[發(fā)明專利]一種基于三維激光檢測(cè)技術(shù)的瀝青路面打毛效能測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610225600.7
• 申請(qǐng)日: 2016-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN105716969B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 惠冰;王洲;劉曉芳;郭牧;蔡宜長(zhǎng);燕姣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24;G01N3/08;G01N19/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青路面施工質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種基于三維激光檢測(cè)技術(shù)的瀝青路面打毛效能測(cè)試方法。

背景技術(shù)

瀝青路面因行車舒適性好、建設(shè)速度快、養(yǎng)護(hù)維修方便是我國(guó)高等級(jí)公路最主要的結(jié)構(gòu)類型。由于我國(guó)氣候和交通荷載條件惡劣，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，通車后容易發(fā)生層間剪切滑移，嚴(yán)重時(shí)形成車轍、滑移、推擠和擁包等病害，而這些病害產(chǎn)生的根本原因是由于瀝青路面層間粘結(jié)效能不足所導(dǎo)致的。目前針對(duì)出現(xiàn)的各種常見路面病害類型，通常的方法是加厚瀝青面層或增加新鋪面層以加強(qiáng)對(duì)拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的抵抗能力。但是，如果忽視層間的粘結(jié)，即使面層和基層的強(qiáng)度再高，瀝青路面的病害仍不會(huì)根本解決。因此，瀝青路面層間粘結(jié)效能對(duì)路面使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的影響至關(guān)重要。

增強(qiáng)層間粘結(jié)效能的措施主要有打毛(人工鋼刷粗糙和專用打毛機(jī)打毛)和噴灑粘層油。噴灑粘層油是在瀝青路面結(jié)構(gòu)層之間噴灑的高粘材料，其作用是使上下瀝青層完全粘結(jié)成一個(gè)整體。但是在施工過程中由于噴灑量控制不嚴(yán)、噴灑不均勻以及層間污染等問題，僅采用噴灑粘層油的實(shí)際效果并不十分理想。因此，實(shí)際施工中在噴灑粘層油之前一般還要對(duì)下層瀝青表面進(jìn)行打毛處置。打毛(人工鋼刷粗糙和專用打毛機(jī)打毛)是使層間表面變得粗糙以增加層間粘結(jié)效能，這種方法在國(guó)內(nèi)外獲得了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。然而，由于施工時(shí)選用的打毛轉(zhuǎn)子類型、打毛速度以及操作人員的施工經(jīng)驗(yàn)等原因，打毛的橫、縱斷面均勻性無法得到嚴(yán)格控制，而通過刻度尺等工具進(jìn)行人為量測(cè)無法對(duì)打毛后的路表橫、縱斷面特征進(jìn)行準(zhǔn)確量化，而且難以建立打毛表面特征與層間粘結(jié)效能的關(guān)系。因此提出一種快速、準(zhǔn)確地建立路表打毛特征參數(shù)與層間粘結(jié)效能評(píng)價(jià)方法成為迫切需要解決的問題。

隨著激光檢測(cè)的快速發(fā)展，三維激光因其高速度、高精度、高解析率的構(gòu)建路表三維形貌特征成為未來路面檢測(cè)發(fā)展的主要方向。三維激光分辨率最高可達(dá)0.092mm，掃描速度最高可達(dá)5000Hz。每條剖面輪廓線所包含的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)最多為1280個(gè)，利用車載三維激光系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)高速檢測(cè)。盡管如此，三維激光的原理卻并不復(fù)雜。三維激光技術(shù)主要基于光學(xué)三角法原理，由一個(gè)激光發(fā)射器和一個(gè)包含電耦合裝置(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器的數(shù)字照相機(jī)組成。當(dāng)采集數(shù)據(jù)時(shí)，激光發(fā)射器向掃描對(duì)象表面發(fā)出線激光，照相機(jī)以圖像的方式獲取線激光。然后，應(yīng)用次像素峰值檢測(cè)算法來分析線激光圖像，找到線激光次像素的位置，將線激光的形變轉(zhuǎn)化為物體表面的形變。因此,利用三維激光技術(shù)所獲取的物體表面高精度、高密度、高解析率的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)可構(gòu)建近乎真實(shí)的層間處置界面細(xì)觀模型。

基于上述分析，鑒于瀝青路面層間粘結(jié)效能對(duì)路面使用壽命和服務(wù)質(zhì)量的影響至關(guān)重要，而打毛作為一種有效增強(qiáng)瀝青路面層間粘結(jié)效能的技術(shù)措施。由于難以全面、準(zhǔn)確地描述瀝青層間打毛界面的細(xì)觀紋理差異，進(jìn)而無法準(zhǔn)確量化評(píng)價(jià)不同打毛處置技術(shù)對(duì)層間粘結(jié)強(qiáng)度的影響并且無法檢驗(yàn)層間處置施工的均勻性與準(zhǔn)確性。因此，當(dāng)前迫切需要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速獲取打毛界面細(xì)觀紋理并建立打毛效能評(píng)價(jià)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于三維激光檢測(cè)技術(shù)的瀝青路面打毛效能測(cè)試方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明能夠評(píng)價(jià)打毛界面施工的均勻性與準(zhǔn)確性，為保證層間處置施工質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于三維激光檢測(cè)技術(shù)的瀝青路面打毛效能測(cè)試方法，包括以下步驟：

步驟1：制備若干瀝青混合料車轍板試件，并對(duì)瀝青混合料車轍板試件表面按照不同打毛深度沿縱向打毛；

步驟2：利用三維激光發(fā)射器對(duì)不同打毛深度的瀝青混合料車轍板試件表面進(jìn)行掃描，掃描方向與打毛方向平行，以獲取瀝青混合料車轍板試件表面的原始三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

步驟3：對(duì)原始三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，得到平滑后的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

步驟4：根據(jù)平滑后的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算橫斷面相鄰峰-峰間距pw_i以及相鄰峰-谷差值rvd_i；

步驟5：根據(jù)橫斷面相鄰峰-峰間距pw_i以及相鄰峰-谷差值rvd_i計(jì)算每個(gè)橫斷面相鄰峰-峰間距均值以及相鄰峰-谷差值均值并將得到的橫斷面相鄰峰-峰間距均值相鄰峰-谷差值均值作為每個(gè)橫斷面的代表值，再將這些代表值進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)并擬合為正態(tài)分布曲線，從而得出正態(tài)分布曲線的均值μ及標(biāo)準(zhǔn)差σ；