專利名稱：檢測(cè)路面平整度的自動(dòng)化路面剖面儀及檢測(cè)方法
檢測(cè)路面平整度的自動(dòng)化路面剖面儀及檢測(cè)方法，涉及一種路面平整度的檢測(cè)裝置，特別是能測(cè)出包括長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的路面平整度剖面曲線的裝置，以及采用改裝置進(jìn)行路面平整度檢測(cè)的方法。
路面平整度，即路面的平滑性，直接影響車輛、飛機(jī)等運(yùn)載裝置運(yùn)行的安全性，以及乘坐者的舒適程度，所以一直是路面質(zhì)量評(píng)價(jià)及路面施工驗(yàn)收中的一個(gè)重要指標(biāo)之一。包括高速公路、普通道路等各種等級(jí)的道路路面、橋梁引橋路面、飛機(jī)機(jī)場(chǎng)跑道等在內(nèi)的各種路面的平整度，特別是大斜坡的路面平整度，除直接反映車輛行駛的舒適度外，更能反映其安全性及使用期限。事實(shí)上，路面平整度檢測(cè)應(yīng)包括大于0.3米波長(zhǎng)的短波長(zhǎng)路面(即路面高低變化較快的路)和小于0.3米波長(zhǎng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)路面。因?yàn)檐囕v及乘客對(duì)路面平整度比較敏感的波長(zhǎng)范圍遠(yuǎn)超過三米左右的短波長(zhǎng)，尤其在高速行駛的情況下，如在高速公路上，乘客對(duì)更長(zhǎng)波長(zhǎng)的路面仍有明顯的反應(yīng)，另外對(duì)機(jī)場(chǎng)跑道，由于飛機(jī)的機(jī)身很長(zhǎng)，在起飛和降落時(shí)，飛機(jī)對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的路面(如100米波長(zhǎng)的路面)反應(yīng)更明顯。因此要求測(cè)出帶有長(zhǎng)波長(zhǎng)的路面縱斷面曲線。
目前，路面平整度檢測(cè)裝置和方法大致分為兩大類。第一類是采用三米直尺平放在需檢測(cè)的路面上，然后找出三米直尺與路面之間的最大間隙，從間隙的大小來分析該路面的平整程度。這種檢測(cè)方法極為原始，其主要的問題有檢測(cè)速度極慢，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且無法對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)、大斜坡進(jìn)行檢測(cè)；數(shù)據(jù)采集也極為困難，主要靠人工用尺量，而且由于三米直尺的跨度為3米，因此只能檢測(cè)3米波長(zhǎng)以內(nèi)的短波長(zhǎng)路面的平整度，即只能測(cè)量3米小斜坡內(nèi)的路面平整度。為了減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，使上述測(cè)量成為機(jī)械化而采用了連續(xù)式平整度測(cè)量?jī)x，該儀器的的跨梁長(zhǎng)度也是3米，但該儀器以前后腳輪作為前后支點(diǎn)，可連續(xù)向前移動(dòng)，然后通過設(shè)置在跨梁中點(diǎn)的測(cè)定輪測(cè)出間隔為3米的跨梁與路面之間的間隙，同時(shí)由固結(jié)在跨梁中間與測(cè)定輪連為一體的記錄計(jì)記錄此間隙數(shù)據(jù)。但仍無法檢測(cè)超過3米波長(zhǎng)的斜波，即長(zhǎng)波長(zhǎng)路面。
