CN114319039A - 一种全断面车辙检测设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及沥青路面车辙检测技术领域，公开了一种全断面车辙检测设备及方法。该设备包括横梁、测定装置和调平装置，横梁两端设置有高度相同的移动脚轮，横梁中部设置有可调节高度的调平地脚，横梁的长度大于或等于4.3m，通过调平地脚和调平装置使所述横梁与所述调平绳保持平行，消除横梁挠曲变形对测量结果的影响，最后通过与横梁活动连接的测定装置，获取全断面车辙检测数据。本申请可以准确获得全断面车辙检测特征，降低横梁弯曲变形影响，大大提高车辙测量精度。全断面车辙检测方法通过对全断面车辙检测数据进行处理，获取目标车辙处车辙断面隆起面积与沥青路面中面层贯入强度的关系，确定相应的养护对策。
Description
技术领域
本申请涉及沥青路面车辙检测技术领域，尤其涉及一种全断面车辙检测设备及方法。
背景技术
在路面的使用过程中，随着通车年限的不断增加，路面在长期的车辆荷载及环境变化的循环作用下，更易出现车辙、开裂、抗滑不足等问题。其中，车辙是沥青路面主要病害之一，它影响路面的平整度，降低路面的使用品质，如果车辙累积过快，则直接影响路面的使用寿命，因此需要经常对沥青路面的车辙进行养护。
对高速公路沥青路面的车辙进行养护首先需要获取全断面车辙检测数据，基于全断面车辙检测数据，才能采取相应的养护对策。现有技术主要通过三米直尺对高速公路沥青路面的车辙参数进行测量，但是一般高速公路的单个车道宽度为3.75米，传统的三米直尺无法获得全断面车辙检测数据。
发明内容
本申请公开了一种全断面车辙检测设备及方法，以解决现有技术中，通过三米直尺对高速公路沥青路面的车辙参数进行测量，但是一般高速公路的单个车道宽度为3.75米，传统的三米直尺无法获得全断面车辙检测数据的技术问题。
本申请第一方面公开了一种全断面车辙检测设备，包括横梁、测定装置和调平装置；
所述横梁两端设置有高度相同的移动脚轮；所述横梁中部设置有可调节高度的调平地脚；所述横梁的长度大于或等于4.3m，且设有刻度；
所述调平装置包括调平装置本体、调平绳和铅锤，所述调平装置本体设置在横梁的一端，所述调平绳和铅锤设置在所述调平装置本体内部，所述调平绳的一段连接所述调平装置本体，所述调平绳的另一端连接所述铅锤，用于在需要对横梁调平时，通过将所述调平绳和所述铅锤拉到横梁的另一端，所述调平绳放置在横梁上方，铅锤用于使所述调平绳拉伸为直线，再通过调节所述调平地脚的高度，使所述横梁与所述调平绳保持平行；
所述测定装置与横梁活动连接，用于获取全断面车辙检测数据。
可选的，所述测定装置包括滑块和距离传感器，所述横梁侧面设置有直线导轨，所述滑块设置在所述直线导轨上，所述滑块与所述直线导轨活动连接；所述滑块上设置有卡槽，所述距离传感器固定于所述卡槽内。
可选的，所述横梁可拆卸的分为三段，且每两段之间通过快锁装置进行横向连接。
可选的，所述横梁两端设置有收纳铰链，所述横梁通过所述收纳铰链连接所述移动脚轮。
可选的，所述调平地脚设置有配套的螺母和螺帽，用于通过旋转所述螺帽动态调节所述调平地脚的高度。
本申请第二方面公开了一种全断面车辙检测方法，包括：
利用全断面车辙检测设备中的测定装置，获取目标车辙的全断面车辙检测数据，所述全断面车辙检测数据包括所述目标车辙全断面的横向距离和高度；
对所述全断面车辙检测数据进行线性拟合，确定基准线，其中，所述线性拟合的相关系数大于或等于0.95；
根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据；
根据所述车辙实际断面数据确定车辙断面隆起面积；
根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度；
根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策。
可选的，所述根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据，包括：
将所述全断面车辙检测数据减去所述基准线，将差值确定为车辙实际断面数据，其中，所述车辙实际断面数据包括隆起高度数值和压密深度数值，所述差值为正对应所述隆起高度数值，所述差值为负对应所述压密深度数值。
可选的，所述根据所述车辙实际断面数据确定车辙隆起面积，包括：
根据所述车辙实际断面数据确定左车辙隆起面积和右车辙隆起面积；
将所述左车辙隆起面积和所述右车辙隆起面积之和，确定为所述车辙隆起面积。
