路面平整度試驗(yàn)檢測(cè)中激光平整度檢測(cè)儀的應(yīng)用

摘要：為了提高公路路面施工的平整度，對(duì)公路路面平整度檢測(cè)的必要性進(jìn)行總結(jié)。對(duì)某公路路面試驗(yàn)段的檢測(cè)方案進(jìn)行了比選，決定采用激光平整度檢測(cè)儀對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。分析激光平整度檢測(cè)儀的工作原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以及在公路路面平整度試驗(yàn)檢測(cè)中的具體應(yīng)用。最后對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：激光平整度檢測(cè)儀的檢測(cè)精度較高，檢測(cè)速度快，值得在類型項(xiàng)目中推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：激光平整度儀;公路;瀝青路面;平整度;檢測(cè)

1" "公路平整度檢測(cè)的必要性

路面平整關(guān)乎人們的出行安全，路面平整可減小行駛阻力，提高行車安全性，降低對(duì)車輛造成的損傷，減少車輛油量消耗[1-3]。

路面的平整度受到環(huán)境、施工、設(shè)計(jì)等方面因素的制約。在測(cè)量過程種，需要結(jié)合路面設(shè)計(jì)和施工方式等，使用先進(jìn)的檢測(cè)儀器展開精密檢測(cè)。

通常瀝青路面的平整度受到路基沉降、路面施工材料、攤鋪工藝等影響[4-6]。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，采用一種或多種檢測(cè)方式對(duì)路面的平整度進(jìn)行檢測(cè)。

2" "路面平整度檢測(cè)方案比選

某瀝青路面公路呈南北走向，總長(zhǎng)度24.125km，其中路基寬度為26m，本路段標(biāo)準(zhǔn)車速為100km/h，包括雙向 4排機(jī)動(dòng)車道，車道寬度為15m。

常見的路面平整度檢測(cè)方法主要有直尺檢測(cè)技術(shù)、連續(xù)式平整度檢測(cè)技術(shù)、車轍式顛簸累積儀檢測(cè)技術(shù)、車轍式激光檢測(cè)技術(shù)等。選取某標(biāo)段內(nèi)的600m作為試驗(yàn)檢測(cè)路段，進(jìn)行檢測(cè)方案的比選分析。

2.1" "直尺檢測(cè)技術(shù)

直尺檢測(cè)技術(shù)的原理主要是將3m直尺放置于需檢測(cè)的位置，再采用畫圖儀將直尺從一側(cè)移至另一次。若需檢測(cè)位置的平整度不滿足工程要求，畫圖儀上側(cè)輪指針會(huì)發(fā)生上下移動(dòng)，在輸力輪的作用下滾筒會(huì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)軌跡直接顯示在測(cè)定紙帶上，最后直接讀出平整度信息。直尺檢測(cè)技術(shù)具有直接、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但其不足之處在于工作效率不高[7]。

2.2" "連續(xù)式平整度檢測(cè)技術(shù)

連續(xù)式平整度檢測(cè)技術(shù)主要是采用連續(xù)式平整度儀器進(jìn)行測(cè)量，以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值來表征路面的實(shí)際平整度。在具體測(cè)量過程中應(yīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)速度控制均勻，通常在5km/h左右，不得大于3km/h，且盡量控制在3km/h之內(nèi)。該技術(shù)通過相應(yīng)測(cè)量?jī)x器，直接反映出測(cè)量位置的實(shí)際參數(shù)和實(shí)測(cè)長(zhǎng)度，具有精度高等特點(diǎn)[8]。

2.3" "車轍式顛簸累積儀檢測(cè)技術(shù)

采用該技術(shù)檢測(cè)平整度前，應(yīng)保持車輛行駛速度在3～5km/h，同時(shí)按照說明要求安裝識(shí)別設(shè)備，車輛駛至需檢測(cè)路面前方520m左右時(shí)打開檢測(cè)設(shè)備，再根據(jù)實(shí)際路面情況調(diào)整檢測(cè)參數(shù)。

在測(cè)試過程中，車輛需勻速慢行，否則會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確，并影響后續(xù)正常施工。

2.4" "車轍式激光檢測(cè)技術(shù)

在實(shí)際檢測(cè)過程中采用該技術(shù)，車輛勻速行駛大約5km的距離，根據(jù)實(shí)際路面情況和規(guī)范要求，提前預(yù)熱車輛檢測(cè)系統(tǒng)。

駕駛員需要提前熟悉車輛情況，確定檢測(cè)路段各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以確定車輛最佳行駛速度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)表明，車輛最佳行駛車輛在52～86km/h為宜。檢測(cè)過程中車輛不得進(jìn)行急加減速，也不得隨意急轉(zhuǎn)彎，保持檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