第二類平整度檢測(cè)裝置和方法是根據(jù)路面不平整時(shí)，車輛的車體與車軸之間的距離會(huì)隨著路面的不平整而發(fā)生位移變化現(xiàn)象，開發(fā)出一種顛簸累積儀來測(cè)量路面平整度。因?yàn)檫@些累積的位移變化就是平整度指標(biāo)。但是，由于車輛機(jī)械特性會(huì)隨著時(shí)間的變化而發(fā)生變化，而且平整度指標(biāo)還受到車輛機(jī)械特性及車速的影響，因此要經(jīng)常用更精確的平整度儀對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定。且在測(cè)量時(shí)要求行車的速度非常穩(wěn)定。一但偏離給定的車速，此顛簸累積儀將會(huì)產(chǎn)生較大的檢測(cè)誤差。除此之外，顛簸累積儀在應(yīng)用上有兩個(gè)根本的局限。首先，由于是響應(yīng)式的檢測(cè)方法，無法測(cè)出路面縱斷面剖面曲線，也就不適用于新路面施工的平整度驗(yàn)收。其次利用顛簸累積儀所采用的是響應(yīng)式的檢測(cè)方法，對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)路面不敏感，所以它無法對(duì)路面長(zhǎng)波長(zhǎng)進(jìn)行平整度檢測(cè)?？傊?，它也只適用于檢測(cè)短波長(zhǎng)路面的平整度，并無法獲得剖面曲線。
綜上所述，現(xiàn)有的路面平整度檢測(cè)方法由于無法得到帶有長(zhǎng)波長(zhǎng)的路面縱斷面曲線，所以很難適應(yīng)橋梁引橋、公路及機(jī)場(chǎng)跑道建設(shè)和管理的需要，在應(yīng)用上有局限性，無法做到既能用于對(duì)新路面施工質(zhì)量的驗(yàn)收與評(píng)價(jià)，又能用于對(duì)現(xiàn)存路面的平整度評(píng)價(jià)。另外在路面平整度檢測(cè)技術(shù)中，有一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，即平整度檢測(cè)儀的標(biāo)定。目前國(guó)內(nèi)外都采用國(guó)際平整度指標(biāo)(IRI)作為標(biāo)定的參照值。為取得IRI值，則必須要有一種標(biāo)準(zhǔn)方法能檢測(cè)出帶有長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)的路面縱斷面剖面曲線(波長(zhǎng)為0.3～30米的縱斷面剖面曲線)。由于國(guó)內(nèi)無此類儀器，為此只能用經(jīng)過標(biāo)定的精密水平儀測(cè)出每隔一定距離的路面縱斷面標(biāo)高，再按四分之一車輛仿真模型計(jì)算出IRI值，才能對(duì)需要標(biāo)定的平整度儀進(jìn)行標(biāo)定。用精密水平儀檢測(cè)路面縱斷面曲線是十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，且效率極低，而且無法直接讀出IRI值。
本發(fā)明的目的是提供一種能簡(jiǎn)單精確地檢測(cè)并讀出包括長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)在內(nèi)的IRI值及路面縱斷面剖面曲線和其它平整度指標(biāo)的剖面儀，本發(fā)明另一個(gè)目的是采用該剖面儀獲得路面縱斷面剖面曲線的檢測(cè)方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣進(jìn)行的檢測(cè)路面平整度的剖面儀，由電腦和檢測(cè)平臺(tái)組成，檢測(cè)平臺(tái)由底板與面罩構(gòu)成，底板上依次裝有軸承、角度傳感器和距離傳感器，軸承內(nèi)分別通過前傳動(dòng)軸裝配前輪、后傳動(dòng)軸裝有后輪及單凹齒輪，單凹齒輪與距離傳感器水平對(duì)應(yīng)，前后輪之間的距離等于后輪的周長(zhǎng)；角度傳感器和距離傳感器通過232接口與電腦連接，通過電腦內(nèi)預(yù)設(shè)軟件將測(cè)得的距離與角度進(jìn)行計(jì)算和繪出路面平整度剖面曲線及計(jì)算各種平整度指標(biāo)。