可选的，所述根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度，包括：
通过如下公式确定沥青路面中面层贯入强度：
y＝0.5576e0.03x(x＜35)；
y＝3.6595x-0.216(35≤x＜1100)；
y＝-0.003ln(x)+0.8252(1100≤x)；
其中，y表示沥青路面中面层贯入强度，x表示车辙断面隆起面积。
可选的，所述根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策，包括：
若所述沥青路面中面层贯入强度小于1，则所述目标车辙的养护对策为铣刨上面层和中面层。
本申请涉及沥青路面车辙检测技术领域，公开了一种全断面车辙检测设备及方法。该设备包括横梁、测定装置和调平装置，横梁两端设置有高度相同的移动脚轮，横梁中部设置有可调节高度的调平地脚，横梁的长度大于或等于4.3m，通过调平地脚和调平装置使所述横梁与所述调平绳保持平行，消除横梁挠曲变形对测量结果的影响，最后通过与横梁活动连接的测定装置，获取全断面车辙检测数据。本申请可以准确获得全断面车辙检测特征，降低横梁弯曲变形影响，大大提高车辙测量精度。全断面车辙检测方法通过对全断面车辙检测数据进行处理，获取目标车辙处车辙断面隆起面积与沥青路面中面层贯入强度的关系，确定相应的养护对策。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种全断面车辙检测设备的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的一种全断面车辙检测方法的工作流程示意图；
图3为本申请实施例公开的示例中的实测某车辙全断面车辙检测数据；
图4为本申请实施例公开的示例中的基准线确定图；
图5为本申请实施例公开的示例中的某车辙实际断面图；
图6为本申请实施例公开的示例中的某车辙断面隆起面积图。
具体实施方式
为了解决现有技术中，通过三米直尺对高速公路沥青路面的车辙参数进行测量，但是一般高速公路的单个车道宽度为3.75米，传统的三米直尺无法获得全断面车辙检测数据的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种全断面车辙检测设备及方法。
参见图1所示的结构示意图，为本申请第一实施例公开的一种全断面车辙检测设备，包括横梁1、测定装置2和调平装置。
所述横梁1两端设置有高度相同的移动脚轮4，方便全断面车辙检测设备平行移动，两端的移动脚轮4高度相同使得横梁1与路面表面平行。所述横梁1中部设置有可调节高度的调平地脚5。所述横梁1的长度大于或等于4.3m，且设有刻度。
所述调平装置包括调平装置本体31、调平绳32和铅锤33，所述调平装置本体31设置在横梁1的一端，所述调平绳32和铅锤33设置在所述调平装置本体31内部，所述调平绳32的一段连接所述调平装置本体31，所述调平绳32的另一端连接所述铅锤33，用于在需要对横梁1调平时，通过将所述调平绳32和所述铅锤33拉到横梁1的另一端，所述调平绳32放置在横梁1上方，铅锤33用于使所述调平绳32拉伸为直线，再通过调节所述调平地脚5的高度，使所述横梁1与所述调平绳32保持平行，消除横梁挠曲变形对测量结果的影响。
所述测定装置2与横梁1活动连接，用于获取全断面车辙检测数据。
在本申请的部分实施例中，所述测定装置2包括滑块和距离传感器，所述横梁1侧面设置有直线导轨6，所述滑块设置在所述直线导轨6上，所述滑块与所述直线导轨6活动连接。所述滑块上设置有卡槽，所述距离传感器固定于所述卡槽内，可测量与路表的竖直距离，横梁1上标有刻度，以便测定给定刻度位置处横梁1与路面的竖直距离。
在本申请的部分实施例中，所述横梁1可拆卸的分为三段，且每两段之间通过快锁装置7进行横向连接，这样方便横梁1的运输。
在本申请的部分实施例中，所述横梁1两端设置有收纳铰链8，所述横梁1通过所述收纳铰链8连接所述移动脚轮4。
在本申请的部分实施例中，所述调平地脚5设置有配套的螺母和螺帽，用于通过旋转所述螺帽动态调节所述调平地脚5的高度，使得横梁1得以调整至与调平绳32保持平行，消除横梁挠曲变形对测量结果的影响。
在本申请的部分实施例中，所述调平装置本体31与所述横梁1之间磁吸连接。
