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摘要：在路面构造中，构造深度是十分重要的检测指标，为了能更加快速地完成检测，需要使用精确高效的检测方法。基于此，本文对精确检测方法进行了研究，首先对构造深度的各种检测方法进行了简单的阐述，然后对其中的激光构造深度检测方法以及检测系统进行了具体的分析。通过标定和现场试验，使用检测系统能够实现连续检测构造深度，所得出来的检测结果可以被直接使用。
关键词：沥青路面；构造深度；精确检测方法
引言：在公路工程中，路面的抗滑性能直接影响到行车安全，而构造深度是反应抗滑性能的重要指标，也影响到路面排水功能。只有具备良好的路面构造，才能在实现抗滑性能的基础上，将路面积水可以及时排出去。因此，需要对构造深度展开精确检测，需要使用精确的检测方法，获取准确的检测结果。
一、沥青路面构造深度的检测方法
路面构造深度检测是评价路面抗滑性能的重要依据。从微观角度上，路面集料的表面有着不同的粗糙度，将会随着车轮磨耗的增加而减少。从宏观角度上，路面凹凸不平的平均深度，这个指标对于车辆行驶环境下路面抗滑性能有重要影响。
（一）铺砂法
根据我国目前的规定，对于构造深度的检测方法就是铺砂法。这种方法通过计算能够了解平均宏观构造，从而展开抗滑性能的评价。这种方法在使用上更具优势，具有更便捷的优势。同时这种检测方法进行的检测在准确性上也能够实现更好的效果。另外，由于铺砂法受到人工因素的影响比较明显，如果长时间的展开检测将会降低检测效率，更会影响到交通情况。因此，这种方法更加适合在未开放使用的路面上进行。
（二）激光构造深度检测方法
这种检测方法是通过具备传感器和测距仪的检测系统实现检测，这种方法能够更加准确的检测路面改造深度。同时也具有方便快捷的优势。对于存在明显病害的路段，这种检测方法会影响到检测精度。这种检测方法最关键的优点在于强大的流动性，受环境的影响比较小，但是对于破损路面精准度比较低。
（三）图像处理法
在路面上存在很多空隙，在平行光照下凹凸不平的部分将会出现不同亮度的反射。在此原理下使用路面图像上出现的不同灰度值进行深度的确定，图像法展开的深度检测在使用上更加方便，具有良好的经济性，但是这种方法重复性相对较差，所得到测量结果的精度也比较差。
（四）CT法
CT法也就是环形纹理测试方法，在激光技术基础之上，针对路面的纹理展开测量。这种方法具有着高测量重复性。但是这种方法的使用对于操作人员有着很高的要求，需要使用的仪器设备也相对昂贵，其经济性相对较差。
（五）PCA检测法
PCA检测方法是一种基于声学理论的检测方法，使用主成分分析方法进行深度检测。这种检测方法通过对轮胎、路面以及环境产生的噪音情况进行分析，利用傅立叶变换让噪声和路面深度存在的关联得以呈现。但是这种方法仍然停留在理论研究阶段，并没有得到实际应用。
二、沥青路面构造深度精确检测方法
（一）激光断面检测方法
本文主要研究了激光断面检测方法，这种检测方法需要在检测车上安装位移传感器对路面构造深度展开检测。使用这种方法能更加快速的进行检测，通过对路面信息的采集，能够更加精确的获得路面深度指标。在这种检测方法的基础上，通过检测系统的开发，能够让这种检测方法的精准程度得到提升，成为一种精准检测方法。
（二）检测原理
在检测车的轮迹带位置上安装激光位移传感器，在检测过程中以高密度进行纵向高程变化的采集，同时以此计算路面构造的深度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆路面波长范围在0.5毫米到50毫米的范围之中，若波幅在0.1毫米和200毫米范围之内。处于对准确性和幅值性的考虑，路面构造深度检测系统在纵向上设置的采样间隔是0.2毫米，经过检测，检测车在振动之下，路面中存在的大波长会激励到检测曲线增加趋势，增加的这个趋势由检测车和路面共同构成，成为一个复杂曲线。若使用传统计算方式进行计算，必然无法得到可靠的检测结果。因此，计算难点就在于将增加的趋势从检测曲线中去除掉。
使用最小二乘法去除趋势只能在固定采样长度之内实现，使用这种方法需要将采样数据展开直线拟合，若计算长度中曲线上有N个采样点数，数据为x1、x2......xN。将n个数据作为一个基准段，从第k个数据展开取样，使用最小二乘法进行直线的计算。在该片段中能够得到N-n+1个直线。这些直线都是跟随k值持续增加，同时是沿着片段曲线而滑动的。在第k个数据上，能够得到曲线描述出这段上的趋势，将拟合直线平均值当做是这一点趋势位置。通过计算分析能够得到基准线，也就是趋势项曲线，其基准值也就是光滑曲线。光滑曲线能够很精准的反映出路面上趋势发生的变化，不会出现间断。然后将趋势从数据片段去除，能够根据曲线获得路面构造深度。
（三）检测系统
在检测系统中，包含着距离传感器、位移传感器、数据采集卡以及计算机等。检测系统的软件使用的是Windows系统，使用的是数据库的管理系统进行结果的维护和管理。检测系统使用的是三层的分布式结构，包括客户端、服务端以及数据库服务器。其中客户端提供的是用户的操作界面，应用服务器将路面深度检测使用的逻辑规则封装起来，而数据库服务器将深度检测结果保存起来。在检测系统中使用距离传感器进行出发信号的发送，在检测车轮迹位置上安装位移传感器实现同步采样。在检测车轮之上安装编码器，检测车行驶在路面上，车轮发生转动，编码器也会输出一个随着车速发生变化的方波信号，这个信号给位移传感器输出采集信号，在检测系统中使用驱动位移传感器，实现逻辑运算。
（四）条例说明
原规程中所使用手推式激光构造深度仪多年来在我国使用很小，所以本次修订取消该仪器的实验方法。随着目前车载式激光断面仪在工程中大量使用，需要制定相应的现场试验方法规范测试路面构造深度的使用过程，因此制定此方法。
（五）现场检测
1.标定试验
为了对检测系统的精准程度进行验证，使用标准高度量块实施检测系统标定。在路面上每间隔十米就需要放置一个已知高度的标准量块，然后进行检测并分析误差。
2.对比试验
由于实际量块和宏观构造之间存在一定的差异。在实际路面的构造深度检测中，常需要使用铺砂法展开检验，通过检测系统和铺砂方法之间进行的对比，来分析误差情况。例如：选择五个不同构造深度的路面，每段路面都是100米长。在每段路上展开三次检测，同时计算出平均值。检测系统的应用能够让系统得到更好的检测精度，检测误差的最大值是0.019mm。通过对数据进行详细的分析，能够发现本文主要研究的检测方法与铺砂法之间存在明显的相关性。在这种检测法中将路面趋势项去除掉，构造深度不再需要进行特殊处理，能够直接进行应用。通过对于和铺砂发得到的检测结果，发现这种检测系统的检测误差最大值也不超过2%。
结论：综上所述，本文先是简单的分析了沥青路面进行构造深度检测的各种方法，包括铺砂法、激光构造深度检测方法、图像处理法、CT法以及PCA检测法。然后研究了激光断面检测方法，通过分析检测原理提出了检测系统，在现场同时进行标定试验和对比试验，通过对检测结果的全面分析，发现这种检测方法得到的检测结果误差较小，具有很高的可行性。
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论文作者:王书学
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/11
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