檢測(cè)路面平整度的方法，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元兩部分，數(shù)據(jù)分析單元是用VB語言編寫的程序包括四分之一車輛仿真模型、二階動(dòng)態(tài)方程、統(tǒng)計(jì)方法求解過程。首先在待測(cè)路段上選擇一個(gè)測(cè)量起始點(diǎn)和所需測(cè)量長(zhǎng)度；接著通過剖面儀上設(shè)有的距離傳感器和裝在后傳動(dòng)軸上的單凹齒輪配套完成距離數(shù)據(jù)的采集，即當(dāng)后傳動(dòng)軸上的單凹齒輪的唯一凹齒滑過距離傳感器的表面時(shí)，距離傳感器會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)距離脈沖信號(hào)，通過電腦232接口接收；與此同時(shí)，當(dāng)電腦通過232接口接收到此脈沖信號(hào)時(shí)，即會(huì)通過232接口反回指令對(duì)剖面儀上的角度傳感器進(jìn)行采樣，測(cè)得該采樣點(diǎn)縱向路面剖面相對(duì)于水平線的夾角，剖面儀能保證每行走一個(gè)后輪周長(zhǎng)，即會(huì)取得一個(gè)路面縱斷面剖面傾斜角值；最后將所測(cè)得的連續(xù)的間隔長(zhǎng)度與相應(yīng)角度通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)字信號(hào)，并通過電腦的232接口輸入電腦，在電腦內(nèi)相關(guān)軟件分析運(yùn)算下，計(jì)算和畫出包括短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的整段路面縱向剖面曲線，并分別進(jìn)行下例三種計(jì)算國(guó)際平整度指標(biāo)IRI值計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)均方差值計(jì)算和包括正、負(fù)方向累計(jì)值在內(nèi)的路面平整度值計(jì)算；輸出結(jié)果顯示與打印，結(jié)束檢測(cè)的全部步驟。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明的剖面儀采用距離傳感器和角度傳感器同步獲取連續(xù)的采樣間隔及其路面縱斷面傾斜角值數(shù)據(jù)，從而能直接測(cè)出路面縱斷面的各點(diǎn)相對(duì)于起始點(diǎn)的垂直高度，因此不光能測(cè)出短波長(zhǎng)而且能測(cè)出長(zhǎng)波長(zhǎng)路面縱斷面剖面曲線，同時(shí)能測(cè)出各種路面平整度指標(biāo)。
2.采用本發(fā)明的方法能直接從測(cè)出的包括長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)在內(nèi)的路面縱斷面曲線值中計(jì)算出IRI值，因此可為用戶直接提供可靠的IRI值，且避開了繁瑣的標(biāo)定與相關(guān)分析的步驟。因?yàn)樵谒械钠秸戎笜?biāo)計(jì)算中，IRI值的計(jì)算是最復(fù)雜的，是基于四分之一車輛仿真模型必須依賴于解二階動(dòng)態(tài)方程才能得出。由于本發(fā)明能檢測(cè)出包括短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的路面縱斷面剖面曲線及獲得IRI值，因此還可用于對(duì)其它路面平整儀的標(biāo)定。
3.由于本發(fā)明采用了電腦化檢測(cè)技術(shù)，所有的數(shù)據(jù)分析都能在現(xiàn)場(chǎng)立即完成，并能進(jìn)行實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)平整度分析，不僅能直接用于對(duì)帶斜坡的橋梁引橋、高速公路等長(zhǎng)波長(zhǎng)路面施工質(zhì)量的驗(yàn)收與評(píng)價(jià)，還可用于對(duì)現(xiàn)存路面的平整度檢測(cè)與評(píng)價(jià)。


