一种排水沥青路面透水性能现场检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，属于公路工程技术状况检测领域。一种排水沥青路面透水性能现场检测装置主要包括车架、储水箱、流量计、遮阳篷、放水阀及图像采集系统、中央控制单元等。车架上设有储水箱及遮阳篷，储水箱与出水管相连，出水管上设置有放水阀及流量计，车架尾部两侧各设一条竖直的滑轨，两条滑轨上均配有滑杆，两条滑杆的一端共同固定有加强杆，两条滑杆的另一端共同固定有两条水平的导轨，两条导轨上分别活动固定有放水阀与图像采集系统，图像采集系统基于光波的镜面反射及漫反射原理对路面透水能力进行自动检测分析。本发明专利技术还公开了该装置的检测方法，能够实现对排水路面的透水能力进行快速、自动化检测。

Field detection device and detection method for water permeability of drainage asphalt pavement

The invention discloses a field detection device for permeability of drained asphalt pavement, belonging to the field of highway engineering technical condition detection. A field testing device for permeability of drained asphalt pavement mainly comprises a frame, a water storage tank, a flowmeter, a sunshade, a drain valve, an image acquisition system, a central control unit, etc. A water storage tank and a sunshade are arranged on the frame, and the water storage tank is connected with the water outlet pipe, and a water discharge valve and a flowmeter are arranged on the water outlet pipe. A vertical sliding rail is arranged on both sides of the rear part of the frame, and a sliding rod is arranged on the two sliding rails. One end of the two sliding rods is jointly fixed with a reinforcing rod, and the other end of the two sliding rods is jointly fixed with two horizontal ones. The guide rail and the two guideways are respectively movably fixed with a drain valve and an image acquisition system. The image acquisition system automatically detects and analyzes the pavement permeability based on the principle of specular reflection and diffuse reflection of light waves. The invention also discloses a detection method of the device, which can realize rapid and automatic detection of the water permeability of the drainage pavement.

