当前位置: 首页 > 专利查询>长安大学专利>正文

一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能测试方法技术

技术编号:15087918 阅读:85 留言:0更新日期:2017-04-07 17:40
本发明专利技术公开了一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能测试方法,首先准确、快速地获取打毛后沥青混合料车辙板试件激光点云数据,然后对点云数据进行平滑处理,提取并计算横、纵断面特征参数,通过这些特征参数拟合的正态分布曲线评价打毛界面整体的均匀性,根据车辙板试件的剪切拉拔试验结果来评价打毛效能。这种测试方法可以对打毛后的路表横、纵断面特征进行准确量化,还可以建立打毛表面特征与层间粘结效能的关系,从而为进一步探讨横断面结构对沥青混合料层间粘结强度的影响规律,确定施工中如何提高沥青路面层间粘结强度的最佳打毛参数,评价打毛界面施工的均匀性与准确性,保证层间处置施工质量奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于沥青路面施工质量评价领域,具体涉及一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法。
技术介绍
沥青路面因行车舒适性好、建设速度快、养护维修方便是我国高等级公路最主要的结构类型。由于我国气候和交通荷载条件恶劣,车辆超载现象严重,通车后容易发生层间剪切滑移,严重时形成车辙、滑移、推挤和拥包等病害,而这些病害产生的根本原因是由于沥青路面层间粘结效能不足所导致的。目前针对出现的各种常见路面病害类型,通常的方法是加厚沥青面层或增加新铺面层以加强对拉应力和拉应变的抵抗能力。但是,如果忽视层间的粘结,即使面层和基层的强度再高,沥青路面的病害仍不会根本解决。因此,沥青路面层间粘结效能对路面使用寿命和服务质量的影响至关重要。增强层间粘结效能的措施主要有打毛(人工钢刷粗糙和专用打毛机打毛)和喷洒粘层油。喷洒粘层油是在沥青路面结构层之间喷洒的高粘材料,其作用是使上下沥青层完全粘结成一个整体。但是在施工过程中由于喷洒量控制不严、喷洒不均匀以及层间污染等问题,仅采用喷洒粘层油的实际效果并不十分理想。因此,实际施工中在喷洒粘层油之前一般还要对下层沥青表面进行打毛处置。打毛(人工钢刷粗糙和专用打毛机打毛)是使层间表面变得粗糙以增加层间粘结效能,这种方法在国内外获得了广泛的认可和应用。然而,由于施工时选用的打毛转子类型、打毛速度以及操作人员的施工经验等原因,打毛的横、纵断面均匀性无法得到严格控制,而通过刻度尺等工具进行人为量测无法对打毛后的路表横、纵断面特征进行准确量化,而且难以建立打毛表面特征与层间粘结效能的关系。因此提出一种快速、准确地建立路表打毛特征参数与层间粘结效能评价方法成为迫切需要解决的问题。随着激光检测的快速发展,三维激光因其高速度、高精度、高解析率的构建路表三维形貌特征成为未来路面检测发展的主要方向。三维激光分辨率最高可达0.092mm,扫描速度最高可达5000Hz。每条剖面轮廓线所包含的数据点数最多为1280个,利用车载三维激光系统还可以实现现场高速检测。尽管如此,三维激光的原理却并不复杂。三维激光技术主要基于光学三角法原理,由一个激光发射器和一个包含电耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器的数字照相机组成。当采集数据时,激光发射器向扫描对象表面发出线激光,照相机以图像的方式获取线激光。然后,应用次像素峰值检测算法来分析线激光图像,找到线激光次像素的位置,将线激光的形变转化为物体表面的形变。因此,利用三维激光技术所获取的物体表面高精度、高密度、高解析率的激光点云数据可构建近乎真实的层间处置界面细观模型。基于上述分析,鉴于沥青路面层间粘结效能对路面使用寿命和服务质量的影响至关重要,而打毛作为一种有效增强沥青路面层间粘结效能的技术措施。由于难以全面、准确地描述沥青层间打毛界面的细观纹理差异,进而无法准确量化评价不同打毛处置技术对层间粘结强度的影响并且无法检验层间处置施工的均匀性与准确性。因此,当前迫切需要解决的技术问题是提供一种能够快速获取打毛界面细观纹理并建立打毛效能评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,以克服上述现有技术存在的缺陷,本专利技术能够评价打毛界面施工的均匀性与准确性,为保证层间处置施工质量奠定了基础。为达到上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,包括以下步骤:步骤1:制备若干沥青混合料车辙板试件,并对沥青混合料车辙板试件表面按照不同打毛深度沿纵向打毛;步骤2:利用三维激光发射器对不同打毛深度的沥青混合料车辙板试件表面进行扫描,扫描方向与打毛方向平行,以获取沥青混合料车辙板试件表面的原始三维激光点云数据;步骤3:对原始三维激光点云数据进行平滑处理,得到平滑后的三维激光点云数据;步骤4:根据平滑后的三维激光点云数据计算横断面相邻峰-峰间距pwi以及相邻峰-谷差值rvdi;步骤5:根据横断面相邻峰-峰间距pwi以及相邻峰-谷差值rvdi计算每个横断面相邻峰-峰间距均值以及相邻峰-谷差值均值并将得到的横断面相邻峰-峰间距均值相邻峰-谷差值均值作为每个横断面的代表值,再将这些代表值进行正态性检验并拟合为正态分布曲线,从而得出正态分布曲线的均值μ及标准差σ;步骤6:制备双层车辙板试件,然后从双层车辙板试件中钻取若干圆柱体芯样,并将圆柱体芯样分别进行直接剪切与层间拉拔试验获得剪切应力平均值和拉拔应力平均值;步骤7:利用剪切应力平均值和拉拔应力平均值以及正态分布曲线的均值μ及标准差σ对不同打毛参数车辙板试件表面的打毛效能进行评价。进一步地,步骤2中利用三维激光发射器对不同打毛深度的沥青混合料车辙板试件表面进行扫描时激光发射器的移动速率为3.6km/h。进一步地,步骤3中对原始三维激光点云数据进行平滑处理具体为:将横断面原始三维激光点云数据的三维坐标点逐点连接,利用局部加权回归散点平滑法对原始横断面形貌进行平滑处理,削弱或去除激光点云的噪声。进一步地,步骤4中横断面相邻峰-峰间距pwi的计算方法如下:pwi=xpi+1-xpi(i=1,2……m)式中,m为横断面中波峰的数量,xpi为第i个波峰的横坐标,xpi+1为第i+1个波峰的横坐标。进一步地,步骤4中横断面相邻峰-谷差值rvdi的计算方法如下:rvdi=zpi-zti(i=1,2……n)式中,n为横断面中波谷的数量,zpi为第i个波峰的高程值,zti为第i个波谷的高程值。进一步地,步骤5中每个横断面相邻峰-峰间距均值的计算方法如下:p‾=1mΣi=1mpwi]]>式中,m为横断面中波峰的数量,pwi为横断面相邻峰-峰间距。进一步地,步骤5中每个横断面相邻峰-谷差值均值的计算方法如下:r‾=1nΣi=1nrvdi]]>式中,n为横断面中波谷的数量,rvdi为横断面相邻峰-谷差值。进一步地,步骤6中制备双层车辙板试件的方法为:将沥青混合料车辙板试件按照0.5kg/m2洒布量均匀的涂抹上乳化沥青粘层油,然后将沥青混合料车辙板试件放入双层模具中,按AC-16的配合比制成双层车辙板试件。进一步地,步骤6中每个双层车辙板试件上钻取四个尺寸为100mm×100mm的芯样为平行试件。与现有技术相比,本专利技术具有以下有益的技术效果:本专利技术弥补了沥青路面打毛效能评价方法的空白,基于先进的三维激光检测技术,能够准确、快速地获取本文档来自技高网
...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/52/CN105716969.html" title="一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能测试方法原文来自X技术">基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能测试方法</a>

