[實用新型]一種自動化檢測路面平整度的裝置

無效

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• 申請日: 2001-04-29
• 公開（公告）號: CN2474570Y
• 公開（公告）日: 2002-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 陸鍵;楊熙章
• 申請（專利權(quán)）人: 陸鍵;楊熙章
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 同濟大學專利事務所
• 代理人: 陳龍梅,譚震威

一種自動化檢測路面平整度的裝置，涉及路面平整度檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機接口技術(shù)和計算機軟件應用技術(shù)。

由于路面平整度直接影響車輛、飛機等運載裝置運行的安全，以及乘坐者的舒適程度，所以一直是路面質(zhì)量評價及路面施工驗收中的一個重要指標之一。高速公路、引橋路面、飛機機場跑道等，特別是大斜坡的路面平整度除直接反映車輛行駛的舒適度外，也能間接地反映現(xiàn)有路面的安全性及使用期限。路面平整度的檢測應包括短波長的路面檢測和長波長的路面檢測。短波長的路面主要是指高低變化較陡的路面，長波長的路面主要是稍大斜坡的路面。

但是，現(xiàn)有的兩類路面平整度檢測裝置均不能檢測長波長路面。第一類是采用三米直尺平放在需檢測的路面上，然后找出三米直尺與路面之間的最大間隙，從間隙的大小來分析該路面的平整程度。這種檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，但檢測速度極慢，費時費力，且無法對長波長大斜坡的路面進行檢測；而且由于三米直尺的跨度為3米，因此只能檢測3米波長以內(nèi)的短波長路面的平整度，即只能測量3米小斜坡內(nèi)的路面平整度。為了減輕勞動強度，中國公路界采用了連續(xù)式平整度檢測儀，使上述人工測量變成機械化。該儀器的跨梁長度也是3米，但該儀器以前、后腳輪作為前、后支點，可連續(xù)向前移動，然后由設置在跨梁中點的測定輪測出間隔為3米的跨梁與路面之間的間隙，同時由固結(jié)在跨梁中間與測定輪連接為一體的記錄計記錄此間隙數(shù)據(jù)。但仍無法檢測超過3米波長的斜坡，即長波長路面。

第二類平整度檢測裝置是基于車輛的車體與車軸之間的距離會隨著路面的不平整而發(fā)生位移變化現(xiàn)象，此裝置稱為顛簸累積儀。但是，由于車輛機械特性會隨著時間的變化而發(fā)生變化，而且平整度指標還受到車輛機械特性及車速的影響，因此要經(jīng)常用更精確的第一類平整度儀對其進行標定，且在測量時要求行車的速度非常穩(wěn)定，一但偏離給定的車速，此顛簸累積儀將會產(chǎn)生檢測誤差。除此之外，顛簸累積儀在應用上有兩個根本的局限：首先，由于是響應式的檢測方法，顛簸累積儀無法測出路面縱斷面曲線，也就不適用于新路面施工的平整度驗收；第二個局限主要是無法對長波長的路面進行平整度檢測。

中國專利ZL87212325、ZL91100337分別對顛簸累積儀進行了改進，或增加位移定量輪、單向轉(zhuǎn)動軸承和光電脈沖儀以提高其可靠性和測量精度；或增加加速傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器以提高其自動化程度。但是，顛簸累積儀在應用上仍存在上述兩個根本的局限。

綜上所述，現(xiàn)有的路面平整度檢測裝置在應用方面有其很大的局限性，主要是無法用于對新路面施工質(zhì)量的驗收與評價，同時操作困難。另外，對平整度檢測儀進行標定時，國際和國內(nèi)目前都采用國際平整度指標(IRI)作為標定的參照值。為取得IRI值，則必須要有一種裝置檢測出帶有長波長和短波長的路面縱向曲線(波長為30米以內(nèi)的縱斷面曲線)。

本實用新型的目的是提供一種既能測量包括長波長和短波長在內(nèi)的路面平整度指標，又能對其它路面平整度測量儀進行核定和校正的精度高、操作簡便的自動化路面平整度檢測裝置。

為了達到上述目的，本實用新型是這樣進行的：它是由電腦及檢測平臺組成，電腦內(nèi)設高通數(shù)字濾波器及用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的程序，其結(jié)構(gòu)要點是：檢測平臺由底板與面罩固定或活動組裝而成，面罩上面放置電腦，檢測平臺后側(cè)設有固定或可拆卸的推桿，與路面相對應的底板的中間固有角度傳感器和距離傳感器，其前、后部通過固結(jié)其上的軸承和傳動軸分別配有前輪和后輪，前、后輪支點之間的間距等于后輪的周長；兩個后輪之間的傳動軸上固有單凹齒輪，單凹齒輪的唯一凹齒與距離傳感器對應，如此達到后輪走一周，后輪上的單凹齒輪上的唯一凹齒就對應距離傳感器產(chǎn)生一個脈沖信號，通過電腦上的232串行接口直接接入電腦；同時角度傳感器也同步檢測出前輪支點與后輪支點形成的平面與水平面的仰角差，并通過角度傳感器內(nèi)的電子轉(zhuǎn)換器將角度模擬信號轉(zhuǎn)換成相對應的串行數(shù)字信號，也通過電腦上的232串行接口接入電腦；高通數(shù)字濾波器濾去從電腦232接口接收的串行數(shù)字信號的低頻誤差信號，電腦中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析程序完成數(shù)據(jù)采集和分析功能，即電腦中的軟件將232接口輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成相應的角度信號，由計算機換算出路面縱斷面剖面曲線及相對于起始點的各采樣點的水平高度，并通過軟件分析程序直接計算出包括含有短波長路面和長波長路面的各項路面平整度指標。

本實用新型具有如下優(yōu)點：