由于該公路工程項(xiàng)目有24km，相對(duì)來說較長(zhǎng)，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況和現(xiàn)有的檢測(cè)設(shè)備，決定采用激光平整度檢測(cè)儀對(duì)該公路路面的平整度進(jìn)行檢測(cè)。

3" "激光平整度檢測(cè)儀工作原理及優(yōu)勢(shì)

3.1" "工作原理

激光平整度檢測(cè)儀器是依托于激光技術(shù)形成檢測(cè)系統(tǒng)的路面平整度檢測(cè)儀器。其利用距離傳感器以及激光傳感器之間的組合，共同組成檢測(cè)路面平度檢測(cè)系統(tǒng)[9]。

在檢測(cè)過程中，由激光傳感器對(duì)路面行駛車輛和路面高度進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，按照行程數(shù)據(jù)獲取縱向斷面的高程，進(jìn)而對(duì)路面平整度展開精準(zhǔn)計(jì)算。

3.2" "應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

使用激光檢測(cè)儀可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，比傳統(tǒng)的檢測(cè)方式快幾十倍，不但可以克服傳統(tǒng)檢測(cè)方式的需要時(shí)間長(zhǎng)的弊端，而且還可快速獲得路面平整度的信息。同時(shí)，使用激光檢測(cè)儀可提升路面平整度檢測(cè)的精準(zhǔn)度。保證車速在80km/h的情況下，將采集間距減小到0.13mm，可將檢測(cè)精準(zhǔn)度精確到0.1mm。

利用激光檢測(cè)儀，可針對(duì)大規(guī)模路面實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)，如市政道路、高速公路等。檢測(cè)結(jié)束之后，可將實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)直接輸出，如路面行駛質(zhì)量、坡度、IRI 值和斷面參數(shù)等。

應(yīng)用激光檢測(cè)儀可使平整度檢測(cè)精準(zhǔn)度更高，規(guī)避人工測(cè)量產(chǎn)生的誤差，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)，有效提高了路面檢測(cè)質(zhì)量[10]。除此之外，使用激光檢測(cè)儀，還可拓寬路面質(zhì)量檢測(cè)范圍，準(zhǔn)確測(cè)量路面車轍深度和紋理，為公路工程的建設(shè)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。

4" "激光平整度儀在路面平整度試驗(yàn)檢測(cè)中應(yīng)用

4.1" "準(zhǔn)備工作

提前勘察需檢測(cè)路段，確定是否需要提前封鎖該路段交通，如需封鎖，應(yīng)綜合考慮是否采用必要措施對(duì)別處車道進(jìn)行防護(hù)處理。

檢測(cè)前將路面上的雜物清理干凈，避免雜物影響平整度檢測(cè)結(jié)果。提前準(zhǔn)備、調(diào)試好一切檢測(cè)所需設(shè)備、材料以及輔助機(jī)具，對(duì)檢測(cè)車駕駛員和施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，提前做必要的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

4.2" "合理選擇測(cè)試地點(diǎn)

在高速公路平整度檢測(cè)過程中，結(jié)合高速公路實(shí)際情況以及路面質(zhì)量水平來確定測(cè)試的具體最佳地。

如果無法得到具體的測(cè)試地點(diǎn)，應(yīng)在行駛的道路上一側(cè)車輪痕跡的條帶處進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，再進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，以確保最后的檢測(cè)結(jié)果，可以準(zhǔn)確反映出整條路面的實(shí)際平整度情況。期間及時(shí)向施工技術(shù)人員上報(bào)最準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

4.3" "確定檢測(cè)頻率

當(dāng)路面的寬度小于2 m時(shí)，則選擇以1幅作為檢測(cè)頻率，當(dāng)路面寬度在3～9m時(shí)，則選擇以2幅作為檢測(cè)頻率，當(dāng)路面的寬度大于9m時(shí)，則選擇以3作為檢測(cè)頻率。

在實(shí)際檢測(cè)過程中，如果選用連續(xù)式平整度測(cè)試儀時(shí)，需要以30m作為主要的參數(shù)指標(biāo)，否則將會(huì)影響平整度測(cè)試結(jié)果。

4.4" "確定測(cè)試方式

4.4.1" "速度影響測(cè)試

在對(duì)公路工程的平整度展開測(cè)量工作過程中，對(duì)影響速度因素展開測(cè)試，利用激光儀器檢測(cè)路面的平整程度，判斷出車輛行駛速度對(duì)儀器檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響。

