水泥混凝土路面平整度动态测量技术.pdf

ROAD CONS TRUCT 1 0N AND M ACHI NE RY 文章编号 ： 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 0 1 5 ) 0 8 0 0 5 6 0 3 水泥混凝土路面平整度动态测量技术 陈新轩 ， 杨 雨薇 ， 张清伟 ， 徐 中新 ( 长安大学 工程机械学院 ， 陕西 西安 7 1 0 0 6 4 ) 摘 要 ： 采 用一种 新的 平整度 测量 装置 ， 测得路 面在 硬 化过 程 中不 同时 间 点的 平整 度 情 况 ， 分 析 了 平整度 变化 的成 因， 并 对硬化后 路 面 的整 体 平整度 进行 评 价 。该 测量 装 置 可 以准确 地 获取 路 面的 凹凸信 息， 既有利于缺陷定位 ， 也有利于对硬化后的路面质量进行评价， 为水泥混凝 土路面的质量 控制提 供新 途径 。 关键词 ： 路 面平 整度 ； 动 态测 量技 术 ； 硬化 路 面 ； 质 量控制 中图分类 号 ： U4 1 6 2 1 文献 标志 码 ： B Dy na m i c M e a s u r e m e n t Te c h no l o g y o f S m o o t hn e s s o f Ce me nt Co nc r e t e Pa v e me nt CHE N Xi n x u a n，YANG Yu we i ，ZHANG Qi n g we i ，XU Z h o n g x i n ( S c h o o l o f Co n s t r u c t i o n M a c h i n e r y，Ch a n g a n Un i v e r s i t y ，Xi a n 7 1 0 0 6 4 ，S h a a n x i ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：A n e w s m o o t h ne s s m e a s u r i ng de vi c e wa s u s e d t o dy n a mi c a l l y a c hi e ve t he v a r i a t i o n o f s m o o t hn e s s o f c e m e nt c o n c r e t e p a v e me nt i n t h e p r oc e s s of ha r d e n i ng Thi s d e v i c e c ou l d g e t t he i n f o r m a t i o n o f r o a d a c c u r a t e l y S O i t i s i n f a vo r o f g e t t i ng t he de f e c t l o c a t i o n a nd c o nd uc t i n g q ua l i t y e v a l u a t i on o f t he ha r d e ne d r o a d Th e d e v i c e p r o vi d e s a n e w wa y of q ua l i t y c o nt r o l o f ce m e nt c oncr e t e pave m e nt Ke y wo r d s： pa ve m e nt s mo ot hne s s ； dy n a m i c me a s u r e m e nt t e c hno l o gy； ha r d e n e d pa ve m e nt ； qu a l i t y c on t r o 1 0 引 言 1 工作原理与标定 路面平整度是行车舒适性和路面使用品质的重 要反映， 它直观地体现了材料的收缩变形性能 、 路基 的平 整度 、 施 工机 械 的施 工 质 量 以及 离 析 控制 等 因 素的综合作用_ 1 。 水 泥混 凝土路 面在 硬 化 过程 中 ， 平 整 度 是 不 断 变化的。对未硬化 的水泥混凝土路面进行动态平整 度检测， 可以快速确定平整度差以及波动大的位置 ， 并及 时通过 人工 或机 械 的方 法修 补 缺 陷 部位 ， 既 降 低 了施 工成 本 ， 又有利 于提 高通 车后路 面 的平 整度 。 本文采用一种新的激光测量平整度装置 ， 通过对水 泥混凝土路面在硬化过程中平整度的波动情况进行 测量 ， 为路面的平整度检测提供一种新的参考方法 ， 同时为实 际工程 中的水泥混 凝 土路面 的质量 控制 提 供借 鉴 。 收稿 日期： 2 0 1 4 - 1 2 - 3 0 5 6 图 1 为 激光测 试 系统 ， 在 测试 区域 内 ， 测 量装置 上的激光器投射到被测路面时， 会在路表面形成一 条激光线， C C D摄像机拍摄到光条位置的图像会根 据被测 物表 面 的凸 凹变 化而 发生变 化 2 。 