沥青路面构造深度分区域平面拟合算法

针对现有沥青路面构造深度计算方法易受外界和人为因素影响的问题,该文提出基于线激光三维数据的构造深度分区域平面拟合算法。该算法对采集的路面三维高度数据矩阵进行预处理,并提出一种基于斜率的点云数据自适应滤波算法。然后进行分块、确定中心点的局部极值,最后以三点一面的平面拟合算法为核心,计算沥青路面的构造深度。试验结果表明:该算法与电动铺砂法的相关性超过94%,计算复杂度为立体拟合法的1/3,并实现了采集样本由点到面的跨越。

HPDS路面计算软件在结构物基底换填深度中的应用

公路工程中,结构物基底承载力不足是现场施工中经常遇到的问题,实际现场生产中往往采用换填法,但换填深度往往依据经验,并没有一个统一且简便的方法去确定换填深度。该文以HPDS路面计算软件为主,将换填材料当成一种路面结构层,以平招高速项目为例,在相同累次当量轴载下,确定出路基顶面回弹模量,先假设某个换填深度,计算出设计弯沉值和容许拉应力是否满足其荷载要求,在与路基荷载工作区计算得到的厚度以及地基承载力特征值法计算得到的厚度,三者相比较,最后得出,采用HPDS程序计算的换填厚度与其他办法在数值上相差不大,为工程实践中提供既快速又简便的方法,为其他项目提供借鉴并可以推广使用。

基于Bland-Altman法的路面构造深度测量方法研究

为对比铺砂法和激光构造深度仪法2种沥青路面构造深度测量方法,进行不同类型沥青路面构造深度对比试验,并基于Bland-Altman法进行铺砂法所测的平均纹理深度(MTD)与激光构造深度仪测得的构造深度(SMTD)的一致性分析。研究表明:与铺砂法相比,激光构造深度仪法测量不同类型沥青路面的可重复性更好,尤其适用于评价大空隙排水沥青路面构造深度;MTD比SMTD平均高0.172 mm,说明铺砂法和激光构造深度仪法不具备可互换性;测量数据内部差异对95%一致限(LOA)范围影响较大,考虑测量数据内部差异的LOA范围为(-0.0786,0.423),与MTD的估计重复系数范围(-0.281,0.281)接近,但比SMTD估计重复系数范围(-0.124,0.124)宽很多,说明铺砂法可重复性较差是影响铺砂法和激光构造深度仪法一致性的主要因素。研究结论可为激光构造深度仪法在工程中进一步推广提供应用基础。

应用构造深度表征沥青路面的离析

为了研究沥青路面的离析,在生产实践分析的基础上提出离析的本质是沥青混合料颗粒组成、混合料结构和空隙结构存在的变异。其具体表现形式是三者独自或组合出现的状态。之后为了判别离析,提出以表面特性指标——构造深度分析离析的方法,并分析了路面检测构造深度数据的概率分布函数,证明其符合正态分布。最后设计不同级配和变异的同一级配沥青路面的构造深度实验,验证了以构造深度判别沥青路面离析的可行性。

速度和构造深度对水泥混凝土路面摩擦系数的影响

为了研究摩擦系数与速度、路面构造深度的关系,采用新型路面抗滑检测设备,对不同水泥混凝土路面的动态摩擦系数和构造深度进行了分析,研究结果表明,在路面构造深度较好的情况下,水泥混凝土路面摩擦系数随速度升高而降低.摩擦系数变化率随路面构造深度增大而增大.路面的抗滑性能与路面表面特征和行车速度有较大的关系,应该在路面的设计和施工养护中予以考虑.

基于静动态抗滑特性的路面构造深度测量算法

路面湿滑是诱发交通事故的重要因素,为了解决构造深度和摩擦系数分别从路面静态纹理和动态摩擦运动角度方面反映路面抗滑性时存在的不一致问题,基于激光视觉测量方法得到沥青路面点云数据,提出一种有效构造深度测量算法;首先利用B样条对点云数据进行断点插值,在研究轮胎和路面接触摩擦的几何结构和抗滑机理的基础上,修正路表凹陷点数据;采用断面法估算构造深度,并和摩擦系数测试仪所得的数据进行相关性分析.研究结果表明:本算法得到的横向和纵向平均构造深度与摩擦系数的相关系数分别为0.896和0.887,优于铺砂法的0.504;该方法能通过静态的构造深度隐性地反映动态的摩擦系数,兼具激光视觉测量方法的高效率和摩擦系数刻画抗滑性能的客观性,达到效率和精度的统一.

