一種貝克曼梁彎沉數(shù)據(jù)數(shù)字化采集方法

周 才，孫浩鋒，張婋佳

（諸暨永安市政公用工程質(zhì)量檢測有限公司，浙江 諸暨311800）

1 概 述

貝克曼梁測試路基路面回彈彎沉方法［1］（以下簡稱貝克曼梁彎沉檢測）是一種適用于道路檢測的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用于彎沉檢測。由于檢測過程依靠人工，數(shù)據(jù)更依賴人工手寫紙上記錄。這種方式的缺點(diǎn)：當(dāng)記錄點(diǎn)數(shù)較多時(shí)造成工作量大、操作不便，同時(shí)也極易受到人為干擾，降低檢測結(jié)果的真實(shí)性。出于成本考慮，實(shí)際中配置使用機(jī)械式百分表，相對(duì)于機(jī)械式百分表目前市面上也有數(shù)顯電子式百分表（以下簡稱電子百分表）。這種電子百分表背后攜帶低功耗藍(lán)牙（BLE）發(fā)射器，可以和手機(jī)APP連接，具備傳輸數(shù)據(jù)的功能。于是想到，如果在貝克曼梁彎沉檢測中使用該電子百分表，再加上一款專用的手機(jī)APP，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP獲取彎沉數(shù)據(jù)并保存上傳，從而擺脫人工記錄數(shù)據(jù)的方式，達(dá)到彎沉數(shù)據(jù)采集數(shù)字化。現(xiàn)對(duì)該方法作詳細(xì)介紹。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1 工作結(jié)構(gòu)示意圖

工作結(jié)構(gòu)示意見圖1。

圖1中無線藍(lán)牙百分表指的是電子百分表，市面上可購買且有不同量程和精度供選擇。該表由兩部分組成，前面是數(shù)顯式百分表，后面是低功耗藍(lán)牙發(fā)射器。選擇量程0～13 mm，精度為0.01 mm帶藍(lán)牙發(fā)射器的電子百分表，其使用前已計(jì)量檢定，見圖2。

圖2 藍(lán)牙電子百分表實(shí)物圖

圖1中手機(jī)APP是一款專門用于彎沉檢測的手機(jī)程序，該APP利用安卓系統(tǒng)（版本4.3以上）所攜帶的低功耗藍(lán)牙和表連接，具有對(duì)彎沉數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取和上傳功能。APP主要由4個(gè)模塊組成：1）工程信息模塊；2）數(shù)據(jù)接收模塊；3）系統(tǒng)設(shè)置模塊；4）藍(lán)牙電子百分表查找模塊。4個(gè)模塊分別完成以下功能：

圖1 工作結(jié)構(gòu)示意

1）工程信息模塊 輸入檢測地點(diǎn)的工程名稱、路段等信息，區(qū)別各工程地點(diǎn)。

2）數(shù)據(jù)接收模塊 自動(dòng)識(shí)別、接收彎沉的兩個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)：最大加載讀數(shù)、卸載讀數(shù)。

3）系統(tǒng)設(shè)置模塊 一些參數(shù)設(shè)置，比如是否需要語音報(bào)數(shù)、藍(lán)牙連接時(shí)信號(hào)強(qiáng)弱報(bào)警等。

4）藍(lán)牙電子百分表查找模塊 查找藍(lán)牙表的藍(lán)牙地址并保存。APP對(duì)安卓系統(tǒng)版本要求較低（4.3以上），目前市面上的安卓手機(jī)都能安裝，安裝極其方便。