在 测量 系统 中通过 两个 事先放 置 的基准 靶标建 行走方 向 激光传感器 图 1 激光测试系统 RoAD C0NS TRUCT I ON AND MACHI NE R Y 拉麻或抹平等方式对其进行处理 ， 提高混凝土塑性 阶段 的平 整度 。 3 硬化路面平整度测试试验 选择一条没有坡度的平直路面 ， 保持两个基准 靶标不动 ， 四轮仪上的两个激光发射器所发出的激 光打在靶标上方的毛玻璃片上 ， 并据此来控 制四轮 仪 的直线行驶。在行驶过程中需始终保持毛玻璃的 激光 点能垂 直反射 到安 装在 四轮仪 上 的 2个小 玻璃 片上 。每隔 1 Il l 采集一次平整度 ， 并处理数据 ， 分 析平 整度 的变化 情况 。 图 4为平整 度测 量仪在 走动 过程 中于不 同位 置 测量得到的数据 ， 通过二次曲线拟合 ， 得到同一测量 位置不同采样点 的平整度变 化量的变化趋势 。由 图 4可知 ， 靠近两侧的采样数据的绝对值较大， 位置 4处 的最大变 化量 接近 2 mm。这主要 是 由于 ， 靠 近 道路 中央的路面只有混凝土本身沉缩变化， 靠近道 路外部则除了本身沉缩， 还伴 随着 向边上 的略微坍 塌 。 同时 可 以看 出 ， 不 同采 样 位 置 处 的平 整 度 变 化 趋势不尽相同， 主要的原因有： 一是混合料的级配不 合理或者混合料在运输 和摊铺过程中出现离析， 影 响混 合料 的和 易性 ， 导 致 混凝 土 路 面 各处 的密 实 度 不同， 因此硬化过程中的收缩量也不同； 二是滑模摊 铺 机在摊 铺混 合料 的 过程 中履 带 打 滑 、 整机 突 然 振 动引起不 同摊铺位置平整度产生差异； 三是路面基 层 不平会 引起摊 铺 厚 度 的变 化 ， 从 而 导致 不 同位 置 的收缩量不同； 四是插入传力杆会使砂浆被挤出， 导 致混凝土的骨架结构被破坏， 出现空槽现象 ， 从而影 响硬化后路面的平整度I 3 。 。同一位置采集点获得 的数据呈现出明显 的波动性 ， 有 的采集点平整度变 化 量超 过 2 mm， 原 因可 能 是 在 走 动 过 程 中试 验 仪 器轮子压到小颗粒石子 ； 或是由于路面清扫不干净， 在被测点处存在小石子； 也可能是此处路 面摊铺后 修 补情况 不理 想 。排 除测 量 因素 的影 响后 ， 宜 利 用 磨石机或其他设备对平整度不合格的点进行修补， 使平整度的变化量保持在较小值 。 4 结 语 分析了一种新的平整度测量装置测量系统的工 作原理 。该装置通过 C D D摄像获取路面的凹凸信 息 ； 利用全局标定技术 ， 对光条点处的图像坐标进行 5 8 1 0 一 鞘 一2 数据采集点 ( a )位置第1 处平整度变化量采样 数据采集点 ( b )位置第2 处平整度变化量采样 妻 餐 。 磊 三 冀 -t 聂 誊tn 三 墨 暮 漫 函 累 蓉 墨 数据采集点 ( c )位置第3 处平整度变化量采样 磊 三r - 嚣聂 尊 三 萎 暮 瀑 函 墨 舀 墨 数据采集点 ( d )位置第4 处平整度变化量采样 图 4平 整 厦 测 量 仪 走 动 变化 量 畸变处理 ， 以获取路面的三维信息 。 利用新 的平整度测量仪器， 对水泥混凝土路面 硬化 过程 中 的平 整 度变 化 量 进 行 了测 量 分 析 ， 试 验 数据 反映 了硬化 过程 中平 整度 的变化 规律 。该装 置 有利于对路面缺陷进行准确定位， 及 时对混凝土路 面塑性阶段的缺陷进行处理 ， 可 以达到提高硬化后 路面平整度的目的 ， 降低了工作强度和成本 ， 为路面 质量 控制 提供 了一种 新途 径 。 通过平整度测量仪对硬化后路面的整体平整度 进行 检测 评价 ， 进行 了硬 化后 路 面 的平整 度 测 试 试 验 ， 分析了平整度变化的成 因。平整度测量仪也可 对路面缺陷进行定位， 以便采用机器或人工手段进 行快速修复， 从而保证最终 的路面质量 。 参 考文献 ： 1 周晓青 ， 孙立军 ， 颜利 路面平整度评 价发展及 趋势E J 公 路交通科技 ， 2 0 0 5 ， 2 2 ( 1 O ) ： 1 8 - 2 2 2 梁础坚 路面激光平整度 检测系统 的应用 J 。 中国水运 ： 下半 月 ， 2 0 0 9 ， 2 0 ( 6 ) ： 2 1 5 2 1 6 3 赵 黾 沥青混凝土土面层 路面平整 度的控制 E J 中国公路 学报 ， 1 9 9 8 ( S I ) ： 2 2 2 9 4 J T G E 6 0 -2 o 0 8 ， 公路路基路面现场测试规程E S 5 王宏伟 ， 张 国志 水泥混凝土路面不平整 因素和提高平整度的 工艺措施E J 黑龙江交通科技 ， 2 0 0 4 ， 2 7 ( 8 ) ： 9 - i 0 6 蔡正永 ， 李世济 ， 牛开 民 国外碾压混凝 土路面施 工工艺及 改 善平整度 的主要措施 J 中国公路学报， 1 9 9 4 ( S I ) ： 3 8 4 5 7 傅智 ， 杭伯安 高速公路滑模摊铺水 泥混凝土路面平整度研 究 J 公路， 1 9 9 7 ( 4 ) ： 1 7 责任编辑： 谭忠华