基于数字图像处理技术的沥青路面构造深度评价方法研究

文章依托济祁高速公路安徽省砀山段沥青混凝土路面施工项目,以单幅图像恢复物体形状原理计算沥青路面的数字图像构造深度,以灰度差来表征路面的凸起和凹下的高度差值,确定去噪预处理和灰度图像处理方法,研究了不同光照强度和不同拍摄高度对沥青路面数字图像构造深度的影响,提出了沥青路面数字图像构造深度的计算方法,并建立了沥青路面铺砂法构造深度与数字图像构造深度之间的关系模型。研究结果表明:在自然光条件下,9:00时刻拍摄数字图像的构造深度普遍大于其他时刻0.03~0.06mm,11:00和13:00拍摄数字图像的构造深度与其他时刻的一致性较差,最大差值为0.03 mm,而在15:00和17:00时3个测点的差值均在0.01mm范围内,一致性较好,建议在15:00~17:00进行数字图像的采集;拍摄高度在50~70cm范围内,数字图像构造深度变化幅度较小,差值介于0.02~0.04mm,推荐拍摄高度为60cm;沥青路面铺砂法构造深度与数字图像构造深度存在一定的线性相关,关系模型拟合效果良好,相关性系数平方为0.85。基于数字图像处理技术的沥青路面构造深度计算方法,实现了程序交互界面化,为实时连续检测评价沥青路面构造深度施工质量水平提供了条件。

沥青路面均匀区域构造深度的预估模型

通过现场和室内试验检验国外2个沥青路面均匀区域构造深度预估模型的适用性,结果表明这2个模型都存在一定的缺陷.对上述模型进行改进,确定了以细度模数、最大公称粒径4、.75 mm筛通过率和油石比为自变量的沥青路面均匀区域构造深度预估模型,结果表明,该模型可以较好地预估SMA-16间断级配和AC-20连续级配沥青路面均匀区域的构造深度.

基于激光3D数据的沥青路面构造深度检测方法

为实现沥青路面构造深度的自动化检测,提出一种基于激光3D数据的沥青路面构造深度检测方法。搭建了基于结构光的沥青路面构造深度检测系统,提出了针对路面原始三维数据的去噪算法,设计了基于激光3D数据的沥青路面构造深度计算方法。为了验证该方法的有效性,在沥青路面进行了现场试验,并将系统测试结果与铺砂法测量结果进行了误差分析和相关性分析。结果表明:该方法得到的构造深度数值与铺砂法结果相对误差在0.13mm以内,相关系数为0.923 2,表明系统性能稳定、可靠性高。

基于一致性分析的路面构造深度评价指标研究

为比较平均断面深度(MPD)和传感器测量构造深度(SMTD)2种沥青路面构造深度评价指标,利用多功能路况快速检测设备采集沥青路面MPD与SMTD数据,并基于估计重复系数和Bland-Altman法进行MPD与SMTD的可重复性和一致性分析.研究发现:平行测量次数的增加会导致采集数据内部总误差增加,但可以有效降低随机误差变化范围的影响,提高数据采集的可靠性;MPD的估计重复系数平均值低于SMTD的估计重复系数平均值,说明MPD的测量可重复性更好;MPD比SMTD平均低0.009 mm,这个偏倚在工程应用中是可以接受的,说明MPD和SMTD两种不同评价指标具有可互换性;MPD与SMTD差值的95%一致限(LOA)范围(-0.105~0.087 mm)和估计重复系数范围(-0.094~0.094 mm)接近,说明影响MPD与SMTD一致性的主要因素是两者差值的可重复性.

基于图像处理的沥青路面构造深度评价方法的优化研究

对比规范所规定的沥青路面构造深度测试方法,评价各方法的优劣,进而探讨依靠平面图像灰度值推演得到空间图形深度的变化的机理,分析在该三维还原过程中存在的局限性,研究出更加可靠的数字图像处理办法,从而使图像法与铺砂法存在良好的相关性成为可能,并对道路工程人员提出操作上的建设性意见。

高等级道路水泥混凝土路面抗滑构造深度验算方法

阐述了水泥混凝土路面抗滑构造的作用及其评价原理、方法,介绍了水泥混凝土路面构造深度TD的理论计算方法,并提出了相关建议。

基于3G网络的路面构造深度连续监测系统研究

为了评价路面构造深度,准确反映路面的表面性能,通过采用双摄像头、ARM和DSP双处理器架构,以实地采集的露石混凝土路面(EACCP)表面数字图像为研究对象,借助图像表面各点的明暗程度,进行区分路面表面的凹凸程度,开展了基于3G网络技术的路面构造深度连续监测系统研究。研究结果表明:以上方法可以实现准确地评价路面构造深度和反映路面的表面性能。

