CN102507900B - 一种检测路面抗滑性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测路面抗滑性能的方法，包括：测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI；其中，所述抽样路段从路面的多个不同磨损程度的路段中选择得到；通过所述各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI，建立所述ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系；测量所述路面当前位置的ΔSMTD，按照所述线性相关关系，确定对应的SRI。本发明通过抽样路段ΔSMTD的与SRI确定二者的相关关系，从而在测量到当前路面的ΔSMTD后，按照相关关系即可确定对应的SRI。由于测量ΔSMTD的时间远小于检测SFC的时间，通过ΔSMTD获得SRI的效率此通过SFC获得SRI的效率提高了4倍以上，有效缩短了测量SRI的时间。

Description

一种检测路面抗滑性能的方法

技术领域

本发明涉及道路养护技术领域，特别是指一种检测路面抗滑性能的方法。

背景技术

路面抗滑能力是影响道路行驶安全性的重要指标，我国《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)中通过采用横向力系数(SFC)运算出路面抗滑性能指数(SRI，Skidding Resistance Index)。

横向力系数SFC的检测需要采用承载车辆、横向力测试装置、供水装置、主控制系统及附属部分组成。其中，横向力测试装置包括测试轮、配重及机械悬浮导轨、升降装置等。

测试时，放下测试轮并使其与行车方向成一定偏角，由供水系统向形成偏角的测试轮喷洒均匀厚度的水膜，在2KN垂直荷载作用下，记录车辆行驶时路面产生的横向力，由横向力计算SFC。

SFC的测量过程需要大型检测设备，测试过程中需要不断在路面洒水形成水膜，平均50公里需要补水一次。整个测量过程需要不断的补水，在山区及沙漠等缺少可用水源的地方，由于不能及时补水，导致在测量较长路面的SFC时，检测效率大幅降低，从而检测路面抗滑性指标SRI的效率也相应较低。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种检测路面抗滑性能的方法，以解决上述在测量较长路面的SFC时，检测SRI的效率也相应较低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种检测路面抗滑性能的方法，包括：

测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI；其中，所述抽样路段从路面的多个不同磨损程度的路段中选择得到；

通过所述各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI，建立所述ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系；

每个抽样路段的横向变异值ΔSMTD通过以下步骤获得：

通过以下公式获得ΔSMTD：

ΔSMTD＝SMTD_C-Min(SMTD_L，SMTD_R)；

其中，所述SMTD_L为抽样路段的左轮迹的SMTD值；所述SMTD_R为抽样路段的右轮迹的SMTD值；SMTD_C为所述左轮迹与右轮迹之间位置的SMTD值；

判断获得的ΔSMTD；

如果判断到ΔSMTD小于0，则将该ΔSMTD设置为0；

按照以下步骤运算出所述SMTD：

测量一组纹理断面高程数据，分别为：y1，y2，y3...yi，i为正整数；SMTD的统计长度为H米，每个SMTD值的计算长度为K米，则统计长度H的平均构造深度SMTD按公式下式计算：

$\mathrm{SMT}{D}_H=\frac{1}{J_{\mathrm{val}}}\underset{i=1}{\overset{J_{\mathrm{val}}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SMTD}}_K$

其中：

${\mathrm{SMTD}}_K=\sqrt{\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y_i}^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i\right)}^2-\frac{12{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i\right)}^2+p}{n^2-1}}{n^2}}$

$p=\frac{5{\{(n^2-1)\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-12\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^2{y}_i\}}^2}{4(n^2-4)}$

