[发明专利]一种基于三维激光的同步碎石封层剥落识别方法

说明书

本发明公开了一种基于三维激光的同步碎石封层剥落识别方法，采用三维激光检测技术获取同步碎石封层剥落前后的高程数据，基于matlab编译环境构建封层试件三维重构模型，能够真实的反映封层表面纹理状况，通过对比剥落前后重构模型，能够准确的定位剥落点位坐标，并对剥落痕迹曲线进行绘制，从而实现封层剥落多维度指标得到计算，为准确评价碎石封层剥落位置、剥落严重程度提供可靠依据，为路面破损检测提供新型的思路，为沥青路面使用性能的评价，行车安全分析以及路面养护时机的选择提供了重要基础。

技术领域

本发明涉及路面病害检测领域，具体涉及一种基于三维激光的同步碎石封层剥落识别方法。

背景技术

同步碎石封层作为干线大中修养护计划中主要的预防性养护技术，能够恢复路面平整度，提升面层的抗滑能力，以保证行车安全。然而，在极端温度应力以及重载车辆荷载作用下，轮迹带处的封层粒料极易出现脱落，从而破坏集料嵌挤持力状态，引发传力破坏连锁效应，使得粒料沿轮迹带连片脱落，致使路面抗滑性能衰减。因此，科学，精准，高效的同步碎石封层粒料脱落状况检测，是封层脱落病害养护处治方案决策和确定最佳养护时机的重要基础，对同步碎石封层处治性能比选，处治后路面抗滑性能演化以及碎石封层处治寿命预测等研究具有重要意义。

目前，对于同步碎石封层剥落病害还没有较为成熟的方法进行识别，主要采用人工现场调查的方法对加铺的碎石封层剥落区域进行量测，效率低，精度差，不能准确的获取封层剥落程度信息。同时，相关评价指标主要采用粒料质量损失、即脱石率来评价碎石封层剥落的严重程度，仅能反映沥青与粒料之间的黏附程度，并不能反映同步碎石封层剥落的点位、表面纹理结构以及构造深度。因此，利用脱石率对碎石封层剥落程度进行描述具有很大的局限性，无法从外形破损的角度反映封层剥落的真实状况，不能科学、准确、详细的为道路养护决策提供合理的依据。

综上所述，传统的同步碎石封层剥落识别与评价方法不能详细，准确的反映封层剥落信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于三维激光的同步碎石封层剥落识别方法，以解决现有同步碎石封层剥落识别方法不足，采用质量损失评价剥落程度过于单一的问题。本发明能够对碎石封层剥落区域进行识别，并提出多维度指标对碎石封层剥落特征进行描述，以期详细，准确，直观的评价碎石封层剥落程度。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于三维激光的同步碎石封层剥落识别方法，包括以下步骤：

步骤1：制备室内同步碎石封层试件，并用扫刷试验进行剥落处理，在对剥落前后室内同步碎石封层试件固定配准基础上，对室内同步碎石封层试件剥落前后的表面纹理进行扫描，获取原始三维激光点云的三维坐标数据；

步骤2：基于matlab编译环境，采用低通滤波和小波基滤波对剥落前后原始三维激光点云三维坐标数据进行平滑降噪处理，截取室内同步碎石封层试件中央正方形区域的三维点云三维坐标数据作为试验数据；

步骤3：基于matlab编译环境，提取剥落前后室内同步碎石封层中央方形区域三维点云三维坐标数据，求取中央方形区域剥落前三维激光点云三维坐标与剥落后三维激光点云三维坐标各点位高程坐标差值，以获取高程变化明显区域的平面坐标与高程差值坐标，记为三维差值坐标；采用数值为N(N＝0.5mm)的高程值对三维差值坐标进行等高线绘制，进而提取差值为N(N＝0.5mm)等高线对应的平面坐标，并依据单位集料面积对等高线平面坐标进行无效坐标剔除，该等高线平面坐标可表征室内同步碎石封层试件剥落区域与剥落区域的边界线，即为剥落痕迹曲线平面坐标；