激光断面仪在沥青路面平整度检测中的应用

激光断面仪在沥青路面平整度检测中的应用　史敏　（新疆新纪元公路设计有限责任公司，新疆乌鲁木齐８３００００）　摘要：为研究激光断面仪在沥青路面平整度检测中的应用效果，本文是激光断面仪应用情况及其结果的表达。对激光断面　仪的构造、工作原理及操作过程进行介绍，然后使用手推断面仪检测平整度数据与激光断面仪进行对比并对其进行标定，最　后将激光断面仪应用于实际工程连续检测沥青路面平整度变化情况。结果表明：激光断面仪检测结果与手推断面仪相关性　很好，表明其应用效果较好；随着通车时间的增加，平整度逐渐变差，且在通车３年后下降迅速，通车５年时平整度评定结果为　“中”，可考虑采取适＂３养护措施。－　关键词：沥青路面；平整度；激光断面仪；检测　中图分类号：Ｕ４１６．０６　文献标识码：Ｂ　１　引言　惯性制导单元主要由加速度计和陀螺仪组成，其　中加速度计用于测量行驶过程中车辆在横、纵及竖一　沥青路面是我国高等级公路中采用的主要结构形　式，其采用的沥青混合料是一种柔性材料，能对汽车的　冲击荷载起到良好的缓冲作用，相对水泥混凝土路面　而言在行车舒适性方面具有很大优势。沥青路面的平　整度是表征其行车舒适性的重要指标之一，路面平整　度不能满足要求时不利于路面行驶质量，严重的甚至　影响行车安全，因此对沥青路面平整度进行评价具有　重要意义。　个方向的加速度，陀螺仪用来测量车体横、纵两轴的转　动角度。因为车辆在行驶过程中存在自身颠簸，因此　需将上述测试结果和激光传感器测试结果进行处理分　析，得出激光传感器距路面表面的真实距离。　（３）距离传感器　通过距离传感器测定车辆行驶的距离，从而使其　能根据编程数据中预先设定的数据采集距离向系统发　目前国内外常用的平整度检测方法主要有３ｍ直　送数据采集信号。　（４）测试梁　尺、连续式平整度仪、激光平整度仪及车载式颠簸累积　仪等。其中激光平整度仪测试速度快，操作简单，在沥　青路面平整度检测中得到广泛使用，本文首先对其检　测原理进行介绍，然后对其检测有效性进行了评价，并　测试梁固结于汽车底盘上，其上根据测试要求不　同按一定距离布置有激光传感器和惯性制导单元。　（５）信号处理与数据分析系统　在实际工程中进行了应用，可供同类工程检测借鉴使　用。　包括数据采集箱、计算机分析系统及相应分析软　件等。其作用是在测试过程中提供操作界面，并显示　数据采集情况等。　２．２工作原理　２　激光断面仪平整度检测原理　２．１　激光断面仪构造　（１）激光传感器　激光断面仪工作基本原理为通过计算发出激光到　重新接受到光束的时间差以转化为距离信号评价路面　激光断面仪在一定宽度范围内布置有数个激光传　表面的凹凸状况。测试过程中信号处理与数据分析系　统能将采集到的模拟信号转化为数字信号，再经过存　储计算等处理即可得出平整度评价中常用的国际平整　度指数ＩＲＩ。　２．３激光断面仪操作过程　感器，工作时由发光二极管发出激光射到道路表面，经　反射后由接收器接收，通过这一过程获得的时间差可　计算出激光传感器距路面表面的距离。　（２）惯性制导单元　收稿时期：２ｏ１７—０１—１２　作者简介：史敏（１９８５一），女，汉族，河北涿州人，本科，工程师，主要从事公路与桥梁工程设计与检测工作。　１２０　２ｏ１７年第２期　史敏：激光断面仪在沥青路面平整度检测中的应用　使用激光断面仪进行平整度测试之前应先进行距　离传感器的标定工作，一般在平直的路段上选择一已　知长度的路段使用其操作系统中自带的软件进行标　定。