$n=\frac{K}{l}$

$J=\frac{H}{n\×l}$

式中：

SMTD_H——统计长度H的平均路面构造深度；

SMTD_K——按计算长度K的路面构造深度；

计算长度K内，通过公式：-(n-1)/2+(i-1)，运算

x_i——第i点的名义距离，第1点为第n点为i＝1至n；

y_i——第i点的纹理断面高程值；

J_val——统计长度H内SMTD值在0～20mm之间的SMTD_K的个数；

l——纵断面取样间距；

n——计算长度K内纵断面取样数量，并按最近奇数取整；

J——统计长度H内的SMTD_K个数，取整数；

将抽样路段内包含的多个统计长度SMTD_H的均值作为该抽样路段的SMTD值；

从而获得SMTD_L、SMTD_R、SMTD_C；

测量所述路面当前位置的ΔSMTD，按照所述线性相关关系，确定对应的SRI。

优选地，所述建立线性关系的过程包括：

采用所述测量的各个ΔSMTD、SRI通过最小二乘法确定二者之间的线性关系；

所述线性关系的数学式为：SRI＝bΔSMTD+a，所述关系式中a、b为回归系数。

优选地，所述确定对应的SRI之前，还包括：

步骤A：判断SRI与ΔSMTD之间的相关系数是否大于第一阈值；

如果大于，则执行所述确定对应的SRI的步骤；

如果不大于，则重新选择多个抽样路段，测量各个抽样路段的ΔSMTD、SRI，并执行所述步骤A。

优选地，所述第一阈值大于0.9，小于1。

优选地，还包括：

如果判断所述确定对应的SRI小于第二阈值，则对所述SRI所在的路段铺设抗滑磨耗层或微表处处理。

优选地，所述各个抽样路段分别从五种不同磨损程度的路段中选择得到；

五种不同磨损程度的路面宏观纹理构造深度分别为：大于0.8mm、0.6～0.8mm、0.4～0.6mm、0.3～0.4mm、小于0.3mm；

每种磨损程度的路段的数量为10～20个之间；

每个抽样路段的长度为100m。

优选地，每个抽样路段的路面抗滑性能指数SRI通过以下步骤获得：

检测当前抽样路段的横向力系数SFC，并按照以下公式运算当前抽样路段的抗滑能力指标SRI：

$\mathrm{SRI}=\frac{100-{\mathrm{SRI}}_{\min }}{1+a_1\mathrm{Exp}\left(a_2\mathrm{SFC}\right)}+{\mathrm{SRI}}_{\min }$

其中：

SRI_min设定的最小为抗滑能力值、a₁、a₂为设定的系数。

优选地，所述SRI_min为25，所述a₁为266.0、所述a₂为-0.139。

本发明实施例中的方法，由于通过抽样路段的ΔSMTD与SRI确定二者的相关关系，从而在测量到当前路面的ΔSMTD后，按照相关关系即可确定对应的SRI。由于ΔSMTD可以与平整度、车辙、路面破损等指标同步检测，最高速度可达100km/h以上，每天可检测400km以上，按照确定的ΔSMTD与SRI之间的线性关系，在测量到ΔSMTD的同时，可同时确定SRI；而现有的技术通过检测SFC确定SRI，在检测过程中需要经常性地补充水源，每天的检测里程一般只能达到100km左右，因此通过ΔSMTD获得SRI的效率此通过SFC获得SRI的效率提高了4倍以上，有效缩短了测量SRI的时间。

附图说明

图1为实施例的流程图；

图2实施例中ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系的坐标示意图；

图3是本发明另一个实施例的流程图。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，包括以下步骤：

S11：测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI；其中，所述抽样路段从路面的多个不同磨损程度的路段中选择得到；

S12：通过所述各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI，建立所述ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系；

S13：测量所述路面当前位置的ΔSMTD，按照所述线性相关关系，确定对应的SRI。

本发明实施例中的方法，由于通过抽样路段的ΔSMTD与SRI确定二者的相关关系，从而在测量到当前路面的ΔSMTD后，按照相关关系即可确定对应的SRI。由于ΔSMTD可以与平整度、车辙、路面破损等指标同步检测，最高速度可达100km/h以上，每天可检测400km以上，按照确定的ΔSMTD与SRI之间的线性关系，在测量到ΔSMTD的同时，可同时确定SRI；而现有的技术通过检测SFC确定SRI，在检测过程中需要经常性地补充水源，每天的检测里程一般只能达到100km左右，因此通过ΔSMTD获得SRI的效率此通过SFC获得SRI的效率提高了4倍以上，有效缩短了测量SRI的时间。

优选地，在选择抽样路段时，可将路面按照磨损程度划分为多个等级，如3个、4个、5个等级，在本发明的实施例中，按照路面宏观纹理构造深度划分为5个等级，分别包括：无磨损有磨损、有一定磨损、磨损较严重和磨损非常严重。

