[發明專利]一種公路路表抗滑紋理檢測儀

有效

• 申請號: 201410396076.0
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104141275A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 黃曉明;祝譚雍;馬濤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01C23/01
• 分類號: E01C23/01
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于公路檢測領域，涉及一種瀝青混凝土路面抗滑紋理檢測設備。

背景技術

近年來，隨著我國高速公路網絡的逐步完善，路網運行能力得到快速提升。然而，因路面抗滑性能不足而引發的交通事故也隨之倍增。日本研究學者調查發現：由于路面抗滑能力不足而造成的交通事故數量占日本全年交通事故總數的25％；同樣，英國的抽樣調查結果顯示：該類事故占其全年事故數量的24％。雖然我國尚未發布權威調查數據，但根據我國道路交通系統各組成部分的技術成熟度來分析，因路面抗滑不足而造成的事故比率應該不會低于日本和英國。目前，從路面結構設計的角度來看，國內外研究普遍認為抗滑性能主要取決于路面紋理的形貌特征。

在1987年，18屆世界道路會議(PIARC)上對于路面紋理特征參數進行了確切的描述，定義λ為水平方向的波長，A為垂直方向的振幅，用λ和A來描述路面微觀紋理和宏觀紋理的構造。微觀紋理是指特征構造參數λ＜0.5mm、1μm＜A＜0.5mm的三維空間，有研究學者認為微觀紋理對于車輛在低速行駛時的抗滑起決定性作用；宏觀紋理是指構造特征參數0.5mm＜λ＜50mm、0.1mm＜A＜20mm的三維空間，國外研究表明路面宏觀紋理影響著路面抗滑性能隨車速提升而下降的幅度以及雨天路面抗滑性能。

目前，我國現行規范規定的路表紋理構造深度標準測試方法為鋪砂法，通過將已知體積的砂鋪平覆蓋路面并量取面積，根據式(1)計算路面構造深度。測得的TD指標越大，則表明路表的宏觀構造越深，相應的抗滑性能越好。該方法具有測試簡單，結果直觀，攜帶方便等優點。但是，存在一定的不足：其一，人為因素對誤差影響較大；其二，鋪砂法雖然簡單，但是測試速度慢、效率低，對里程較長的公路只能選擇一些路段抽樣調查，不能反映全路段的路況特征；其三，對通車路段進行鋪砂法檢測時，為了保障檢測人員安全必須進行交通管制。

TD=4VπD2---(1)]]>

式中，TD為路表構造深度(mm)，V為砂的體積(mm³)，D為攤鋪砂的平均直徑。

擺式摩擦系數測試儀也常用于公路工程抗滑性能評價當中，其測試原理為：擺式儀的擺錘底面裝有橡膠滑塊，當擺錘從一定高度自由落下時，滑塊面與路表相接觸產生摩擦而消耗部分動能，故擺錘只能回擺至一定高度。路表的摩阻力越大，擺錘的回擺高度越小。由于擺錘移動速度小，故該方法只適用于低速公路(二級及二級以下)，擺式儀屬于單點檢測設備，存在著測試效率低的問題，同時也為人工檢測帶來了不安全因素，因此越來越不適于我國高等級公路建設的需要。

近年，隨著激光技術與數字圖像處理技術的發展，激光掃描測試法開始逐漸應用于路表抗滑構造檢測當中，具有代表性的是動態激光斷面儀，其原理是在檢測車輛底面安裝紅外激光測距裝置，以2mm的間距掃描路表斷面，車輛以36km/h的速度行駛，其測量所得到的平均斷面深度與鋪砂法的測量結果相差±0.2mm。動態激光斷面儀適用于測量瀝青路面干燥表面的宏觀紋理深度，但不適于表面裂縫多、坑槽多、不平整的舊路面。該方法測試效率高，但是設備價格過于昂貴且操作復雜，在實際工程當中尚未得到大規模推廣應用。

由上可見，開發一種簡單實用、便于操作、造價經濟，且能夠對路表抗滑紋理快速、無損、連續檢測的新型設備及新方法，是十分有必要的。

通過對瀝青混合料配合比研究發現，路表的構造深度及抗滑性能主要的影響因素包擴集料的級配、公稱最大粒徑、粗集料的棱角性以及瀝青的油石比等參數，具體見表-1。

表-1影響瀝青路面路表紋理的混合料設計參數

研究通過室內試驗，采用了5種最大公稱粒徑和級配走向不同的混合料(見表-2)在馬歇爾設計方法的最佳用油量下成型車轍板，采用擺值(BPN)和構造深度(mm)來分別評價模擬新建路面的抗滑狀況，如表-3所示。

表-2礦料級配范圍

表-3擺值與構造深度測定結果