圖1為本發(fā)明的剖面儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的剖面儀的檢測(cè)流程3為用本發(fā)明的方法測(cè)得的路表面縱向剖面曲線示意4為本發(fā)明的檢測(cè)方法軟件流程5為用本發(fā)明的方法檢測(cè)極平整的路面的剖面曲線6為用本發(fā)明的方法檢測(cè)帶有淺凹坡的路面的剖面曲線7為用本發(fā)明的方法檢測(cè)帶有高凸坡的路面的剖面曲線圖實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖1、2，剖面儀由電腦和檢測(cè)平臺(tái)組成，檢測(cè)平臺(tái)由底板8與面罩構(gòu)成，底板8上依次固有軸承3、角度傳感器7和距離傳感器5，軸承3內(nèi)分別通過前傳動(dòng)軸裝配前輪9、后傳動(dòng)軸裝配后輪1，前后輪之間的距離等于后輪的周長(zhǎng)；后輪1的傳動(dòng)軸上還裝有單凹齒輪2，單凹齒輪2與距離傳感器5水平對(duì)應(yīng)，單凹齒輪2通過支架4和固定螺絲6安裝在底板8上。角度傳感器7和距離傳感器5通過232接口與電腦連接，通過電腦內(nèi)預(yù)設(shè)軟件將測(cè)得的距離與角度進(jìn)行計(jì)算和得到路面縱斷面剖面曲線及各項(xiàng)平整度指標(biāo)。后輪1由二輪組成并有兩個(gè)支點(diǎn)，因此后輪1的支點(diǎn)高度即為兩后輪支點(diǎn)高度的平均高度。前后輪支點(diǎn)之間的間距為S＝0.2～0.3米。為使剖面儀每行走S距離而取得一個(gè)角度值，有兩個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)需保證首先后輪1的周長(zhǎng)需為S。這樣當(dāng)后輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，剖面儀正好行走S距離。其次必需保證每當(dāng)后輪1轉(zhuǎn)一周時(shí)，剖面儀必需對(duì)角度傳感器7進(jìn)行一次采樣。這點(diǎn)由裝在后傳動(dòng)軸上的單凹齒輪2和配套的距離傳感器5來完成。本發(fā)明采用的距離傳感器5是一電磁感應(yīng)器。當(dāng)單凹齒輪2的唯一凹齒滑過距離傳感器5的表面時(shí)，距離傳感器5會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)脈沖信號(hào)。這樣每當(dāng)后輪1轉(zhuǎn)一周時(shí)，距離傳感器5即會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)脈沖信號(hào)。當(dāng)筆記本電腦通過232接口接收到此脈沖信號(hào)時(shí)，即會(huì)通過232接口發(fā)出指令對(duì)角度傳感器7進(jìn)行采樣。此工作方法能保證每當(dāng)剖面儀往前行走S距離時(shí)，即會(huì)取得一個(gè)路面縱斷面傾斜角值，從而能得出圖3所顯示的包括長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)的整段路面的縱斷面剖面曲線。
實(shí)施例2請(qǐng)參閱圖3，采用本發(fā)明的剖面儀進(jìn)行路面平整度的檢測(cè)方法包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元兩部分?jǐn)?shù)據(jù)采集單元是這樣進(jìn)行的首先在待測(cè)路面上選擇一個(gè)測(cè)量起始點(diǎn)0，當(dāng)剖面儀行走S距離時(shí)，單凹齒輪2對(duì)應(yīng)的距離傳感器5就獲得一個(gè)脈沖信號(hào)，通過232接口輸入電腦，電腦反回指令給角度傳感器7，測(cè)得該采樣點(diǎn)路面縱斷面剖面相對(duì)于水平線的夾角aK(K＝1、2、3、、、N)，將所測(cè)得的連續(xù)的長(zhǎng)度與相應(yīng)角度通過傳感器內(nèi)設(shè)有的模一數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)字信號(hào)通過電腦的232接口輸入筆記本電腦，然后通過在電腦內(nèi)設(shè)有的編程語言對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，獲得整段路面的縱斷面剖面曲線；并分別進(jìn)行下例三種計(jì)算國(guó)際平整度指標(biāo)IRI值、標(biāo)準(zhǔn)均方差值、包括正、負(fù)方向累計(jì)值在內(nèi)的路面平整度值；最后按需要通過電腦顯示屏和打印機(jī)將曲線或計(jì)算結(jié)果顯示出來或打印出來，并結(jié)束全部檢測(cè)步驟。