①无磨损，未通车的新路，路面表面粗糙，轮迹处路面宏观纹理构造深度0.8mm以上；

②路龄1-2年，有磨损，不明显，轮迹处路面宏观纹理构造深度0.6～0.8mm；

③路龄3-4年，有一定磨损，但不影响行车安全，轮迹处路面宏观纹理构造深度0.4～0.6mm；

④路龄5-6年，磨损较严重，一定程度上影响行驶安全，轮迹处路面宏观纹理构造深度0.3～0.4mm；

⑤路龄7年及以上，磨损非常严重，伴有严重车辙，并严重影响行车安全，轮迹处路面宏观纹理构造深度在0.3mm以下。

采用铺砂法测量路面上的各个路段的路面宏观纹理构造深度；铺砂法的具体实施步骤参见《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)。

针对上述的5种状态的路段，每种状态的路段选择长度为100m的抽样路段10-20个。在本实施例中，每种状态的路段选择10个，5种状态的路段共选择到50个。

优选地，测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD的过程包括：

通过激光断面仪测量每个抽样路段的左轮迹、右轮迹、以及左右轮迹之间的表面测量纹理深度SMTD。

将左轮迹的SMTD值记为SMTD_L，将右轮迹的SMTD值记为SMTD_R，将左轮迹、右轮迹之间的SMTD值记为SMTD_C。

每个抽样路段的横向变异值ΔSMTD通过以下步骤获得：

1)通过以下公式获得ΔSMTD：

ΔSMTD＝SMTD_C-Min(SMTD_L，SMTD_R)；

2)如果判断到ΔSMTD小于0，则将该ΔSMTD设置为0；不小于0的ΔSMTD值则使用运算后的结果。

上述通过激光断面仪测量表面测量纹理深度SMTD时，可按照以下步骤运算出SMTD：

测量一组纹理断面高程数据，分别为：y1，y2，y3...yi，数据的采样间隔为1(1优选为1mm)。路面构造深度SMTD的统计长度为H(H优选取10m)，每个SMTD值的计算长度为K(K优选0.3m)，则统计长度H的平均构造深度SMTD按公式下式计算：

$\mathrm{SMT}{D}_H=\frac{1}{J_{\mathrm{val}}}\underset{i=1}{\overset{J_{\mathrm{val}}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SMTD}}_K$

其中：

${\mathrm{SMTD}}_K=\sqrt{\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y_i}^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i\right)}^2-\frac{12{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i\right)}^2+p}{n^2-1}}{n^2}}$

$p=\frac{5{\{(n^2-1)\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-12\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^2{y}_i\}}^2}{4(n^2-4)}$

$n=\frac{K}{l}$

$J=\frac{H}{n\×l}$

式中：

SMTD_H——统计长度H的平均路面构造深度，H优选取10m；

SMTD_K——按计算长度K的路面构造深度，K优选取300mm；

计算长度K内，通过公式：-(n-1)/2+(i-1)，运算

x_i——第i点的名义距离，也称为折算距离，第1点为第n点为i＝1至n；

y_i——第i点的纹理断面高程值；

J_val——统计长度H内SMTD值在0～20mm之间的SMTD_K的个数；

1——纵断面取样间距；

n——计算长度K内纵断面取样数量，按最近奇数取整；

J——统计长度H内的SMTD_K个数，取整数。

按照上述的公式，n＝K/1＝300/1＝300，则取样数量为299或301个。

J＝H/K＝10/0.3＝33.333，取整后为33个。

J_val为统计长度内SMTD值在0～20mm之间的SMTDK的个数；例如，在33个统计长度内SMTD值中，有30个SMTD值介于0～20mm之间，则取30。

通过上述公式，可运算出统计长度10m的SMTD，抽样路面通常为100m，可获得10个统计长度的SMTD值，将10个SMTD的均值作为该抽样路段的SMTD值。按照上述步骤获得SMTD_L、SMTD_R、SMTD_C。

按照上述的步骤，在本发明的实施例中，测量到不同的磨损程度的各个抽样路段的SMTD、以及确定的横向变异值ΔSMTD如表1～表5所示：

表1无磨损的路段

路段编码	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10
											SMTDL	1.086	1.12	0.971	0.872	0.897	0.902	0.883	0.994	1.026	1.031
SMTDC	1.115	1.138	1.088	0.889	0.918	0.921	0.942	0.989	1.098	1.093
											SMTDR	1.072	1.143	0.968	0.898	0.884	0.874	0.905	0.969	0.968	0.988
ΔSMTD	0.043	0.018	0.12	0.017	0.034	0.047	0.059	0.02	0.13	0.105

