淺析激光平整度檢測系統在公路瀝青路面施工中的應用

【摘 要】隨著對路面交通安全要求的進一步提高，公路路面平整度作為直接影響行車舒適度和安全度的重要因素受到了越來越多的關注和重視。激光平整度檢測系統是檢測公路平整度的重要方法，本文主要基于激光平整度檢測系統，分析其在公路瀝青路面施工中的應用。

【關鍵詞】激光平整度；檢測系統；公路；瀝青路面

公路的平整度直接影響著行車過程中的舒適程度和行車安全，它是指路面表面促使行車出現振動的高程變化，這是評價路面情況反映路表基本情況的指標。公路的損壞一般會直接表現在路面的平整度上，因此對公路的平整度情況進行實時監測是保護公路的一個重要環節。隨著我國交通運輸的飛速發展，尤其是許多高級公路的發展，對公路的平整度要求也隨之提高。公路的平整度直接影響著人們對于公路本身舒適程度、安全性能、便捷性的評價，路面的平整度也和公路的使用壽命緊密相關。隨著公路施工技術的發展，對道路平整度的檢測技術也有了明顯得到了提高，筆者在下文中主要從激光平整度檢測系統在瀝青公路檢測中的應用做出進一步分析。

1 路面平整度概述

路面平整度是公路施工驗收的重要指標之一，它反映出路面的縱斷面曲線的平整性，當曲線相對平滑時反映出路面相對平整，而當曲非常曲折時則表示路面比較崎嶇。路面平整度關系到行車安全、平穩度以及地面沖擊力，如果公路不平等會大大增加路表的阻力，影響行車，使得車輛振動較大造成對汽車的損耗。振動還會對汽車產生很大的沖擊力，加劇路面和汽車輪胎之間的摩擦，增加油耗。另外，一旦路面不平整，就會產生積水，增加行車的危險系數。影響路面平整度的因素是多種多樣的，它包括設計、施工以及自然環境因素等，優質的路面在設計中充分考慮了施工環境，應用先進的檢測系統和技術對路面進行了細致精密的檢測。影響瀝青混凝路面平整度的因素主要是不均勻的沉降、攤鋪工藝、下層設計等。路面的平整度直接反映了車輛行駛過程中的舒適程度和穩定性以及公路的使用壽命。路面平整程度為后期的維修保養及返修提供了一定的依據，是進行路面施工的重要客觀指標。

2 激光平整度檢測系統

激光平整度檢測系統是一種基于激光技術，采用激傳感器和距離傳感器組合而成的路面縱斷面檢測系統。激光平整檢測系統通過激光傳感器測量車輛距離路面的高度，通過行程過程得到最終的路面縱向斷面情況，最終計算路面的縱向平整程度。傳感器是記錄汽車在行駛中產生的振動的設備，通過加速傳感器記錄的數據的兩次積分來扣除，慣性傳感器可以講水平、縱向得出的數據經過專業軟件分析輸出最終的評價指標，例如國際平整度指標、平整度標準差、觀測打分值等。

利用激光平整檢測系統相比其他的檢測系統具有檢測速度快的優勢，其檢測速度可以達到傳統檢測方法的幾倍乃至幾十倍，它能夠迅速就路面的平整度情況得出檢測結果，改變了傳統檢測模式耗時長的缺陷。其次，激光平整度檢測還大大提高了路面檢測的準確性和精準度，通過實際數據我們可以看到，激光檢測系統講檢測精度提高到了0.1mm，采集間距縮短到了0.13mm，檢測車速也能達到80公里每小時。激光平整度檢測系統能夠在規模較大的路面中進行快速的檢測，比如高速公路、城市道路、機場跑道路面檢測等。檢測后可以直接輸出檢測數據和數值，例如IRI值、行駛質量指數、縱斷面參數、坡度值等。通過激光檢測很大的減少了傳統人為操作的誤差，實現了檢測系統的自動化和計算機化操作，更好的保證了地面監測的準確性和檢測精度。激光平整度檢測系統不僅僅適用于檢測路面的平整度，還可以檢測路面的紋理以及車轍深度等。

