[发明专利]一种大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法及系统，属于排水能力检测领域，大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法包括：基于雨天车辆状态模型，根据待测路段的雨天状态信息，得到雨天车辆运动信息；基于晴天车辆状态模型，根据待测路段的晴天状态信息，得到晴天车辆运动信息；根据雨天车辆运动信息及晴天车辆运动信息，确定待测路段的排水能力。从雨天车辆行驶实际安全性角度出发，监测雨天车辆行驶的稳定性来评估沥青磨耗层的排水能力，评估结果与行车安全相关性较大，评估结果可靠。

技术领域

本发明涉及排水能力检测领域，特别是涉及一种大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法及系统。

背景技术

雨天交通事故风险远大于一般天气，降雨改变了路面附着系数，雨天路面降水通过表面径流排除不及时，将在路表形成水膜，当水膜超过某一厚度时，容易形成滑水，导致汽车偏向或发生侧翻、追尾等事故，路面排水问题对路面行车抗滑安全的影响显著。目前，关于路面排水能力的检测评估方法，主要以路面水膜厚度的研究为主，包括理论水膜厚度计算、传感器实测水膜厚度等。

在水膜厚度的理论计算研究方面，典型的为基于恒定总流连续性方程建立坡面径流的模型，在此基础上截取隔离段水流，推导了连续性方程与动量方程，以不计入雨水下渗损失推导关于路表水膜厚度的基本微分方程。目前对水膜厚度传感器的研究分为两种，一是采用微波发射微波在碰到物体反射物时将被反射或者吸收，发射端和接收端的距离为S，使微波强度和相位发生变化，接收天线接收被发射物体反射回来的微波，并将其转换为电信号，进而实现对水膜厚度D的检测；二是通过发射光到水膜上下表面分别折射后，接收端检测光学参数的变化实现水膜厚度的检测，如图4(a)所示的检测原理以及图4(b)所示的检测结构图。基于光学测量原理的路边水膜厚度传感器为非侵入式安装，价格昂贵，易受恶劣天气影响。微波反射水膜厚度传感器为侵入式安装，成本相对低，如图5所示的不同环境温度下水膜厚度的测量误差。

上述的这些方法对于大构造沥青磨耗层路面而言存在较大的应用困难，一是由于营运高速公路路况、天气等较为复杂，水膜厚度的理论假设与实际存在较大的偏差，结果难以准确；二是由于大构造沥青磨耗层的表面宏观构造大，且分布不均匀，其构造的连通性复杂多变，路表实际水膜厚度差异非常显著，采用光学或微波水膜厚度传感器难以区分沟壑内水膜厚度和凸起碎石表面的水膜厚度，难以准确反映出真正影响行车安全的水膜厚度结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法及系统，可准确检测出大构造沥青磨耗层表面的排水能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法，所述大构造沥青磨耗层表面排水能力检测方法包括：

基于雨天车辆状态模型，根据待测路段的雨天状态信息，得到雨天车辆运动信息；

基于晴天车辆状态模型，根据待测路段的晴天状态信息，得到晴天车辆运动信息；

根据所述雨天车辆运动信息及所述晴天车辆运动信息，确定待测路段的排水能力。

可选地，所述雨天车辆状态模型的建立方法包括：

获取雨天试验数据集；所述雨天试验数据集包括多对待测路段的历史雨天状态信息以及车辆在所述待检测路段上的历史雨天运动信息；

根据所述雨天试验数据集，对人工神经网络进行训练，得到雨天车辆状态模型。

可选地，所述历史雨天状态信息包括待测路段的风速、雨量、平整度、车辙、表面病害、纵向坡度、横向坡度以及路线线性指标信息；

所述历史雨天运动信息包括车辆在待测路段上的方向盘转角、运行车速、运行加速度以及运行角速度。

可选地，所述晴天车辆状态模型的建立方法包括：