一般高速公路的单个车道宽度为3.75米，传统的三米直尺无法获得全断面车辙检测数据，而加长三米直尺会导致横梁挠曲变形，本申请上述实施例公开的一种全断面车辙检测设备，该设备包括横梁1、测定装置2和调平装置，横梁1两端设置有高度相同的移动脚轮4，横梁1中部设置有可调节高度的调平地脚5，横梁1的长度大于或等于4.3m，通过调平地脚5和调平装置使所述横梁1与所述调平绳32保持平行，消除横梁1挠曲变形对测量结果的影响，最后通过与横梁1活动连接的测定装置2，获取全断面车辙检测数据。本申请可以准确获得全断面车辙检测特征，降低横梁1弯曲变形影响，大大提高车辙测量精度。
以下为本申请实施例提供的方法实施例，对于本申请方法实施例中未详细公开的内容，请参见本申请系统实施例。
本申请第二实施例公开了一种全断面车辙检测方法，参见图2所示的工作流程示意图，所述全断面车辙检测方法，包括：
步骤S201，利用全断面车辙检测设备中的测定装置2，获取目标车辙的全断面车辙检测数据，所述全断面车辙检测数据包括所述目标车辙全断面的横向距离和高度。
步骤S202，对所述全断面车辙检测数据进行线性拟合，确定基准线，其中，所述线性拟合的相关系数大于或等于0.95。
步骤S203，根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据。
进一步的，所述根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据，包括：
将所述全断面车辙检测数据减去所述基准线，将差值确定为车辙实际断面数据，其中，所述车辙实际断面数据包括隆起高度数值和压密深度数值，所述差值为正对应所述隆起高度数值，所述差值为负对应所述压密深度数值。
具体来说，基准线方程为y＝ax+b，根据全断面车辙检测数据，可以得到车辙曲线图，按照反复迭代计算车辙曲线上任一xi值的yi0值与任一xi值对应基准线方程y＝ax+b的yi值的差，其中a和b为线性回归系数。当差值为负值时，表明为压密深度数值，当差值为正值时，表明为隆起高度数值。
步骤S204，根据所述车辙实际断面数据确定车辙断面隆起面积。
进一步的，所述根据所述车辙实际断面数据确定车辙隆起面积，包括：
根据所述车辙实际断面数据确定左车辙隆起面积和右车辙隆起面积。
将所述左车辙隆起面积和所述右车辙隆起面积之和，确定为所述车辙隆起面积。
步骤S205，根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度。
具体来说，养护对策的选择通过沥青路面中面层贯入强度相对值与车辙全断面检测指标隆起面积的相关性分析确定，其中，沥青路面中面层贯入强度相对值为高温性能评价指标。
进一步的，所述根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度，包括：
沥青路面中面层贯入强度与车辙断面隆起面积的关系随着发展阶段的不同分别通过通过如下公式确定沥青路面中面层贯入强度：
增长阶段：
y＝0.5576e0.03x(x＜35)；
快速衰减阶段：
y＝3.6595x-0.216(35≤x＜1100)；
缓慢衰减阶段：
y＝-0.003ln(x)+0.8252(1100≤x)；
其中，y表示沥青路面中面层贯入强度，无量纲，x表示车辙断面隆起面积，单位为mm2。
步骤S206，根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策。
进一步的，所述根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策，包括：
若所述沥青路面中面层贯入强度小于1，则所述目标车辙的养护对策为铣刨上面层和中面层。
具体来说，由上述公式可知，当车辙断面隆起面积不小于405.9mm2时，此时沥青路面中面层的贯入强度相对值已经小于1，表明路面中面层已经进入流动变形阶段，养护对策采用铣刨上面层和中面层来恢复中面层的抗车辙能力；当车辙断面隆起面积小于405.9mm2时，养护对策为无需处治。
本申请上述实施例公开的一种全断面车辙检测方法，通过对全断面车辙检测数据进行处理，获取目标车辙处车辙断面隆起面积与沥青路面中面层贯入强度的关系，确定相应的养护对策。养护对策的选择通过沥青路面中面层贯入强度相对值与车辙断面隆起面积的相关性分析确定，其中，沥青路面中面层贯入强度相对值为高温性能评价指标，通过本实施例的方法，建立了与沥青层高温性能的相关关系，实现了直接利用车辙全断面车辙检测数据预测沥青层材料抗车辙性能是否已经丧失，进而指导路面车辙养护决策。
下面通过一个示例对上述本实施例中的方法进行进一步解释，示例性的：采用本申请设备实施例中的测定装置2测得某车辙的全断面车辙检测数据，如图3所示。