基于铺砂法的路面构造深度检测技术研究

本文通过简述路面构造深度检测方法的类型、原理和操作流程,分析各种检测方法的优缺点,发现电动铺砂仪测定方法的综合性能指标优越。结合国产LD-138型电动铺砂仪在使用过程中存在的故障率高、自重大、蓄电池安全等问题进行升级改造,研发出四驱式电动铺仪和分体式铺砂仪。该设备通过与人工手动铺砂仪、LD-138型电动铺砂仪对不同路面进行比对试验,证明其设备在路面构造深度检测具有数据准确可靠,操作安全轻巧,故障率低等优点,适合路面构造深度检测和实训教学使用。

一种改进的路面构造深度测试方法

本文介绍一种改进的路面构造深度测试方法,针对目前最常用的传统手工铺砂法,采用同等规格的钢砂代替标准砂,通过表面振动的方式,采用平板式振动装置进行钢砂铺平。同时,该平板具有电磁功能,主要是依据磁性表座的原理制作,可以通过开关控制其是否产生磁性。从而达到铺砂饱满及试验用砂的完全回收。

沥青路面的线激光测量方法及构造深度

路面构造的测量方法一直是路面抗滑性能研究的重点话题,为了弥补传统路面构造测量技术的精度不高、效率低下且测量范围代表性不足的缺陷,基于非接触式激光三角测距法原理,自主研发了一套超高速线激光测试系统。利用线性插值与空间拟合平面法对采集数据进行处理,有效重构了路面构造的三维形貌。基于传统铺砂法平均构造深度指标(MTD)和平均断面深度(MPD)测量原理,提出三维曲面构造深度计算方法,以改善人工铺砂法测量构造深度的主观性。最后通过几何学方法对比,验证了该计算方法的可靠性。试验结果表明基于面域扫描技术的线激光系统能够大幅度提高沥青路面构造的扫描效率与测量范围,测量数据三维直观,具有很高的应用价值。

基于改进卡尔曼滤波算法的路面构造深度计算方法

为了提高路面构造深度的测量精度,提出了基于改进卡尔曼滤波算法的路面构造深度计算方法.首先,利用统计检验法对高精度激光距离传感器获取的路面高程值进行异常值筛选及插值修正.其次,基于改进卡尔曼滤波算法对修正后的数据进行滤波,并建立平均剖面深度模型来计算路面剖面深度值.随后选取AC-13沥青混凝土和SMA-13沥青混凝土2种路面作为试验样本,对改进卡尔曼滤波算法与滑动滤波算法和铺砂法进行了对比验证,并建立了2种路面类型的构造深度转换模型.研究结果表明:对于AC-13和SMA-13两种路面类型,改进卡尔曼滤波算法的均方误差分别为0.001 3和0.002 0,平均绝对百分比误差分别为2.92%和3.85%,与铺砂法的相关系数大于0.95,重复性标准偏差及变异系数均小于5%.所提方法具有更高的测量精度和良好的稳定性,能够准确地测量计算路面构造深度.

改进BP网络在沥青路面构造深度预测中的应用

为了快速有效地检测到沥青路面均匀区域的构造深度,采用了改进的BP神经网络算法,建立了以最大公称粒径、细度模数、4.75 mm筛通过率和沥青用量为影响因素的沥青路面构造深度预测模型.结果表明,预测模型经过2 935次学习训练,预测精度达到目标值0.01,BP神经网络对构造深度预测结果与实际情况非常接近.

坡率对半柔性路面材料灌注率及路用性能的影响

基于半柔性路面材料灌浆工艺的独特性,为探究坡率对其灌注率及路用性能的影响,采用3种不同流动度的灌浆料,在5个设计坡率下制备半柔性路面试件。通过计算和试验,系统评价了坡率对半柔性路面材料灌注率、高温稳定性、水稳定性及抗滑性能等关键指标的影响规律。结果显示,随着坡率的增加,半柔性路面材料的灌注率和水稳定性呈下降趋势,而高温稳定性则先增大后减小。坡度对半柔性路面构造深度的影响显著,坡率越大,坡底和坡顶的构造深度差异越大,抗滑性能受到不利影响。针对上述问题,研究提出了施工工艺优化措施,并通过室内试验加以验证。

Box-Cox变换在沥青路面构造深度预测中的应用

为提高沥青路面构造深度的预测精度,采用基于Box-Cox变换的曲线回归分析方法,建立路面构造深度的预测模型,实现对解释变量的定量分析。分析结果表明:与灰色特征加权方法相比,基于Box-Cox变换的回归模型模拟效果更佳,能直观地观察构造深度与影响因素之间的相互关系,对路面构造深度的预测精度达到0.008,在检测误差范围内。