請(qǐng)參閱附圖3，a1、a2、a3、、、aN-1、aN為通過檢測(cè)裝置上的角度傳感器在上述各點(diǎn)測(cè)得的相對(duì)于水平線的縱斷面剖面的傾斜角，經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成串行符號(hào)后，輸入232接口。這里N為采樣的樣本點(diǎn)數(shù)。y1、y2、y3、、、yN-1、yN為相對(duì)于起始點(diǎn)(高度為0)的各點(diǎn)高度，y1＝S Sin(a1)y2＝y(tǒng)1+S Sin(a2)＝S[Sin(a1)+Sin(a2)]y3＝y(tǒng)2+S Sin(a3)＝S[Sin(a1)+Sin(a2)+Sin(a3)]yk＝y(tǒng)k-1+S Sin(ak)＝S[Sin(a1)+Sin(a2)+…+Sin(ak-1)+Sin(ak)]。
通過電腦中設(shè)置的高通濾波器濾去相對(duì)漫變的低頻誤差信號(hào)后，依次進(jìn)入數(shù)據(jù)采集程序和數(shù)據(jù)分析程序，本發(fā)明采用VB程序語言作為編程語言以實(shí)現(xiàn)采樣程序和數(shù)據(jù)處理程序。程序經(jīng)過編譯后組裝成執(zhí)行軟件包，可安裝到任何一臺(tái)帶有微軟之窗的筆記本電腦上，而無需VB程序語言的支持。由前者可將測(cè)得的路表面縱斷面剖面曲線顯示出來；由后者進(jìn)行的計(jì)算分析可獲得路面縱斷面的各點(diǎn)(每隔S距離)相對(duì)于起始點(diǎn)的垂直高度，從而獲得IRI以及其它路面平整度。平整度指標(biāo)分析模型包括由四分之一車輛仿真模型計(jì)算出的IRI值，路面縱斷面標(biāo)準(zhǔn)均方差，超過給定絕對(duì)高差累積次數(shù)，及正負(fù)單向累積高差等。
實(shí)施例3請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明的檢測(cè)方法的軟件分?jǐn)?shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元兩部分，具體步驟如下a.輸入?yún)?shù)在待測(cè)路面上選擇一個(gè)測(cè)量起始點(diǎn)0，并設(shè)定檢測(cè)距離；b.剖面數(shù)據(jù)采集采用帶電腦的檢測(cè)裝置從起始點(diǎn)0推進(jìn)到待測(cè)終點(diǎn)，該檢測(cè)裝置的底板8上設(shè)有距離傳感器5、角度傳感器7和前后輪，將后輪1的周長(zhǎng)設(shè)定為等于前、后輪的間距(即等于采樣間隔S)，剖面儀后輪軸上固有的單凹齒輪2行走一圈，距離傳感器5獲得一個(gè)脈沖信號(hào)，通過232接口輸入電腦，電腦反回指令給角度傳感器7測(cè)得該路面縱斷面剖面與水平線的夾角aK(K＝1、2、3、、、N)將所測(cè)得的連續(xù)的間隔長(zhǎng)度與相應(yīng)角度通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)字信號(hào)，通過232輸入電腦；C.剖面曲線顯示將測(cè)得的長(zhǎng)度與角度數(shù)據(jù)通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)字信號(hào)，并通過電腦的232接口輸入電腦，在置于電腦內(nèi)相關(guān)的軟件運(yùn)算下，計(jì)算和畫出包括短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的路面縱斷面剖面曲線，完成數(shù)據(jù)采集工作；D.存數(shù)據(jù)，將上述數(shù)據(jù)與曲線存入電腦中專設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)；E.