實(shí)際測(cè)試過程中，需要相關(guān)人員對(duì)同一路段展開測(cè)試，經(jīng)過2次以上測(cè)試之后，按照車輛行駛速度的影響因素、系數(shù)等，對(duì)測(cè)量結(jié)果展開觀察，進(jìn)而對(duì)實(shí)際測(cè)量方式展開優(yōu)化。

當(dāng)檢測(cè)數(shù)據(jù)不足 5%，即說明路面行駛車輛的實(shí)際速度，對(duì)檢測(cè)儀產(chǎn)生的影響較小，可將此因素忽略。這樣可有效提升儀器檢測(cè)路面平整度結(jié)果精準(zhǔn)度，提高檢測(cè)質(zhì)量。

4.4.2" "重復(fù)測(cè)試

使用激光檢測(cè)儀對(duì)路面結(jié)果進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)，可提高檢測(cè)精度，保障檢測(cè)過程合理。例如可選取同一路段，使用檢測(cè)儀對(duì)其進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)。

檢測(cè)過程中保持車輛勻速行駛，按照路面實(shí)際交通情況，展開多次平整度測(cè)試，獲取多組檢測(cè)數(shù)據(jù)。利用傳感器將路面的平整度檢測(cè)結(jié)果傳遞到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)展開復(fù)核，通過數(shù)據(jù)對(duì)比，找出不同檢測(cè)環(huán)節(jié)結(jié)果之間的差異性。

之后通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行，計(jì)算出路面的變異系數(shù)。若結(jié)果顯示變異系數(shù)<5%，則表示檢測(cè)儀的檢測(cè)結(jié)果較好，多次檢測(cè)結(jié)果存在的誤差較小。通過重復(fù)測(cè)試，可展現(xiàn)出檢測(cè)儀的性能以及檢測(cè)系統(tǒng)的精準(zhǔn)性和可靠性。

4.4.3" "相關(guān)性測(cè)試

對(duì)比于重復(fù)測(cè)試，相關(guān)性測(cè)試和其側(cè)重點(diǎn)有所不同。在重復(fù)測(cè)試環(huán)節(jié)，重點(diǎn)關(guān)注檢測(cè)儀在檢測(cè)過程的穩(wěn)定性;而在相關(guān)性測(cè)試過程中，主要強(qiáng)調(diào)儀器檢測(cè)結(jié)果的精確性。

在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，檢測(cè)人員應(yīng)提前對(duì)激光檢測(cè)儀的平整度性能展開測(cè)試，通過不同設(shè)備或者儀器對(duì)其展開試驗(yàn)。按照不同檢測(cè)方式得出的結(jié)果展開對(duì)比，進(jìn)而分析檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，以及路面平整度檢測(cè)方案的可行性。

例如：在路面檢測(cè)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)選擇同一路段上的路面，分別使用標(biāo)準(zhǔn)儀器、激光平整度檢測(cè)儀等進(jìn)行檢測(cè)，按照檢測(cè)結(jié)果展開科學(xué)對(duì)比。

檢測(cè)過程中需要保障路面情況、車輛速度等條件相同，若兩種檢測(cè)設(shè)備所得結(jié)果基本一致，則表明激光平整度儀的檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠。

5" "測(cè)試結(jié)果分析

采用以上激光平整度檢測(cè)儀對(duì)該公路某試驗(yàn)路段的路面進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證激光平整度檢測(cè)儀的檢測(cè)效果，對(duì)該試驗(yàn)路段同樣采用連續(xù)式平整度檢測(cè)技術(shù)對(duì)其同樣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。

由表1和表2的結(jié)果可知，采用上述兩種方法進(jìn)行平整度檢測(cè)，結(jié)果基本一致，表明兩個(gè)方法都能達(dá)到預(yù)期的效果，但激光平整度檢測(cè)儀的檢測(cè)效果更高，速度很快，值得在類型項(xiàng)目中推廣和應(yīng)用。

6" "結(jié)論

總而言之，在公路瀝青路面的平整度測(cè)量環(huán)節(jié)，使用激光平整度檢測(cè)儀測(cè)量過程速度快、結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高，因此被廣泛應(yīng)用到路面測(cè)量工程當(dāng)中。

相關(guān)人員需要按照規(guī)范的流程，通過車輛速度影響、重復(fù)測(cè)試以及相關(guān)性等測(cè)試方式，以展現(xiàn)出檢測(cè)系統(tǒng)高可靠性。應(yīng)用該檢測(cè)儀可從源頭把握公路建設(shè)質(zhì)量，便于制定維護(hù)方案，有效延長(zhǎng)公路使用壽命。

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