2.2 工作過程

2.2.1 檢測依據(jù)及儀器

檢測依據(jù)：《貝克曼梁測試路基路面回彈彎沉方法（T 0951—2008）》。

儀器使用：貝克曼梁彎沉儀（包括型號(hào)：5.4 m和3.6 m）、電子百分表、表架。

2.2.2 檢測操作

使用貝克曼梁彎沉儀和電子百分表進(jìn)行檢測。檢測步驟如下：

1）運(yùn)行APP，操作APP和電子百分表連接。

2）貝克曼梁彎沉儀按標(biāo)準(zhǔn)要求放入車輪，電子百分表安裝到表架并開啟，調(diào)整表架，使表測頭安放在貝克曼梁測定桿頂面，輕輕叩打貝克曼梁，確保數(shù)據(jù)無變化，按表ZERO／ON鍵復(fù)位，啟動(dòng)車輛以5 km／h的速度行駛，開始檢測。

3）電子百分表示值隨路面變形持續(xù)增加，當(dāng)示值最大時(shí)，即產(chǎn)生最大加載讀數(shù)L1。APP識(shí)別得到最大加載讀數(shù)L1。

4）車?yán)^續(xù)行駛，示值反向變化，待駛出3 m以上，電子百分表示值穩(wěn)定即卸載讀數(shù)L2。APP識(shí)別得到卸載讀數(shù)L2。

這樣，APP完成讀取L1、L2，實(shí)現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)的彎沉L＝（L1－L2）×2檢測。重復(fù)上述步驟完成總點(diǎn)數(shù)。

最后使用4G網(wǎng)將現(xiàn)場檢測的原始數(shù)據(jù)發(fā)送至桌面電腦。桌面電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，報(bào)告生成、打印，完成數(shù)字化過程。

3 實(shí)際應(yīng)用案例

3.1 工程簡介

諸暨市城區(qū)道路路面改造項(xiàng)目諸湄線（郭家立交橋—袁家菜場段），起于環(huán)城東路，終于東二環(huán)路，沿線與育英路、康莊路和安康路相交。起終點(diǎn)樁號(hào)：K0＋100—K1＋322.504，全長1 222.504 m，機(jī)動(dòng)車道寬26 m（工程簡介來源：諸暨市政府門戶網(wǎng)站，日期：2020－08－31）。東側(cè)半幅基層3車道，檢測點(diǎn)數(shù)為189點(diǎn)。全程采用APP進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，現(xiàn)場雙側(cè)彎沉儀同時(shí)檢測。檢測現(xiàn)場見圖3。

圖3 檢測現(xiàn)場

3.2 APP數(shù)據(jù)記錄若干截圖

APP數(shù)據(jù)記錄若干截圖見圖4。

圖4 APP數(shù)據(jù)記錄截圖

3.3 小 結(jié)

1）現(xiàn)場彎沉數(shù)據(jù)正確傳送至手機(jī)APP并保存。

2）彎沉從人工記錄轉(zhuǎn)向手機(jī)APP數(shù)字化方式采集，杜絕人為隨意改寫，同時(shí)也給檢測帶來方便。

3）APP運(yùn)行可靠穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

4 結(jié) 語

1）有益效果：本方法使標(biāo)準(zhǔn)《貝克曼梁測試路基路面回彈彎沉方法（T 0951—2008）》的彎沉檢測數(shù)據(jù)由人工依賴轉(zhuǎn)為手機(jī)APP形式：讀取、保存和上傳，減少人為干擾，實(shí)現(xiàn)了貝克曼梁彎沉檢測數(shù)字化采集數(shù)據(jù)。

2）APP已獲軟件著作權(quán)證書，該方案也已獲得實(shí)用發(fā)明專利，目前已制成設(shè)備套裝（圖5）。

圖5 設(shè)備套裝

3）不足之處：表的調(diào)整還需依靠人工，該方法并未使貝克曼梁彎沉檢測自動(dòng)化。

本方法是一種全新的方法，難免存在缺點(diǎn)，希望繼續(xù)改進(jìn)和完善該方案，更好更嚴(yán)格地完成貝克曼梁彎沉檢測。貝克曼梁檢測方法是一種非自動(dòng)化檢測的過程，探索如何減少檢測操作工作量是一個(gè)方向。