表2轻微磨损路段

路段编码	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
											SMTDL	0.718	0.788	0.765	0.729	0.762	0.668	0.657	0.671	0.695	0.775
SMTDC	0.923	0.897	0.906	1.043	0.847	0.768	0.91	0.758	1.044	0.816
											SMTDR	0.61	0.671	0.674	0.854	0.695	0.622	0.629	0.63	0.682	0.709

ΔSMTD

0.313

0.226

0.232

0.314

0.152

0.146

0.281

0.128

0.362

0.107

表3中等磨损路段

路段编码	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
											SMTDL	0.595	0.547	0.499	0.495	0.585	0.452	0.589	0.553	0.438	0.451
SMTDC	0.828	0.966	0.814	0.721	0.835	0.67	0.784	0.907	0.74	0.799
											SMTDR	0.387	0.607	0.588	0.502	0.506	0.364	0.518	0.551	0.317	0.454
ΔSMTD	0.441	0.419	0.315	0.226	0.329	0.306	0.266	0.356	0.423	0.348

表4磨损较严重路段

路段编码	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
											SMTDL	0.318	0.369	0.335	0.333	0.391	0.386	0.327	0.313	0.309	0.35
SMTDC	0.826	0.789	0.785	0.819	0.868	0.844	0.767	0.821	0.82	0.747
											SMTDR	0.372	0.312	0.327	0.395	0.316	0.312	0.378	0.396	0.333	0.314
ΔSMTD	0.508	0.477	0.458	0.486	0.552	0.532	0.44	0.508	0.511	0.433

表5磨损非常严重路段

路段编码	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
											SMTDL	0.197	0.206	0.322	0.213	0.171	0.105	0.119	0.191	0.299	0.288
SMTDC	0.621	0.692	0.748	0.782	0.72	0.647	0.753	0.695	0.814	0.881
											SMTDR	0.207	0.198	0.256	0.231	0.31	0.267	0.201	0.113	0.275	0.179
ΔSMTD	0.424	0.494	0.492	0.569	0.549	0.542	0.634	0.582	0.539	0.702

优选地，测量路面抗滑性能指数SRI的过程包括：

采用侧向摩阻力测试车SCRIM测量这50个抽样路段的横向力系数SFC，并按下式计算各路段的SRI值。

$\mathrm{SRI}=\frac{100-{\mathrm{SRI}}_{\min }}{1+a_1\mathrm{Exp}\left(a_2\mathrm{SFC}\right)}+{\mathrm{SRI}}_{\min }$

式中：

SRI-路面抗滑性能指数；

SFC-横向力系数；

SRI_min-抗滑性能限值，优选采用25；

a1-标定系数，优选采用266.0；

a2-标定系数，优选采用-0.139。

各类试验路段的SFC检测原始值及计算的SRI值如表6～表10所示。

表6无磨损路段

路段编码	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10
											SFC	62	72	55	57	59	56	54	58	61	63
SRI	96	99	92	93	95	93	90	94	96	97

表7轻微磨损路段

路段编码	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
											SFC	47	52	49	47	53	50	48	49	46	50
SRI	79	88	83	79	89	85	81	83	77	85

表8中等磨损路段

路段编码	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
											SFC	40	42	44	45	42	43	45	41	40	41
SRI	62	67	72	75	67	70	75	65	62	65

表9磨损较严重路段

路段编码	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40
											SFC	35	37	39	38	34	35	39	36	35	38
SRI	50	54	59	57	47	50	59	52	50	57

表10磨损非常严重路段

路段编码	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50
											SFC	32	31	30	29	31	32	24	26	28	21
SRI	43	41	40	38	41	43	32	34	37	30

在获得上述50个抽样路段的SRI和ΔSMTD后，通过最小二乘法建立SRI和ΔSMTD之间的线性关系：

SRI＝bΔSMTD+a，所述关系式中a、b为回归系数。

将SRI作为y，将ΔSMTD作为x，令y＝bx+a，d_i为yi与bxi+a之间的误差，

令 $D=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{d}_i^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{[y_i-a-{\mathrm{bx}}_i]}^2$ n＝50，为50个抽样路段；

通过运算D对x、y的偏导数，确定D最小时的a、b的值。由于最小二乘法为公知常识，运算过程在此不再赘述，按照上述50个抽样路段检测到的SRI和ΔSMTD数值最后确定b为-110.61，a为102.12。

