對(duì)高等級(jí)公路的使用性能和結(jié)構(gòu)性能的評(píng)價(jià)一般從平整度、路面破損、車轍深度、抗滑性能、路面結(jié)構(gòu)彎沉等幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。高等級(jí)公路
智能檢測(cè)技術(shù)的研究也是根據(jù)這幾個(gè)路況指標(biāo)的采集和分析展開的。
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平整度檢測(cè)技術(shù)
平整度智能(自動(dòng)化)采集技術(shù)分兩大類,一類是反應(yīng)類平整度檢測(cè)技術(shù),一類是斷面類檢測(cè)技術(shù)。高等級(jí)公路一般采用斷面類平整度檢測(cè)技術(shù),因?yàn)榇祟惣夹g(shù)檢測(cè)精度更高,且受車輛載體、車速的影響較小。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方法的不同,斷面類平整度檢測(cè)技術(shù)又分為基于慣性基準(zhǔn)斷面的檢測(cè)方法和基于高程傳遞的檢測(cè)方法。
基于慣性斷面的平整度檢測(cè)技術(shù)未來(lái)仍然是平整度檢測(cè)的主流技術(shù),隨著計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是研究精度更高的加速度計(jì)誤差處理算法,提高該技術(shù)在低速和變速情況下的檢測(cè)能力。在基于縱斷面的路況解析技術(shù)方面,未來(lái)的趨勢(shì)是不僅采用縱斷面評(píng)價(jià)宏觀的舒適性,還將利用高精度的縱斷面數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)局部的道路變形類病害,如錯(cuò)臺(tái)、橋頭跳車、坑槽等。
·路面破損檢測(cè)技術(shù)
目前裂縫類路面破損檢測(cè)技術(shù)主要采用的是機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù),即通過(guò)路面圖像的自動(dòng)采集和路面圖片的機(jī)器識(shí)別實(shí)現(xiàn)路面破損的自動(dòng)檢測(cè)。除機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)外,目前國(guó)外有研究機(jī)構(gòu)正在研究采用高速三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行路面破損的自動(dòng)檢測(cè),這種技術(shù)利用高速三維掃描設(shè)備獲取高精度的路面三維數(shù)字模型,進(jìn)而通過(guò)路面病害特征的提前獲得路面破損數(shù)據(jù)。相比機(jī)器視覺技術(shù),這種技術(shù)受光照環(huán)境及路面本身污染的影響較小,但受激光掃描速度影響,目前該技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)在高速情況下檢測(cè)細(xì)微裂縫的功能,且對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力要求很高,因此還未達(dá)到工程化應(yīng)用的程度。
路面破損智能檢測(cè)未來(lái)的發(fā)展方向是三維激光掃描技術(shù),因?yàn)榭梢垣@得高精度的路面表面三維數(shù)字模型,這種技術(shù)可以同時(shí)實(shí)行裂縫類病害和變形類病害的自動(dòng)檢測(cè)。但這項(xiàng)技術(shù)要達(dá)到工程化應(yīng)用的程度還需要解決諸如激光高速掃描、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理、各類病害特征提取等多個(gè)技術(shù)難題。
· 抗滑性能檢測(cè)技術(shù)
目前世界各國(guó)已經(jīng)形成了多種路面抗滑性能的測(cè)試方法,根據(jù)測(cè)試方式可以分為測(cè)定摩擦系數(shù)等參數(shù)的直接法 和 測(cè)定路面微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造的間接法。
國(guó)際通用的摩擦系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)主要有兩類:一類是測(cè)定橫向力摩擦系數(shù),以英國(guó)的SCRIM為代表,廣泛應(yīng)用于歐洲國(guó)家;另一類是測(cè)定縱向摩擦系數(shù),北美、歐洲和日本等國(guó)也經(jīng)常采用。由于路面的抗滑能力受宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造的綜合影響,僅僅采用宏觀構(gòu)造的紋理深度指標(biāo)不能完全反映路面的抗滑能力,而摩擦系數(shù)測(cè)試值主要反映的是微觀構(gòu)造的抗滑能力,因此兩者單獨(dú)作為抗滑能力的評(píng)價(jià)依據(jù)都存在不足。因此,PIARC提出了一種綜合考慮路面宏觀構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)測(cè)試值的抗滑能力評(píng)價(jià)指標(biāo)IFI,但評(píng)價(jià)模型較為復(fù)雜,目前該指標(biāo)的應(yīng)用范圍并不廣。
路面抗滑能力的檢測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向是綜合考慮路面的微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造對(duì)抗滑能力的影響,采用同一設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)內(nèi)容的檢測(cè),獲取更全面的抗滑能力評(píng)價(jià)指標(biāo)。
· 車轍檢測(cè)技術(shù)
車轍檢測(cè)主要是通過(guò)道路橫斷面的測(cè)量獲得的。從實(shí)現(xiàn)方法上,目前道路橫斷面的測(cè)量方法主要有三類:點(diǎn)激光橫斷面測(cè)量方法、線掃激光斷面測(cè)量方法和線結(jié)構(gòu)光橫斷面測(cè)量方法。獲得橫斷面曲線后,一般采用模擬直尺法或包絡(luò)線法計(jì)算車轍深度指標(biāo) 作為路面車轍的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
車轍檢測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是采用縱向采樣精度更高的線掃激光裝置,獲取高精度的近似連續(xù)的橫斷面數(shù)據(jù),在車轍評(píng)價(jià)方面,采用更豐富的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),不僅計(jì)算車轍深度,還對(duì)車轍形狀進(jìn)行分析,如計(jì)算車轍寬度、兩壁坡度等指標(biāo),以更全面地評(píng)價(jià)車轍對(duì)行車安全和路面結(jié)構(gòu)的影響。
· 彎沉檢測(cè)技術(shù)
根據(jù)測(cè)試方式的不同,彎沉檢測(cè)技術(shù)可分為固定采樣和行駛采樣兩類,按照檢測(cè)裝置的施荷特性可以分為3類:靜態(tài)彎沉量測(cè)、穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉量測(cè)和脈沖動(dòng)力彎沉量測(cè)(模擬實(shí)際行車荷載)。目前無(wú)論哪種彎沉檢測(cè)技術(shù),都存在檢測(cè)速度慢、影響交通的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)都在研究高速的彎沉檢測(cè)技術(shù),其中激光彎沉檢測(cè)技術(shù)的研究已接近應(yīng)用階段,也是未來(lái)的發(fā)展方向。