是否進(jìn)行數(shù)據(jù)分析按需要或者進(jìn)入下一個(gè)步驟，數(shù)據(jù)分析單元，或退出分析運(yùn)作；數(shù)據(jù)分析單元按如下步驟進(jìn)行F.調(diào)出數(shù)據(jù)文件，將已存入的數(shù)據(jù)調(diào)出，并分別進(jìn)行下例三種計(jì)算；G.計(jì)算國(guó)際平整度指標(biāo)IRI值，利用設(shè)置于電腦中的四分之一車輛仿真模型及二階動(dòng)態(tài)微分方程軟件完成IRI值計(jì)算；H.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)均方差值，利用設(shè)置于電腦中的統(tǒng)計(jì)方法；I.計(jì)算路面平整度值，包括正、負(fù)方向幅度累計(jì)值在內(nèi)的路面平整度值是通過設(shè)置在電腦中的統(tǒng)計(jì)軟件獲得；J.輸出結(jié)果顯示與打印，最后按需要通過電腦顯示屏和打印機(jī)將曲線或計(jì)算結(jié)果顯示出來或打印出來，并結(jié)束全部檢測(cè)步驟。
另外，對(duì)現(xiàn)有其它測(cè)量路面平整度的平整儀進(jìn)行校正時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)標(biāo)定單元，然后進(jìn)行傳感器角度標(biāo)定和系統(tǒng)工作參數(shù)設(shè)定，最后回到是否數(shù)據(jù)分析，需要就進(jìn)入下一步，不需要就退出。
采用本發(fā)明的方法按下例3個(gè)實(shí)施例進(jìn)行3種不同路面情況檢測(cè)極平整的路面、帶有淺凹坡的路面、帶有高凸斜坡的路面，顯然，第一種路面的IRI值較小，第二種路面的IRI值略微大些，而第三種路面的IRI值則非常大。
實(shí)施例4描述的是從極平整的路面測(cè)得的平整度結(jié)果。
首先設(shè)定采集距離100米、采集間距0.3米，并通過數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)輸入筆記本電腦，先在剖面儀完成檢測(cè)后，電腦存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先設(shè)置好的軟件進(jìn)行計(jì)算分析獲得如圖5的路面剖面曲線，及其如下面所例的表1的分段路面平整度分析和表2的路面平整度分析，
表1.分段路面平整度分析

表2.路面平整度分析


實(shí)施例5描述的是從帶有淺凹坡的路面測(cè)得的平整度結(jié)果。首先設(shè)定采集距離100米、采集間距0.3米，采樣點(diǎn)N＝10等參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)輸入筆記本電腦，剖面儀完成檢測(cè)后由電腦存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先設(shè)置好的軟件進(jìn)行計(jì)算分析獲得如圖6的路面剖面曲線，及如下面所例的表3的分段路面平整度分析和表4的路面平整度分析。
表3.分段路面平整度分析

表4.路面平整度分析

實(shí)施例6描述的是從帶有高凸斜坡的路面測(cè)得的平整度結(jié)果。首先設(shè)定采集距離48.6米、采集間距0.3米，并通過數(shù)據(jù)采集裝置將數(shù)據(jù)輸入筆記本電腦，剖面儀完成檢測(cè)后由電腦存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)先設(shè)置好的軟件進(jìn)行計(jì)算分析獲得如圖7的路面剖面曲線，及如下面所例的表5的分段路面平整度分析和表6的路面平整度分析。
表5.分段路面平整度分析

表6.路面平整度分析

權(quán)利要求