标定完成后根据ｉ贝０试路段的起点位置，将测试车　从起点２００ｍ以外的位置启动，并加速到测试速度后匀　速行驶，保证经过起点时汽车已匀速行驶，到达终点前　也不能减速，必须行驶过终点后才能减速停车，同时一　般平整度测试过程中车辆应行驶在所测车道的轮迹带　测试结果进行标定，本文采用手推式断面仪进行标定　工作。其过程如下：（１）在现有沥青路面上选择５段平　整度有明显区别的路段，每段长度３００ｍ；（２）进行路段　选择时应注意路段无坑槽、修补等痕迹，并且位于路线　的直线路段；（３）标定前进行封闭交通处理，封闭长度　应大于７００ｍ，即标定段前后各延长２００ｍ；（４）使用激　６　＾ｌｌ要置ｖ基旧蔷　脚　４　３　２　ｌ　光断面仪和手推断面仪对每个路段进行平整度检测，　每段检测５遍；（５）对两种仪器的检测结果进行回归分　析，得出标定方程。　本文按上述步骤对车载激光断面仪进行标定，结　果如表１所示。　上。数据采集完成后，由信号处理与数据分析系统计　算得出国际平整度指数。　３激光断面仪标定　使用激光断面仪进行平整度测试前应对其平整度　表１　对５个路段两种检ｉ贝０方法测得结果的平均值进行　相关性分析，结果如图１所示。　５个路段平整度检测结果　表２　国际平整度指数评价标准　从施工完成开始对上述１０ｋｍ路段的平整度进行　连续５年检测，结果如表３所示。　表３　２　３　４　５　６　平整度检测结果　激光断面仪（ｍ／ｌａｎ）　图１两种仪器相关性分析结果　测　试　时　间　。年ｏ．９８　ｏ．９５　ｏ．９８　１．０５　１．０３　１．０２　１．Ｏｌ　ｏ．９６　ｏ．９２　１．０３　由图１可知，两种仪器检测结果相关性良好，Ｒ　值　达到０．９９４５，使用激光断面仪检测出结果后，可按公式　１转化为手推断面仪检测结果。　ＩＲＩ　＝０．９３５３ｘｌＲＩ￣＋０．２７６２　（１）　１年２年３年１．２１　１．２２　１．２３　１．３１　１－２８　１．３１　１．２９　１．１８　１．１７　１．２３　１．５４　１．５９　１．６１　１．６２　１．７６　１．６３　１．６４　１．５９　１．６３　１．６７　２．０１　２．０４　２．１１　２．０３　２．２３　２．１４　２．０８　２．１１　２．１６　２．１４　４年５年２．９３　３．０４　２．８８　３．１　１　３．０１　３．０２　３．０１　２．９２　２．９１　３．０５　４．１２　４．２１　４．３１　４．１４　４．０８　４．４５　４．１２　４．２３　４．３２　３．９９　４　工程应用　将表３中平整度检测结果平均值绘制于图２后发　现，随着通车时间延长，路面平整度逐渐变差，特别是　某高速公路建设项目为沥青路面，通车运营后使　用激光断面仪对其１０ｋｉｎ长路段的平整度变化情况进　行了连续检测，以对其行车舒适性进行评价，其中国际　平整度指数ＩＲＩ的分级标准如表２所示。　到通车第３年后平整度下降速率明显增加。通车３年　时，ＩＲＩ平均值仅增加１．１２ｍ／ｋｍ，而通车３—５年时，ＩＲＩ　平均值增加了２．０９ｍ／ｋｍ。此外，通车３年时，ＩＲＩ平均　２０１７年第２期　１２１　值为２．１ｌｍ／ｋｍ，满足平整度“优”的标准，而通车４年时　为２．９９ｍ／ｋｍ，满足平整度“良”的标准，通车第５年时则　达到４．