【技术实现步骤摘要】
一种排水沥青路面透水性能现场检测装置及检测方法
本专利技术属于公路工程技术状况检测领域，具体来说，涉及一种基于数字图像处理技术的沥青路面透水性能现场检测装置及检测方法。
技术介绍
截至2016年底，我国高速公路通车总里程达到13.1万公里，里程规模位居世界第一。由于沥青路面的行驶舒适性良好，且具有建设速度快、维修方便等诸多优点，我国超过95％的高速公路采用了沥青路面结构形式。随着高速公路建设事业的不断发展，公路的安全性问题日益受到人们的关注。我国高速公路沥青路面的表面层通常采用密级配沥青混合料，以便将雨水隔绝在路面结构以外。然而，传统密级配混凝土路面在雨季表面容易积水，路表径流所形成的水膜会引发水漂，导致车辆在高速行驶过程中发生打滑。与此同时，轮胎溅起的水雾会影响驾驶者视线，甚至在强光下产生眩光，严重威胁行车安全。日本调查发现，采用传统密级配混凝土路面的高速公路雨天事故率为晴天事故率的9倍，而经过统计我国高速公路上发生的3万余起交通事故后表明，雨天事故率约为晴天的5倍，且多雨地区高速公路安全性问题更为突出。为了应对这一问题，包括荷兰、日本等国在内的越来越多的国家积极修筑排水沥青路面。排水沥青路面采用骨架-空隙型混合料，雨水能够通过较大的混合料空隙渗透进路表，然后迅速沿着连通孔隙横向排出，降低了路表水膜厚度，使得车辆行驶时车轮与路面保持足够的接触面积，从而有效避免了高速行车所产生的水漂现象，大幅降低了雨水飞溅形成的水雾，提高了行车安全性。排水路面还具有良好的降噪功能，其较高的孔隙率可以有效消除汽车轮胎对于路面内部空气的压缩，吸收部分噪声，使得路面噪声降低3dB以上。排水路面的连通孔隙率和渗水系数是评价其透水能力的关键技术指标，在排水路面长期应用实践中，一些排水路面的排水、降噪功能出现了不同程度的衰减，逐步丧失其相较于传统路面的性能优势。针对路面排水、降噪功能的衰减，当前研究通常总结为两大原因引起：一是粉尘等环境污染物沉积阻塞了排水沥青混合料的内部空隙；二是高温交通重载作用下，排水路面沥青胶结料发生高温流变，集料骨架被挤压，导致空隙被压缩。近年来，排水路面的相关养护维修设备陆续研制并推向市场，定期对排水路面开展空隙污染物清理工作有助于切实保障其长期排水性能。因此，对排水路面透水能力的检查不仅局限在施工质量验收时，在其整个设计使用寿命周期内，都有必要对其透水性能进行长期跟踪检测，并针对空隙衰减显著、排水降噪性能损失突出的路段进行养护维修，以维持排水路面的功能水平，保障雨天行车安全。现行《公路路基路面现场测试规程》(JTGE60-2008)规定了测试沥青路面及碾压成型的沥青混合料试件渗水系数的标准试验方法。在此基础上，排水路面的相关研究陆续提出了改进措施，其基本原理可采用水力学理论公式表达：式中，t为渗透时间，s；Q为t时间内试件渗透水的质量，g；ρw为水的密度，g/cm3；L为测压点的距离，cm；Δh为水头差，cm；A为过水断面截面积，cm2。然而，这类试验普遍存在人为误差大、工作效率低下的问题：传统渗水系数测试仪需要在仪器底座与待测路表进行水密封处理，常用的密封材料包括玻璃腻子、油灰及橡皮泥等。密封工序对于试验操作人员的经验要求较高，如果仪器底座与待测路表未能达到完全密封状态，则实验过程中水流会从底座和路表间的缝隙渗出，真正流经混合料内部连通孔隙的水量大幅度折减，严重高估了路面渗水状况。特别是对于多空隙排水路面，由于其路表纹理丰富，对渗水系数测试仪与路表的人工密封进一步加大了难度。沥青路面检测方法的无损化和自动化是未来的发展方向。当前，横向力系数检测车、高速激光弯沉车、路面激光平整度仪及车辙仪，甚至3D雷达等逐步在高速公路技术状况评定中得到应用。这些设备有一个共同的特点，即能以较高的工作效率对路面不同技术状况指标进行快速、连续、自动检测。然而，针对排水沥青路面透水能力的测试，目前尚未形成成熟、统一的自动检测设备。如采用现行的人工现场测试办法，需要在高速公路单个车道上布置工作面，耗时长、效率低，且非常不安全。因此，开发一种排水路面的透水性能快速、自动检测装备，对于排水路面在我国的应用推广及后期的养护维修具有重要意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，能够实现对排水路面的透水能力进行快速、自动化检测，有效提升路面透水性能的检测效率和精度。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，包括车架，所述车架上设置有储水箱，所述储水箱的出口与出水管连通，所述出水管上设置有放水阀、流量计，所述车架尾部的两侧分别有一条竖直的滑轨，两条所述滑轨上均设有一条滑杆，两条所述滑杆的一端共同固定有一根加强杆，两条所述滑杆的另一端共同固定有两条水平的导轨，一条所述导轨上活动固定有放水阀，另一条所述导轨上活动固定有图像采集系统，所述流量计、所述放水阀及图像采集系统均与中央控制单元电联接，所述车架上还设置有遮阳篷，所述遮阳篷位于所述导轨的上方。在本专利技术较佳的实施方案中，所述储水箱内的水温在检测过程中保持恒定在20±2℃。在本专利技术较佳的实施方案中,所述车架前端的上部设置有拖车球罩，用于与牵引车尾部的拖车球相连接，所述车架前端的底部设置有一个前轮，所述前轮为万向轮，所述车架尾部两侧分别设置有一个后轮。在本专利技术较佳的实施方案中，所述中央控制单元的外壳由高强度耐腐蚀塑料制成，所述中央控制单元的外壳的表面具有防水纳米涂层，所述中央控制单元的外壳边角及接缝处设有防水胶条和密封圈。在本专利技术较佳的实施方案中，两条所述导轨上均设置有刻度。在本专利技术较佳的实施方案中，所述车架由高强度钢材制成。在本专利技术较佳的实施方案中，所述遮阳篷包括卷筒、篷梁及遮阳篷布，所述遮阳篷布一端与所述卷筒相连并卷绕于所述卷筒上，另一端与所述篷梁连接，所述卷筒下方设置有固定杆，所述篷梁与所述固定杆的两端分别共同连接有一根铰接杆。本专利技术还提供了一种用于所述的排水沥青路面透水性能现场检测装置的检测方法，通过数字图像处理技术对排水路面的透水能力进行快速、自动化检测，有效提升路面透水能力的检测效率。该方法包括以下步骤：(1)选择需要检测的公路横断面，保持所述车架停稳；根据光照强度决定所述遮阳篷的展开；(2)打开所述放水阀，逐渐提高所述放水阀的水流量，在保证路表不形成径流，并保证不溢出所述图像采集系统的图像摄取采集范围的条件下，记录所述流量计检测到流过所述出水管的最大流量值；检查所述储水箱，确认水温保持在20±2℃范围以内；(3)调整所述滑杆的伸出位置，移动所述放水阀及所述图像采集系统，确认两者在同一刻度位后固定于所述导轨上，保证每个测试点位的渗水过程的图像能以相同的角度和距离被所述图像采集系统采集到，所述中央控制单元控制所述放水阀开启，当所述流量计检测到流过所述出水管的流量达到最大流量值，反馈控制所述放水阀关闭；(4)所述中央控制单元控制所述图像采集系统启动，记所述图像采集系统获取的路表图像为I(x,y)，反光部分和吸光部分的分割阀值记为T，属于反光部分的像素点占整幅图像的比例为w0，其平均灰度值为μ0；属于吸光部分的像素点占整幅图像比例的ω1，其平均灰度值为μ1，图像的总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：包括车架(100)，所述车架(100)上设置有储水箱(110)，所述储水箱(110)的出口与出水管(111)连通，所述出水管(111)上设置有放水阀(120)、流量计(130)，所述车架(100)的尾部两侧分别有一条竖直的滑轨(141)，两条所述滑轨(141)上均设有一条滑杆(142)，两条所述滑杆(142)的一端共同固定有一根加强杆(143)，两条所述滑杆(142)的另一端共同固定有两条水平的导轨(144)，一条所述导轨(144)上活动固定有所述放水阀(120)，另一条所述导轨(144)上活动固定有图像采集系统(150)，所述流量计(130)、所述放水阀(120)及所述图像采集系统(150)均与中央控制单元(160)电联接；所述车架(100)上还设置有遮阳篷(170)，所述遮阳篷(170)位于所述导轨(144)的上方。