1.檢測(cè)路面平整度的自動(dòng)化路面剖面儀，其特征在于由電腦和檢測(cè)平臺(tái)組成，檢測(cè)平臺(tái)由底板(8)與罩住底板(8)的面罩構(gòu)成；底板(8)上依次裝有軸承(3)、角度傳感器(7)和距離傳感器(5)，軸承(3)內(nèi)通過傳動(dòng)軸分別裝有前輪(9)和后輪(1)，前后輪之間的距離等于后輪的周長(zhǎng)；后輪(1)的傳動(dòng)軸上裝有單凹齒輪(2)，單凹齒輪(2)與通過支架(4)和固定螺絲(6)安裝在底板(8)上的距離傳感器(5)水平對(duì)應(yīng)；角度傳感器(7)和距離傳感器(5)通過232接口與電腦連接，通過電腦內(nèi)預(yù)設(shè)軟件將測(cè)得的距離與角度進(jìn)行計(jì)算和繪出路面平整度剖面曲線及計(jì)算各種平整度指標(biāo)。
2.檢測(cè)路面平整度的方法，包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元，數(shù)據(jù)分析單元是通過電腦存儲(chǔ)器內(nèi)預(yù)設(shè)用VB語言編寫的程序包括四分之一車輛仿真模型、二階動(dòng)態(tài)方程、統(tǒng)計(jì)方法求解過程在內(nèi)的程序軟件，其特征在于首先在待測(cè)路面上選擇一個(gè)測(cè)量起始點(diǎn)和需檢測(cè)路段的長(zhǎng)度；接著通過剖面儀上設(shè)有的距離傳感器(5)和裝在傳動(dòng)軸上的單凹齒輪(2)配套完成距離數(shù)據(jù)的采集，即當(dāng)單凹齒輪(2)的唯一凹齒滑過距離傳感器(5)的表面時(shí)，距離傳感器(5)會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)脈沖信號(hào)，通過電腦232接口接收；與此同時(shí)，當(dāng)電腦通過232接口接收到此脈沖信號(hào)時(shí)，即會(huì)通過232接口反回指令對(duì)剖面儀上的角度傳感器(7)進(jìn)行采樣，測(cè)得該采樣點(diǎn)路面縱向剖面與水平線的夾角，剖面儀能保證每行走一個(gè)后輪周長(zhǎng)，即會(huì)取得一個(gè)路面縱斷面傾斜角值，以此獲相對(duì)水平高度；最后將所測(cè)得的連續(xù)的間隔長(zhǎng)度與相應(yīng)角度通過模-數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的串行數(shù)字信號(hào)，并通過電腦的232接口輸入電腦，在電腦內(nèi)相關(guān)軟件分析運(yùn)算下，計(jì)算和畫出包括短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的整段路面縱向剖面曲線，并分別進(jìn)行下例三種計(jì)算國(guó)際平整度指標(biāo)IRI值計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)均方差值計(jì)算和包括正、負(fù)方向累計(jì)值在內(nèi)的路面平整度值計(jì)算；最后輸出結(jié)果顯示與打印，結(jié)束檢測(cè)的全部步驟。
全文摘要
檢測(cè)路面平整度的自動(dòng)化路面剖面儀及檢測(cè)方法,屬于能測(cè)出包括長(zhǎng)波長(zhǎng)在內(nèi)的路面縱斷面剖面及各種路面平整度指標(biāo)的裝置,及用該裝置測(cè)量路面平整度的步驟。剖面儀包括距離傳感器、角度傳感器和電腦。檢測(cè)時(shí)首先通過距離傳感器和角度傳感器測(cè)得距離信號(hào)及采樣點(diǎn)的坡度信號(hào)并輸入電腦;由分析程序獲得路面縱斷面剖面曲線及國(guó)際平整度指標(biāo)、均方差、正、負(fù)向累積值等所有平整度指標(biāo)。本發(fā)明自動(dòng)化程度高,能現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和分析路面施工質(zhì)量或評(píng)價(jià)現(xiàn)用路面狀況,并可對(duì)現(xiàn)有其它平整儀校正。
文檔編號(hào)E01C23/01GK1384245SQ0111279
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2001年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月29日
發(fā)明者陸鍵, 楊熙章 申請(qǐng)人:陸鍵, 楊熙章