3 瀝青路面平整度指標

對瀝青路面的平整度指標規范國際上主要采用的是平均調整坡度ARS、縱斷面平整度指標、以及國際平整度指數這樣三種。AES是指在一定的測試速度下，反映的平整度數值轉化為相應的懸掛系豎向位移量和測試距離之比，這直接反映了單位行駛距離內懸掛系的累積行程。縱斷面平整指標是指斷面類的平整度系統測試的輪跡表示縱斷面剖面曲線的高程變化情況，從而反映出路面的平整度。國際平整度指數是最基本的一種平整度指標，其原理是指在模擬標準車速的情況下，車身懸架的總位移與行駛距離之間的比值，計算IRI的運算和計算程序的真實斷面情況表征為國際平整度指數。

就我國目前瀝青路面的路面平整度指標來看，主要由兩個途徑，一是用3m直尺測得的最大見習和八輪連續式平整度儀器測得的路面不平整標準差，是從路面的凹凸程度反映出來。另一種指標是用車載式的電波累積儀器來測量顛簸累積值寄按照規定的要求和規范以及方式換算得出IRI，從司機在行車過程中感受到的舒適程度直接體現出路面的平整度。

4 激光平整度檢測系統的可靠性分析

激光平整度檢測系統突破了傳統的檢測系統和方法，大大提高了檢測的精度和準確性。傳統的公路瀝青路面平整度檢測主要是采用的3M支持以及八輪儀和車載式顛簸累積儀。這三種檢測方式與激光平整度檢測系統相比精確度不高，花費的檢測時間較長，激光檢測系統具有了較多的優勢，筆者將在下文中就其在瀝青公路平整度檢測運用中的可靠性做出具體的分析，主要通過速度影響性試驗、重復性試驗以及相關性試驗來對其可靠性進行分析。

1.速度影響性試驗：速度影響性試驗是指在激光平整度檢測系統中檢測結果是否會受到汽車行駛速度的影響。因此在速度影響性試驗中選擇一段路程進行兩次平等試驗，然后測量速度影響系數，測量的得出的結果小于5%則說明激光平整度檢測系統受車速的影響是極小的，甚至是不受影響的，因此激光平整度試驗是不受車速影響的。

2.重復性試驗：重復性試驗是對激光檢測結果穩定性和準確性的檢測，重復性試驗中對同一段路面情況進行了檢測，以固定的車速進行若干次平整度檢測，平整度檢測所得出的結果通過傳感器傳到計算機中，對其進行重復試驗，最終比較幾次檢測的結果是否相同，即計算出變異系數，變異系數在5%以內則說明激光檢測系統的穩定性比較好，幾次檢測的結果相差極小或者幾乎不差，這又從另一個角度說明了激光平穩度檢測系統的準確度較高。

3.相關性試驗：相關性試驗和重復性試驗由相似的地方，它重在強調系統檢測的準確性，采用其他系統檢測方法對激光平整度檢測系統所檢測出的結果進行對比分析，確定該種方法的檢測是否切實可行。在試驗中選擇了某一段路面，采用標準儀器和激光路面平整度系統對這段路進行對比檢測。激光檢測的結果和標準儀器檢測結果的相關系數大于等于98%，這說明了激光平整度檢測系統的相關性好，得到的檢測結果較為精確。

從上述試驗可以看到，激光平整度檢測系統具有可靠性，所得結果的穩定性好、精準性高，是一種切實可行瀝青路面平整度檢測方法。

5 結語

綜上所述，激光平整度檢測系統應用于瀝青公路，具有速度快、精確度高、穩定性強的優勢，這是對我國傳統檢測方法的又一突破。從上文中展示的幾個試驗可以看出激光平整度檢測系統的可靠性高，適用于我國目前的公路施工和建設，通過平整度檢測可以實現對公路質量進行把握，實現對瀝青公路的后期維護，延長公路的使用壽命。

參考文獻

[1]《公路工程質量檢測評定標準》

（JTGF80/1-2004.）[S]

[2]李中華，激光斷面儀在路面平整度及車轍檢測中的應用[J].《交通科技》，2004，（3）

[3]馬健、宋宏勛，高速公路養護質量激光檢測技術及應用[J].《筑路機械與施工機械化》，2005，（6）

[4]張金鵬，高速公路瀝青路面平整度控制與檢測評定[J].《交通科技》，2008，（4）

[5]黎富春、周敏，高速激光路面平整度儀檢測路面平整度的可靠性分析[J].《廣東公路交通》，2007，（3）