SRI和ΔSMTD之间的相关关系为：

SRI＝-110.61*ΔSMTD+102.12；

按照抽样路段确定的相关关系可参见图2，其中，图中的方块图形为各个对应的SRI和ΔSMTD。

通过确定的线性关系，可按照路面任意位置测量到的ΔSMTD，估计出SRI，参见表11，通过测量到的ΔSMTD，按照实施例中通过50个抽样路段确定的线性关系，确定相应的SRI。

表11

SMTDL	SMTDC	SMTDR	ΔSMTD	SRI估计值
					0.765	0.906	0.674	0.232	76
0.788	0.797	0.671	0.126	88
					0.729	1.043	0.854	0.314	67
0.972	1.149	0.698	0.451	52
					0.67	0.981	0.729	0.311	68
0.869	1.135	0.894	0.266	73
					0.657	0.91	0.629	0.281	71
0.695	1.044	0.682	0.362	62
					0.595	0.928	0.387	0.541	42
0.654	0.835	0.37	0.465	51

0.39	0.691	0.374	0.317	67
					0.683	0.945	0.533	0.412	57
0.623	0.805	0.579	0.226	77
					0.547	0.966	0.607	0.419	56
0.499	1.014	0.588	0.515	45
					0.619	0.878	0.585	0.293	70
0.585	1.035	0.506	0.529	44
					0.612	0.858	0.611	0.247	75
0.495	0.721	0.502	0.226	77
					0.606	0.717	0.529	0.188	81

为使通过上述过程建立SRI和ΔSMTD之间的线性关系拟合程度更高，使通过建立的线性关系获得的SRI的估计值更加接近实际值，实施例还包括以下步骤，参见图3：

S21：测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI；其中，所述抽样路段从路面的多个不同磨损程度的路段中选择得到；

S22通过测量到的抽样路段测量的SRI与ΔSMTD确定SRI与ΔSMTD之间的相关系数R；

相关系数R可通过以下公式获得：

$\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}-\stackrel{\‾}{x}\stackrel{\‾}{y}}{\sqrt{(\stackrel{\‾}{x^2}-{\stackrel{\‾}{x}}^2)(\stackrel{\‾}{y^2}-{\stackrel{\‾}{y}}^2)}}$

其中， $\stackrel{\‾}{x}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i;\stackrel{\‾}{y}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i;\stackrel{\‾}{x^2}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i^2;\stackrel{\‾}{\mathrm{xy}}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i$

x为ΔSMTD，y为SRI，n＝50，为50个抽样路段；为均值；

S23：判断相关系数R是否大于阈值；

如果大于，则执行步骤S24；

如果不大于，则执行步骤S20，重新选择多个不同于步骤S21中的多个抽样路段。为便于区分，此处的阈值定义为第一阈值。

S24：通过所述各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI，建立所述ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系；

S25：测量所述路面当前位置的ΔSMTD，按照所述线性相关关系，确定对应的SRI。

上述步骤中的S21、S24、S25在前面的实施例已经详细说明，在此不再赘述。

除了通过判断相关系数的阈值外，还可判断确定系数R²来判断建立的相关关系是否符合要求，确定系数R²通过以下公式获得：

$R^2=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{Y}}_i-\stackrel{\‾}{Y})}^2}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(Y_i-\stackrel{\‾}{Y})}^2}$

其中，y为SRI，n＝50，为通过步骤S24中建立的线性关系确定的SRI估计值。Y_i为实际测量到的各个抽样路段的SRI值。

可在步骤S24之后，计算确定系数R2，判断确定系数是否大于阈值；

如果大于，则执行步骤S25；

如果不大于，则执行步骤S20，重新选择多个不同于步骤S21中的多个抽样路段。

确定的线性关系的相关系数满足一定的阈值要求，从而估计到的SRI值更加接近实际值，误差更小。根据大量的实验，为使确定的SRI估计值更加接近实际值，设定相关系数的阈值、即第一阈值为0.9～1之间，确定系数的阈值优选0.8。

参见图2，在本发明的实施例中，确定系数R²为0.9043，大于阈值0.8，符合线性相关要求。确定系数也称为判定系数。

优选地，实施例还包括：按照《公路养护技术规范要求》对于高速、一级公路，如果判断确定对应的SRI不大于阈值，则对确定的SRI所在路面进行养护处理。为便于区分，此处的阈值为第二阈值，例如：如果判断所述确定对应的SRI不大于62，对于二级、三级公路如果判断所述确定对应的SRI不大于46，则应对所述SRI所在的路段执行抗滑养护处理。一般可采取铺设抗滑磨耗层或微表处等措施进行处理。

