公路綜合檢測車在公路工程檢測中的應用研究

文/蔣學智

1 前言

傳統(tǒng)的公路檢測方式需要人工操作，從而導致效率以及準確率較低。公路綜合檢測車的推廣應用，不僅可以提高檢測準確度，準確無誤地傳達檢測結果，同時還可以提高檢測效率。公路綜合檢測車可對檢測公路的車轍數(shù)據(jù)、平整指數(shù)、路面損害程度等信息進行收集整理，同時清晰展示出來。因此，隨著公路養(yǎng)護工作量的快速增加，選用公路綜合檢測車進行公路檢測，顯然具有必要性。

2 公路綜合檢測車系統(tǒng)組成及其優(yōu)勢

公路綜合檢測車主要由裂縫探測系統(tǒng)、定標系統(tǒng)、定位定向系統(tǒng)、錄像系統(tǒng)、路面車轍檢測系統(tǒng)、安全隱患檢測系統(tǒng)、構造深度檢測系統(tǒng)等多個部分組成，各自系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。

公路綜合檢測車與傳統(tǒng)人工檢測相比，其無論在檢測效率還是檢測精度等方面都有顯著優(yōu)勢。

2.1 檢測項目

公路綜合檢測車可直接通過車上已安裝設備進行測量和拍照，從而可以對路面平整度、路面構造深度、路面損壞情況等進行檢測，對檢測數(shù)據(jù)進行處理分析、存儲。因此檢測結束后，可人工對檢測數(shù)據(jù)進行查閱、核對[1]。

2.2 檢測效率

公路綜合檢測車具有高效的檢測效率，其通過打開車載檢測設備即可實現(xiàn)上路檢測，車在行駛過程即是檢測過程，車輛行駛速度最高可達84km/h。

2.3 檢測精度

公路綜合檢測車的檢測精度不低于人工檢測精度，因此相當于節(jié)省了檢測成本。為獲取相關的檢測數(shù)據(jù)和資料，公路綜合檢測車對被檢測路段進行圖形圖像識別，屬于無損檢測方式，對路面性能沒有損傷[2]。

2.4 檢測安全性

公路綜合檢測車是通過車輛行駛過程中進行檢測，避免了人工檢測需要封閉交通的弊端，使得發(fā)生交通事故的概率大大降低，同時還可保障了檢測過程中可通車的優(yōu)勢。

3 公路綜合檢測車應用

3.1 路面裂縫檢測

公路綜合檢測車對于路面損壞檢測子系統(tǒng)是采用三維相機和紅外線激光，激光傳感器的橫向點間距為1mm，行進方向的相鄰橫斷面間距為5mm，高程分辨率0.3mm。其檢測原理是基于激光三角測距原理，從而讀取出公路橫斷面相關數(shù)據(jù)，由于三維相機的介入，使得高精度的三維檢測試驗數(shù)據(jù)較容易獲取，再結合路面圖形圖像數(shù)據(jù)，可以把被檢測路段上的裂縫、車轍、沉陷、邊角剝落等所有存在的病害都識別出來[3]。

3.2 路面平整度檢測

公路綜合檢測車對于路面平整度檢測原理是在兩后車輪前方安裝2 個激光測距器和2 個加速度計，通過利用激光測距機測量設備與路面間的相對距離，從而得到公路縱斷面的相對高程，最后輸出國際平整度指數(shù)（見圖1）。

圖1 平整度檢測系統(tǒng)原理

3.3 路面車轍檢測

公路綜合檢測車對路面車轍檢測原理是利用車上安裝的紅外激光發(fā)射器和2 臺CCD 相機對公路變形采取檢測，此檢測需在同步控制器觸發(fā)控制下進行。然后利用相機拍攝的線激光在路面上的形變情況，再進行分析，結合分析結果從而得出公路車轍深度等數(shù)據(jù)。

