激光平整度检测系统在公路沥青路面施工中应用

【摘要】随着对路面交通安全要求的进一步提高，公路路面平整度作为直接影响行车舒适度和安全度的重要因素受到了越来越多的关注和重视。激光平整度检测系统是检测公路平整度的重要方法，本文主要基于激光平整度检测系统，分析其在公路沥青路面施工中的应用。
【关键词】激光平整度；检测系统；公路；沥青路面
公路的平整度直接影响着行车过程中的舒适程度和行车安全，它是指路面表面促使行车出现振动的高程变化，这是评价路面情况反映路表基本情况的指标。公路的损坏一般会直接表现在路面的平整度上，因此对公路的平整度情况进行实时监测是保护公路的一个重要环节。随着我国交通运输的飞速发展，尤其是许多高级公路的发展，对公路的平整度要求也随之提高。公路的平整度直接影响着人们对于公路本身舒适程度、安全性能、便捷性的评价，路面的平整度也和公路的使用寿命紧密相关。随着公路施工技术的发展，对道路平整度的检测技术也有了明显得到了提高，笔者在下文中主要从激光平整度检测系统在沥青公路检测中的应用做出进一步分析。

1 路面平整度概述

路面平整度是公路施工验收的重要指标之一，它反映出路面的纵断面曲线的平整性，当曲线相对平滑时反映出路面相对平整，而当曲非常曲折时则表示路面比较崎岖。路面平整度关系到行车安全、平稳度以及地面冲击力，如果公路不平等会大大增加路表的阻力，影响行车，使得车辆振动较大造成对汽车的损耗。振动还会对汽车产生很大的冲击力，加剧路面和汽车轮胎之间的摩擦，增加油耗。另外，一旦路面不平整，就会产生积水，增加行车的危险系数。影响路面平整度的因素是多种多样的，它包括设计、施工以及自然环境因素等，优质的路面在设计中充分考虑了施工环境，应用先进的检测系统和技术对路面进行了细致精密的检测。影响沥青混凝路面平整度的因素主要是不均匀的沉降、摊铺工艺、下层设计等。路面的平整度直接反映了车辆行驶过程中的舒适程度和稳定性以及公路的使用寿命。路面平整程度为后期的维修保养及返修提供了一定的依据，是进行路面施工的重要客观指标。

2 激光平整度检测系统

激光平整度检测系统是一种基于激光技术，采用激传感器和距离传感器组合而成的路面纵断面检测系统。激光平整检测系统通过激光传感器测量车辆距离路面的高度，通过行程过程得到最终的路面纵向断面情况，最终计算路面的纵向平整程度。传感器是记录汽车在行驶中产生的振动的设备，通过加速传感器记录的数据的两次积分来扣除，惯性传感器可以讲水平、纵向得出的数据经过专业软件分析输出最终的评价指标，例如国际平整度指标、平整度标准差、观测打分值等。
利用激光平整检测系统相比其他的检测系统具有检测速度快的优势，其检测速度可以达到传统检测方法的几倍乃至几十倍，它能够迅速就路面的平整度情况得出检测结果，改变了传统检测模式耗时长的缺陷。其次，激光平整度检测还大大提高了路面检测的准确性和精准度，通过实际数据我们可以看到，激光检测系统讲检测精度提高到了0.1mm，采集间距缩短到了0.13mm，检测车速也能达到80公里每小时。激光平整度检测系统能够在规模较大的路面中进行快速的检测，比如高速公路、城市道路、机场跑道路面检测等。检测后可以直接输出检测数据和数值，例如IRI值、行驶质量指数、纵断面参数、坡度值等。通过激光检测很大的减少了传统人为操作的误差，实现了检测系统的自动化和计算机化操作，更好的保证了地面监测的准确性和检测精度。激光平整度检测系统不仅仅适用于检测路面的平整度，还可以检测路面的纹理以及车辙深度等。

3 沥青路面平整度指标

对沥青路面的平整度指标规范国际上主要采用的是平均调整坡度ARS、纵断面平整度指标、以及国际平整度指数这样三种。

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AES是指在一定的测试速度下，反映的平整度数值转化为相应的悬挂系竖向位移量和测试距离之比，这直接反映了单位行驶距离内悬挂系的累积行程。纵断面平整指标是指断面类的平整度系统测试的轮迹表示纵断面剖面曲线的高程变化情况，从而反映出路面的平整度。国际平整度指数是最基本的一种平整度指标，其原理是指在模拟标准车速的情况下，车身悬架的总位移与行驶距离之间的比值，计算IRI的运算和计算程序的真实断面情况表征为国际平整度指数。
就我国目前沥青路面的路面平整度指标来看，主要由两个途径，一是用3m直尺测得的最大见习和八轮连续式平整度仪器测得的路面不平整标准差，是从路面的凹凸程度反映出来。另一种指标是用车载式的电波累积仪器来测量颠簸累积值寄按照规定的要求和规范以及方式换算得出IRI，从司机在行车过程中感受到的舒适程度直接体现出路面的平整度。

4 激光平整度检测系统的可靠性分析

激光平整度检测系统突破了传统的检测系统和方法，大大提高了检测的精度和准确性。传统的公路沥青路面平整度检测主要是采用的3M支持以及八轮仪和车载式颠簸累积仪。这三种检测方式与激光平整度检测系统相比精确度不高，花费的检测时间较长，激光检测系统具有了较多的优势，笔者将在下文中就其在沥青公路平整度检测运用中的可靠性做出具体的分析，主要通过速度影响性试验、重复性试验以及相关性试验来对其可靠性进行分析。
1.速度影响性试验：速度影响性试验是指在激光平整度检测系统中检测结果是否会受到汽车行驶速度的影响。因此在速度影响性试验中选择一段路程进行两次平等试验，然后测量速度影响系数，测量的得出的结果小于5%则说明激光平整度检测系统受车速的影响是极小的，甚至是不受影响的，因此激光平整度试验是不受车速影响的。
2.重复性试验：重复性试验是对激光检测结果稳定性和准确性的检测，重复性试验中对同一段路面情况进行了检测，以固定的车速进行若干次平整度检测，平整度检测所得出的结果通过传感器传到计算机中，对其进行重复试验，最终比较几次检测的结果是否相同，即计算出变异系数，变异系数在5%以内则说明激光检测系统的稳定性比较好，几次检测的结果相差极小或者几乎不差，这又从另一个角度说明了激光平稳度检测系统的准确度较高。
3.相关性试验：相关性试验和重复性试验由相似的地方，它重在强调系统检测的准确性，采用其他系统检测方法对激光平整度检测系统所检测出的结果进行对比分析，确定该种方法的检测是否切实可行。在试验中选择了某一段路面，采用标准仪器和激光路面平整度系统对这段路进行对比检测。激光检测的结果和标准仪器检测结果的相关系数大于等于98%，这说明了激光平整度检测系统的相关性好，得到的检测结果较为精确。
从上述试验可以看到，激光平整度检测系统具有可靠性，所得结果的稳定性好、精准性高，是一种切实可行沥青路面平整度检测方法。
5 结语
综上所述，激光平整度检测系统应用于沥青公路，具有速度快、精确度高、稳定性强的优势，这是对我国传统检测方法的又一突破。从上文中展示的几个试验可以看出激光平整度检测系统的可靠性高，适用于我国目前的公路施工和建设，通过平整度检测可以实现对公路质量进行把握，实现对沥青公路的后期维护，延长公路的使用寿命。
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