【技术保护点】
一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:制备若干沥青混合料车辙板试件,并对沥青混合料车辙板试件表面按照不同打毛深度沿纵向打毛;步骤2:利用三维激光发射器对不同打毛深度的沥青混合料车辙板试件表面进行扫描,扫描方向与打毛方向平行,以获取沥青混合料车辙板试件表面的原始三维激光点云数据;步骤3:对原始三维激光点云数据进行平滑处理,得到平滑后的三维激光点云数据;步骤4:根据平滑后的三维激光点云数据计算横断面相邻峰‑峰间距pwi以及相邻峰‑谷差值rvdi;步骤5:根据横断面相邻峰‑峰间距pwi以及相邻峰‑谷差值rvdi计算每个横断面相邻峰‑峰间距均值以及相邻峰‑谷差值均值并将得到的横断面相邻峰‑峰间距均值相邻峰‑谷差值均值作为每个横断面的代表值,再将这些代表值进行正态性检验并拟合为正态分布曲线,从而得出正态分布曲线的均值μ及标准差σ;步骤6:制备双层车辙板试件,然后从双层车辙板试件中钻取若干圆柱体芯样,并将圆柱体芯样分别进行直接剪切与层间拉拔试验获得剪切应力平均值和拉拔应力平均值;步骤7:利用剪切应力平均值和拉拔应力平均值以及正态分布曲线的均值μ及标准差σ对不同打毛参数车辙板试件表面的打毛效能进行评价。...

【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,其特征在于,包括以下
步骤:
步骤1:制备若干沥青混合料车辙板试件,并对沥青混合料车辙板试件表面按照不同打
毛深度沿纵向打毛;
步骤2:利用三维激光发射器对不同打毛深度的沥青混合料车辙板试件表面进行扫描,
扫描方向与打毛方向平行,以获取沥青混合料车辙板试件表面的原始三维激光点云数据;
步骤3:对原始三维激光点云数据进行平滑处理,得到平滑后的三维激光点云数据;
步骤4:根据平滑后的三维激光点云数据计算横断面相邻峰-峰间距pwi以及相邻峰-谷
差值rvdi;
步骤5:根据横断面相邻峰-峰间距pwi以及相邻峰-谷差值rvdi计算每个横断面相邻峰-
峰间距均值以及相邻峰-谷差值均值并将得到的横断面相邻峰-峰间距均值相邻峰-
谷差值均值作为每个横断面的代表值,再将这些代表值进行正态性检验并拟合为正态分
布曲线,从而得出正态分布曲线的均值μ及标准差σ;
步骤6:制备双层车辙板试件,然后从双层车辙板试件中钻取若干圆柱体芯样,并将圆
柱体芯样分别进行直接剪切与层间拉拔试验获得剪切应力平均值和拉拔应力平均值;
步骤7:利用剪切应力平均值和拉拔应力平均值以及正态分布曲线的均值μ及标准差σ
对不同打毛参数车辙板试件表面的打毛效能进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,
其特征在于,步骤2中利用三维激光发射器对不同打毛深度的沥青混合料车辙板试件表面
进行扫描时激光发射器的移动速率为3.6km/h。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维激光检测技术的沥青路面打毛效能评价方法,
其特征在于,步骤3中对原始三维激光点云数据进行平滑处理具体为:将横断面原始三维激
光点云数据的三维坐标点逐点连接,利用局部加权回归散点平滑法对原始横断面形貌进行
平滑处理,削弱或去除激光点云的噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员:惠冰王洲刘晓芳郭牧蔡宜长燕姣
申请(专利权)人:长安大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1