对全断面车辙检测数据进行线性拟合回归分析，其中横向距离约0.5m，即可确定基准线，结果如图4所示。具体的基准线公式为y＝-20.018x+79.264，线性拟合的相关系数R2＝0.9992。
将全断面车辙检测数据减去基准线，即得到某车辙实际断面，如图5所示。
然后由图确定左车辙隆起面积为5030mm2，右车辙隆起面积为6070mm2，则该车辙隆起面积为11100mm2。
该断面隆起面积为11100mm2＞405.9mm2，如图6所示，表明此时沥青路面中面层贯入强度已经小于1，路面中面层已经进入流动变形阶段，因此养护对策为铣刨上面层和中面层来恢复中面层的抗车辙能力。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种全断面车辙检测设备，其特征在于，包括横梁、测定装置和调平装置；
所述横梁两端设置有高度相同的移动脚轮；所述横梁中部设置有可调节高度的调平地脚；所述横梁的长度大于或等于4.3m，且设有刻度；
所述调平装置包括调平装置本体、调平绳和铅锤，所述调平装置本体设置在横梁的一端，所述调平绳和铅锤设置在所述调平装置本体内部，所述调平绳的一段连接所述调平装置本体，所述调平绳的另一端连接所述铅锤，用于在需要对横梁调平时，通过将所述调平绳和所述铅锤拉到横梁的另一端，所述调平绳放置在横梁上方，铅锤用于使所述调平绳拉伸为直线，再通过调节所述调平地脚的高度，使所述横梁与所述调平绳保持平行；
所述测定装置与横梁活动连接，用于获取全断面车辙检测数据。
2.根据权利要求1所述的全断面车辙检测设备，其特征在于，所述测定装置包括滑块和距离传感器，所述横梁侧面设置有直线导轨，所述滑块设置在所述直线导轨上，所述滑块与所述直线导轨活动连接；所述滑块上设置有卡槽，所述距离传感器固定于所述卡槽内。
3.根据权利要求1所述的全断面车辙检测设备，其特征在于，所述横梁可拆卸的分为三段，且每两段之间通过快锁装置进行横向连接。
4.根据权利要求1所述的全断面车辙检测设备，其特征在于，所述横梁两端设置有收纳铰链，所述横梁通过所述收纳铰链连接所述移动脚轮。
5.根据权利要求1所述的全断面车辙检测设备，其特征在于，所述调平地脚设置有配套的螺母和螺帽，用于通过旋转所述螺帽动态调节所述调平地脚的高度。
6.一种全断面车辙检测方法，其特征在于，包括：
利用全断面车辙检测设备中的测定装置，获取目标车辙的全断面车辙检测数据，所述全断面车辙检测数据包括所述目标车辙全断面的横向距离和高度；
对所述全断面车辙检测数据进行线性拟合，确定基准线，其中，所述线性拟合的相关系数大于或等于0.95；
根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据；
根据所述车辙实际断面数据确定车辙断面隆起面积；
根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度；
根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策。
7.根据权利要求6所述的全断面车辙检测方法，其特征在于，所述根据所述全断面车辙检测数据和所述基准线，确定车辙实际断面数据，包括：
将所述全断面车辙检测数据减去所述基准线，将差值确定为车辙实际断面数据，其中，所述车辙实际断面数据包括隆起高度数值和压密深度数值，所述差值为正对应所述隆起高度数值，所述差值为负对应所述压密深度数值。
8.根据权利要求6所述的全断面车辙检测方法，其特征在于，所述根据所述车辙实际断面数据确定车辙隆起面积，包括：
根据所述车辙实际断面数据确定左车辙隆起面积和右车辙隆起面积；
将所述左车辙隆起面积和所述右车辙隆起面积之和，确定为所述车辙隆起面积。
9.根据权利要求6所述的全断面车辙检测方法，其特征在于，所述根据所述车辙断面隆起面积，确定沥青路面中面层贯入强度，包括：
通过如下公式确定沥青路面中面层贯入强度：
y＝0.5576e0.03x(x＜35)；
y＝3.6595x-0.216(35≤x＜1100)；
y＝-0.003ln(x)+0.8252(1100≤x)；
其中，y表示沥青路面中面层贯入强度，x表示车辙断面隆起面积。
10.根据权利要求6所述的全断面车辙检测方法，其特征在于，所述根据所述沥青路面中面层贯入强度，确定所述目标车辙的养护对策，包括：
若所述沥青路面中面层贯入强度小于1，则所述目标车辙的养护对策为铣刨上面层和中面层。
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