基于三维激光路面轮廓调查系统及应用

路面轮廓包含道路质量评定的多种信息,其中路面车辙是衡量路面状况的重要指标。现行人工检测和目前基于点激光或线激光测量设备存在局限性。基于三维激光设备,研究并开发了一种路面轮廓调查系统。设计了一种全新的车载设备布置架构,采用高精度三维数据生成路面轮廓信息并连续计算路面车辙。采用边缘算法对车道区域外数据进行剔除,通过对横断面数据预处理提高数据稳定性,基于移动参考线逼近的方法提取车辙深度信息。将高精度数据进行可视化处理,直观展示路面数据信息。通过静态实验验证激光精度,测量误差基本小于±0.3 mm。系统在自然行驶的条件下获取路面轮廓数据,以车辙数据为例,并将数据与人工测量数据进行对比。实验表明,测量车辙最大深度与人工检测结果相关系数为0.97,不同车速下系统表现出极高的鲁棒性,产生准确的路面轮廓数据,可作为高速真实三维路面测量工具。

基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能研究综述

沥青路面纹理形貌是影响道路抗滑性能的重要因素,而路面纹理具有自相似分形特性,因此借助分形特性实现路面纹理量化,对研究路面纹理与抗滑性能之间的联系具有重要意义。从宏观和微观这2个层面总结了沥青混合料纹理和集料纹理的单重、多重分形特性相关研究;分析了分形理论在路面抗滑级配设计和抗滑集料筛选中的应用,总结了基于分形理论的多种抗滑级配设计模型,提出了基于分形理论的集料优选新思路;对比分析了分形理论与参数统计法、力学解析法及有限元模拟法在路面抗滑性能预测中的结合应用。研究结果表明:分形分析为路面纹理描述提供了新思路,但其分析方法仍未突破关键瓶颈,在模型精确性、标准化、系统性方面仍有一定限制;分形理论与抗滑级配设计和抗滑集料筛选的结合应用仍处于探索阶段,需进一步加强设计方法的合理性研究,验证其在实际工程中的适用性;横向对比各类基于纹理分形特性的抗滑预测模型性能,结果表明,有限元模拟预测模型在实际应用中能更准确地还原复杂条件下的胎-路接触状态,更具发展潜力。展望了基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能的未来研究方向,主要包括多尺度的纹理分形特征与抗滑性能的关联规律、实际工程分形参数判别标准,以及基于分形理论的智能抗滑预测体系构建。

公路基础设施数字化管养平台建设研究

随着大规模公路路网的建成,下一步的发展重点将转向公路基础设施的运营管理。为了充分发挥公路管养过程中数据价值并增强各类数据的可读性,主要围绕公路基础设施数字化管养的目标,结合SpringBoot+VUE轻量级框架以及ECharts前端数据可视化技术研究设计了一种搭建高效、通用性强的公路数字化管养平台快速开发框架,并进行了平台实现和应用。通过对公路管理各阶段数据关系以及管养业务需求进行分析,设计平台总体架构和功能模块,进行平台技术架构选择和平台前后端开发。最后,通过在苏州实地实验对平台进行应用验证。该平台实现了管养数据可视化、整合和挖掘、交互与共享,提高管养业务效率、积累公路数据资产。

三维线激光国际平整度指数计算原理及测试评估

该文介绍了三维线激光轮廓仪纵向布置架构及工作原理,开发了基于线激光的移动参考算法,可用于20~100 km/h时速下连续获取道面纵向轮廓线,设备布置于左右轮迹带,线激光调查长度为270 mm,垂直精度达0.01 mm。通过该调查系统获取了2段不同质量状况沥青路面轮廓高程并用于计算10、100 m步距国际平整度指数(international roughness index,IRI),测试结果表明:变速情况下获取的IRI值与手动测量相对误差不超过3%,低速情况下的左、右轮廓仪标准差不超过0.3,变速情况下不超过0.6;数字检测车在快速启动过程中导致的悬架上移以及受黄金车1/4车动力学响应模型初值影响,起始段约50 m的数据会出现失真现象,剔除起始段前50 m低质量数据后,右轮廓仪91.4%的数据变异系数小于5%,8.6%的数据变异系数小于15%,左轮廓仪94.2%的数据变异系数小于5%,5.8%的数据变异系数小于10%。其中1号和2号站点路段调查的IRI评价结果符合实际路面服役状况。综合测试结果表明:开发的动态检测系统在低速和变速情况下采集IRI数据质量良好,预计未来可以为区域化的网级路面服役状况评估提供有效技术支撑。