[发明专利]一种激光构造深度量测及其验证方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及测量道路构造深度的技术领域，尤其涉及一种激光构造深度量测及其验证方法和设备。

背景技术

路面构造深度是指一定面积的路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度，主要用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性，与行车安全息息相关。

我国目前虽有《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)、《多功能路况快速检测设备》(GB/T26764-2011)等对路面构造深度的检测和技术方法有所涉及，但还达不到统一量值、规范仪器设备生产的目。

现行试验规程的标准试验方法是将已知体积的标准砂摊铺在所要测试路表的被测区域上，量取摊平覆盖的面积，然后用砂的体积与所覆盖面积的比值，即为路面构造深度。但是这种手工铺砂法在实际检测工作中存在诸多不足，主要原因是铺砂法测量路面构造深度测得的是铺砂区域内的平均构造深度，与车载式路面激光构造深度仪计算激光测量法构造深度(Laser Measured Texture Depth，简称LMTD)的定义不同，两个量值不存在理论上的固有关系，缺乏理论依据，不具有可比性。激光测量法构造深度(Laser Measured Texture Depth，简称LMTD)主要是采用精密激光测距仪沿一个方向采集断面曲线，再按一定的计算模型计算得到。与采用铺砂法测量的构造深度并不相同。而且，采用铺砂法测量路面构造深度只能抽样检测，抽样位置与采用车载式路面激光构造深度仪测量的位置难以对应，抽样数据与测量数据之间也不具有可比性。并且，采用铺砂法测量路面构造深度时，因铺砂区域的形状不规则，面积计算存在较大误差，且受测试过程人为影响因素多，重复性差，测量结果有较大的不确定度。用不确定度较大的技术方案验证测量不确定度较小的技术方案不合常理。在通车公路上采用这种方法进行检测时，还需阻断交通，操作人员的安全也面临着较大威胁。

随着科技进步和激光测距技术的快速发展，业内已经开始采用激光构造深度仪等非接触式测距设备进行路面构造深度的检测。激光构造深度仪作为目前公路行业路面构造深度的主要工作计量器具之一，其直接输出参数即为路面构造深度。现有路面激光构造深度仪所采用的计算模型有很多，即便引用同一个标准体系，也存在因选用的具体技术方法和采用的特种参数不同导致计算结果存在较大差异的不足。正是因为存在着计算模型等差异，极有可能出现相同的断面数据会得出不同的构造深度值，这就造成路面构造深度检测数据可信度低、可比性差，已经严重影响我国路面抗滑性能的评价。

因此，有必要建立科学、完善的路用激光构造深度仪计量标准以及配套的装置及验证方法，以尽快实现我国路面激光构造深度仪的量值溯源。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种激光构造深度量测方法，其中，该方法包括：采集获得绕旋转中心进行旋转的构造深度测试件的实时转速；根据预设的激光测距采样间隔、被测点与所述旋转中心的距离以及所述实时转速，计算获得激光测距采样实时频率；根据所述激光测距采样实时频率对所述构造深度测试件的被测表面进行高程采集，根据所述高程采集的采集位置以及与所述采集位置对应的高程信息获得所述构造深度测试件的断面高程数据序列；以及采用构造深度计算模型对所述构造深度测试件的多个断面高程数据序列进行计算，获得构造深度测量值。

优选地，所述构造深度测试件的被测表面分布有多个环状的周期性纹理，所述周期性纹理的延伸方向与所述构造深度测试件的旋转方向一致。

优选地，调整所述构造深度测试件的被测表面上的被测点与所述旋转中心的距离，对所述构造深度测试件的被测表面上的多个环状的周期性纹理进行所述高程采集，获得所述构造深度测试件的多个所述断面高程数据序列。

本申请的实施例还提供了一种激光构造深度量测验证方法，其中，该方法包括：采集获得绕旋转中心进行旋转的构造深度测试件的实时转速；根据预设的激光测距采样间隔、被测点与所述旋转中心的距离以及所述实时转速，计算获得激光测距采样实时频率；根据所述激光测距采样实时频率对所述构造深度测试件的被测表面进行高程采集，根据所述高程采集的采集位置以及与所述采集位置对应的高程信息获得所述构造深度测试件的断面高程数据序列；采用构造深度计算模型对所述构造深度测试件的多个断面高程数据序列进行计算，获得构造深度测量值；以及采用加工所述构造深度测试件的被测表面的设计值对所述构造深度测量值进行验证并获得验证结果。

优选地，所述构造深度测试件的被测表面分布有多个环状的周期性纹理，所述周期性纹理的延伸方向与所述构造深度测试件的旋转方向一致。