為了驗證公路綜合檢測車對路面車轍檢測效果，選取試驗路段，分別采用人工測量和公路綜合檢測車兩種方法，進行車轍檢測試驗。檢測數(shù)據(jù)結果如表1 所示。從試驗路段的檢測數(shù)據(jù)可表明，公路綜合檢測車所測量的車轍數(shù)據(jù)與人工測量數(shù)據(jù)較為接近，誤差均在3mm以內(nèi)，從而驗證了公路綜合檢測車對于檢測公路車轍可行性[4]。

表1 車轍試驗檢測結果對比

3.4 工程案例應用效果

3.4.1 項目概況

從上述分析表明，公路綜合檢測車對于檢測路面裂縫、路面平整度以及路面車轍等方面具有可靠性。為了進一步驗證其應用效果，下面結合實際工程項目進行相關檢測。

西北區(qū)域某高速公路全長約100km，公路設計為雙向四車道，路面設計寬度為24m，公路設計時速為100km/h，路面設計荷載為汽車-超20，掛-120。公路地處西北戈壁沙漠干旱區(qū)，首次對該公路相關指標采取檢測。在這個工程測量實例中，采用公路綜合檢測車對不同路段的平整度、構造深度和車轍進行測試。

對該公路采取平整度檢測、路面車轍和構造深度檢測路段分別選取長度為200m 和300m 路段。同時為了提高檢測準確率，對上述每個路段，分別按照25km/h，45km/h，70km/h 的時速分別進行4 次試驗檢測。

3.4.2 構造深度檢測

構造深度的檢測原理和車轍檢測相似，利用檢測車內(nèi)部設備先在高照度下采集公路圖像，繼而通過智能識別系統(tǒng)確定公路構造深度。兩個試驗路段中，公路綜合檢測車和人工測量數(shù)據(jù)如表2 所示。從表2 檢測結果表明，公路綜合檢測車測量出的公路構造深度與人工測量數(shù)據(jù)相差較小，遠小于1mm。

表2 公路構造深度檢測結果（單位：mm）

3.4.3 平整度檢測

公路綜合檢測車通過利用設置在車輪上的加速度和激光測距器來實現(xiàn)公路平整度檢測，通過測量車輛輪跡帶出的平整度，然后利用相關計算方法計算輸出國際平整度指數(shù)IRI，系統(tǒng)同時計算出偏差。試驗段的公路平整度檢測結果如表3 所示。從表3 檢測結果表明，公路綜合檢測車與人工檢測對比，其平整度檢測結果相差不大，偏差平均值均在3%以內(nèi)[5]。

表3 公路平整度檢測結果（單位：%）

3.4.4 車轍檢測

公路綜合檢測車對路面車轍檢測是利用車上安裝的紅外激光發(fā)射器和2 臺CCD 相機檢測路面變形情況，借助紅外激光發(fā)射器發(fā)出的激光識別路面變形點，并加以分析，自動計算路面車轍深度。兩個試驗路段的車轍深度檢測結果列于表4。從表4 檢測結果表明，公路綜合檢測車與人工檢測對比，其車轍深度檢測結果相差不大，偏差平均值均在3mm 以內(nèi)。

表4 公路車轍深度檢測結果（單位：mm）

4 結語

隨著公路檢測工程量的快速增加，單純采取人工進行公路檢測逐漸不能適應公路快速發(fā)展的要求，而公路綜合檢測車在公路檢測中的應用，在保證公路檢測結果滿足精度要求的前提下，可以大大提高公路檢測效率，也節(jié)約了大量的人工。本文主要闡述了公路綜合檢測車在路面典型病害檢測中的工作原理，同時結合工程案例分析其應用效果。從工程實例應用效果得到以下結論：公路綜合檢測車在路面裂縫、路面平整度以及路面車轍方面的檢測結果表明，其與人工檢測結果相差較小，而且偏差均在允許范圍內(nèi)。通過試驗段檢測結果，表明公路綜合檢測車的檢測精度能夠滿足現(xiàn)行標準規(guī)范的要求，可以廣泛應用于公路檢測過程中。公路綜合檢測車與人工檢測相比，檢測效率得到有效提高，而且避免人工檢測中可能出現(xiàn)的安全風險。