不仅包括路面的纹理信息，也包括路面的趋势信息。但路面构造深度只和路面的纹理信息相关，只有获得精确的路面纹理才能计算精确的路面构造深度指标。所以如何获取路面的真实纹理信息就成为了断面检测法的难点。本文主要研究路面构造深度的精确检测

6、原理，开发能用于工程实践的高速、高精确路面构造深度检测系统。1检测原理因为我国公路路面构造深度以铺砂法为标准测试方法，所以，所有方法检测得到的路面构造深度结果都必须转化为路面铺砂法检测的构造深度后才可以判断路面抗滑性能是否满足要求。路面构造深度的评价指标为平均构造深度(MTD)。1.1传统检测原理利用激光断面仪检测路面构造深度的原理是由安装在检测车上的激光传感器向路面发射线激光束，根据接收的反射光线来获取连续的路面断面轮廓曲线;再将路面断面曲线均分为100mm长的片段曲线，计算每个片段曲线的平均片段深度(MSD)，将所有片段曲线的MSD的均值作为路

7、面的266科学技术与工程14卷平均断面深度MPD，再通过相关方程把MPD转化为MTD［5，6］。每个片段曲线的MSD的计算原理如图1所示，计算方法如下:首先计算曲线上所有点的高程值的均值ave;其次将片段曲线均匀分成两段，分别求取每段曲线最高点的高程值max1和max2，再分别计算两个最高点的高程值与片段曲线整体高度平均值的差值。这两段差值的算术平均值即为该片段曲线的平均片段深度MSD。MSD=［(max1－ave)+(max2－ave)］/2=(max1+max2)/2－ave(1)图1MSD计算原理1.2改进的构造深度检测原理以上是以检测车的横

8、断面为计算单位，由于线激光的检测成本较高，检测系统结构复杂，并且横断面中必然加进去了路面横坡等趋势，采用该方法测量的路面M