【技术特征摘要】
1.一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：包括车架(100)，所述车架(100)上设置有储水箱(110)，所述储水箱(110)的出口与出水管(111)连通，所述出水管(111)上设置有放水阀(120)、流量计(130)，所述车架(100)的尾部两侧分别有一条竖直的滑轨(141)，两条所述滑轨(141)上均设有一条滑杆(142)，两条所述滑杆(142)的一端共同固定有一根加强杆(143)，两条所述滑杆(142)的另一端共同固定有两条水平的导轨(144)，一条所述导轨(144)上活动固定有所述放水阀(120)，另一条所述导轨(144)上活动固定有图像采集系统(150)，所述流量计(130)、所述放水阀(120)及所述图像采集系统(150)均与中央控制单元(160)电联接；所述车架(100)上还设置有遮阳篷(170)，所述遮阳篷(170)位于所述导轨(144)的上方。2.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：所述储水箱(110)内的水温恒定在20±2℃。3.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：所述车架(100)前端的上部设置有拖车球罩(101)，所述车架(100)前端的底部设置有一个前轮(102)，所述前轮(102)为万向轮，所述车架(100)尾部两侧分别设置有一个后轮(103)。4.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：所述中央控制单元(160)的外壳由高强度耐腐蚀塑料制成，所述中央控制单元(160)的外壳表面具有防水纳米涂层，且所述中央控制单元(160)的外壳的边角处及接缝处设有防水胶条和密封圈。5.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：各条所述导轨(144)上均设置有刻度。6.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：所述车架(100)由高强度钢材制成。7.根据权利要求1所述的一种排水沥青路面透水性能现场检测装置，其特征在于：所述遮阳篷(170)包括卷筒(171)、篷梁(172)及遮阳篷布(173)，所述遮阳篷布(173)一端与所述卷筒(171)相连并卷绕于所述卷筒(171)上，另一端与所述篷梁(172)连接，所述卷筒(171)下方设置有固定杆(174)，所述篷梁(172)与所述固...

【专利技术属性】
技术研发人员：程其瑜，祝谭雍，陈少刚，徐晓霞，李秋平，温俊峰，刘同宾，
申请(专利权)人：江西省高速公路投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西,36