对于本发明各个实施例中所阐述的方法，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种检测路面抗滑性能的方法，其特征在于，包括：

测量各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI；其中，所述抽样路段从路面的多个不同磨损程度的路段中选择得到；

通过所述各个抽样路段的横向变异值ΔSMTD、以及路面抗滑性能指数SRI，建立所述ΔSMTD与SRI之间的线性相关关系；

每个抽样路段的横向变异值ΔSMTD通过以下步骤获得：

通过以下公式获得ΔSMTD：

ΔSMTD＝SMTD_C-Min(SMTD_L，SMTD_R)；

其中，所述SMTD_L为抽样路段的左轮迹的SMTD值；所述SMTD_R为抽样路段的右轮迹的SMTD值；SMTD_C为所述左轮迹与右轮迹之间位置的SMTD值；

判断获得的ΔSMTD；

如果判断到ΔSMTD小于0，则将该ΔSMTD设置为0；

按照以下步骤运算出所述SMTD：

测量一组纹理断面高程数据，分别为：y1，y2，y3...yi，i为正整数；SMTD的统计长度为H米，每个SMTD值的计算长度为K米，则统计长度H的平均构造深度SMTD按公式下式计算：

$\mathrm{SMT}{D}_H=\frac{1}{J_{\mathrm{val}}}\underset{i=1}{\overset{J_{\mathrm{val}}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SMTD}}_K$

其中：

${\mathrm{SMTD}}_K=\sqrt{\frac{n\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y_i}^2-{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i\right)}^2-\frac{12{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{y}_i\right)}^2+p}{n^2-1}}{n^2}}$

$p=\frac{5{\{(n^2-1)\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i-12\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^2{y}_i\}}^2}{4(n^2-4)}$

$n=\frac{K}{l}$

$J=\frac{H}{n\×l}$

式中：

SMTD_H——统计长度H的平均路面构造深度；

SMTD_K——按计算长度K的路面构造深度；

计算长度K内，通过公式：-(n-1)/2+(i-1)，运算

x_i——第i点的名义距离，第1点为第n点为i＝1至n；

y_i——第i点的纹理断面高程值；

J_val——统计长度H内SMTD值在0～20mm之间的SMTD_K的个数；

l——纵断面取样间距；

n——计算长度K内纵断面取样数量，并按最近奇数取整；

J——统计长度H内的SMTD_K个数，取整数；

将抽样路段内包含的多个统计长度SMTD_H的均值作为该抽样路段的SMTD值；

从而获得SMTD_L、SMTD_R、SMTD_C；

测量所述路面当前位置的ΔSMTD，按照所述线性相关关系，确定对应的SRI。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立线性关系的过程包括：

采用所述测量的各个ΔSMTD、SRI通过最小二乘法确定二者之间的线性关系；

所述线性关系的数学式为：SRI＝bΔSMTD+a，所述关系式中a、b为回归系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定对应的SRI之前，还包括：

步骤A：判断SRI与ΔSMTD之间的相关系数是否大于第一阈值；

如果大于，则执行所述确定对应的SRI的步骤；

如果不大于，则重新选择多个抽样路段，测量各个抽样路段的ΔSMTD、SRI，执行所述步骤A。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一阈值大于0.9，小于1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果判断所述确定对应的SRI小于第二阈值，则对所述SRI所在的路段铺设抗滑磨耗层或微表处处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各个抽样路段分别从五种不同磨损程度的路段中选择得到；

五种不同磨损程度的路面宏观纹理构造深度分别为：大于0.8mm、0.6～0.8mm、0.4～0.6mm、0.3～0.4mm、小于0.3mm；

每种磨损程度的路段的数量为10～20个之间；

每个抽样路段的长度为100m。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个抽样路段的路面抗滑性能指数SRI通过以下步骤获得：

检测当前抽样路段的横向力系数SFC，并按照以下公式运算当前抽样路段的抗滑能力指标SRI：

$\mathrm{SRI}=\frac{100-{\mathrm{SRI}}_{\min }}{1+a_1\mathrm{Exp}\left(a_2\mathrm{SFC}\right)}+{\mathrm{SRI}}_{\min }$

其中：

SRI_min设定的最小为抗滑能力值、a₁、a₂为设定的系数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述SRI_min为25，所述a₁为266.0、所述a₂为-0.139。