２０　ｍ／ｋｉｎ，仅满足平整度“中”的标准，因此通车　５　Ｏ　５　结语　营＿　ＨＩ）冒　４　３　２　ｌ　平整度是沥青路面行驶舒适性的有效评价指标，　０　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　Ｏ　（１ｉ　髻＿　第５年时可考虑采取适当养护措施，恢复路面的平整　度，以保证行车舒适性。　”　：：　呻　∞　对其进行检测以评价沥青路面行驶质量至关重要。使　用激光断面仪检测平整度因速度快，操作简单等原Ｌ大】　近年来在工程中得到广泛应用。本文对激光断面仪平　整度检测原理进行了介绍，并与手推断面仪检测结果　进行了对比，然后将其应用于沥青路面平整度检测。　结果表明：激光断面仪检测的平整度与手推断面仪相　关性很好，表明其应用于沥青路面平整度检测的有效　性较好；随着通车时间的增加，平整度逐渐变差，且在　０　ｌ　２　３　４　通车时闯｛年）　通车３年后下降迅速，通车５年时平整度评定结果为　“中”，可考虑采取适当养护措施；平整度较好时使用激　光断面仪测得的ＩＲＩ值也更为均匀。　参考文献　１江玮，许腾飞．激光断面仪在高速公路沥青路面平整度检测　中的应用［Ｊ】．中国水运（下半月），２０１６，（１０）：１９７－１９８．　２高凡．激光断面仪在沥青路面检测中的应用【ＪＩ．交通世界（１　程技术），２０１５，（０７）：１　１２—１　１３．　图２　ＩＲＩ平均值随通车时间变化规律　将表３中平整度检测结果标准差绘制于图３后发　现，随着通车时间延长，路面平整度标准差逐渐增大，　特别是通车４年后更为明显。通车４年时，标准差增大　０．０３２ｍ／ｋｉｎ，而通车第４年到第５年时则增加了Ｏ．０６１ｍ／　ｋｍ，表明平整度较好时使用激光断面仪测得的ＩＲＩ值　也更为均匀。　３伊兴宇．浅谈激光断面仪在实际应用中的标定与比对ＩＪ１．＿Ｉｌ‘　东公路交通，２０１　１，（０３）：５８－６０．　４李旭东．应用激光断面仪测定路面平整度及车辙…．交通标　准化，２０１０，（０７）：７３—７５．　５李中华．激光断面仪在路面平整度及１车辙检测小的应州ｌ　Ｊｌ　ｌ交通科技，２００４，（０３）：７—９．　０　１　２　３　４　，　６王艳丽．应用激光断面仪测定国际平整度指数ＩＲＩ［．ＩＩ．公路　２００２，ｆ０９）：１０５－１０８．　通车时阐《年）　图３　ＩＲＩ标准差随通车时间变化规律　４Ｐ－…“◆，｜ｌ◆，ｉｌ　ｌｒ◆－ｉＩ１，￣－ｌ　ｉｄ－◆，ｉｌｌ一－Ｏ，－１　Ｉｎ◆ｌＩ…◆ｉＩＩ　１ｒ．．ｑ［￣，ｔＩｌ，－４Ｐ＂…　◆　…’◆ｉｔｌＩＩ￣Ｄ．ｄｌ　ｌ◆ｄｌｌＩｉ．０…　◆　¨ｌ◆…◆　ｌａｔ，￣ｐｌｌｌｌ◆－　◆，Ｉｌｌ一◆，ｌｌ　Ｉｎ◆＇ｌｌ◆…◆¨ｌ◆ｈ，ｉ　Ｅ，◆　“◆－ＩＩ，◆ＩＩ◆Ｊｌ◆　ＩＩ◆…◆　◆　国家科技三大奖“瘦身”“提名制’’取代行政指标　由行政部门下达推荐指标、科技人员申请报奖、推　荐单位筛选推荐的方式将成历史，改革完善中的国家　科技奖励制度，将实行提名制，由专家学者、组织机构、　相关部门提名的制度，意在进一步提高学术性。　名资格。”针对备受关注的提名制，科技部副部长黄卫　透露，未来还将建立对提名专家、提名机构的信用管理　和动态调整机制。　值得关注的是，《方案》提出建立“定标”“定额”的　评审制度。所谓“定标”，是指针对自然科学奖、技术发　明奖、科技进步奖（以下统称ｉ大奖），分类制定以科技　近日，《关于深化科技奖励制度改革的方案》（以下　简称《方案》）发布。６月１９日，科技部举办《方案》解读　会回应公众关切。　“有学术威望、学术视野、学术境界的人将获得提　创新质量、贡献为导向的评价指标体系。　１２２《２ｏ１７￣２