专利名称：沥青路面表面形貌曲面的测试方法
技术领域：
本发明属于浙青路面表面性能测试的应用技术领域，具体涉及一种浙青路面表面 形貌曲面的测试方法。
背景技术：
路面应具有良好的使用性能，以满足安全、经济、舒适和环境保护等方面的需求。 路面的表面形貌是决定轮胎-路面相互作用，如摩擦、噪声、水漂、轮胎磨耗等，最重要的特 征指标。随着公路等级的提高、交通量的增加和行车速度的提高，与车辆-路面相互作用有 密切关系的路表形貌特性显得越来越重要。目前，浙青路面表面形貌的测量方法总体分为两类间接测量法和直接测量法。其 中，间接测量法通过测试路面其他参数来间接反映路面形貌特征，如铺砂法测得路面表面 的构造深度TD值；而直接测量法则是通过纹理采集设备直接采集路面形貌，如基于激光位 移传感器的纹理检测设备等。直接测量法能够直接获取路面形貌，测试结果直观形象，方便 形貌参数的进一步提取和计算，具有间接测试法无法比拟的优势。然而，直接测量法对仪器 设备及后续处理都有相对较高的要求，故现阶段在实际工程中，并未得到广泛的应用。在直接测量方法中，相对于其他设备而言，激光断面仪的应用最为广泛。其对路表 纹理的测量，主要以感应器测试纹理深度SMTD表示，每隔一定距离采集一次数据，每一定 数量的数据点采用一定的数学方法实时处理成一个SMTD值。也就是说，激光断面仪所提供 的路表形貌特征参数为测试车辆左右轮迹断面的构造深度曲线，并不能直接成型三维的路 表形貌曲面。其他一些可以直接获取路面三维形貌的测量仪器，如基于光学成像的形貌检 测设备，仅限于个别学者的研究论文中，由于复杂的硬件设计、标定及数据处理，并未得到 广泛的实际应用。由上述介绍可见，目前的浙青路面表面形貌测试方法或多或少都存在着不足，尤 其是对于路表三维形貌的获取，现阶段还缺乏较为简便的、可广泛应用的测试方法。而三维 形貌是研究路面使用性能的基础，相比于二维或一维路表形貌特征参数，能更合理准确的 表征实际路面表面的形貌特性。因此，设计一种浙青路面表面形貌曲面的快速有效测试方 法对于研究基于路表形貌特性的浙青路面使用性能具有十分重要的现实意义。
发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种浙青路面表面形貌 曲面的快速测试方法。技术方案本发明所述的浙青路面表面形貌曲面的快速测试方法，是在借鉴常规 车载式激光断面仪在构造深度测量中使用经验的基础上，根据数理统计方法，提出了以计 算机生成随机数为代表值的浙青路面表面形貌曲面测试新方法。本发明所述的浙青路面表面形貌曲面的快速测试方法，具体包括如下步骤
路表构造深度的测量测试轨迹的选择以待测车道中线为中点，分别将左右两边各等分8份，在轮迹带画出平行于车道线、且过等分点的测线(共14条)。构造深度的测量路表构造深度的测量采用激光断面仪按《公路路基路面现场 测试规程》(JTJ059-95)、《车载式激光构造深度仪测定浙青路面构造深度试验方法》 (T0966-2008)进行测量。要求测试车以同样的速度平稳的沿测线行进，测量数据按测线标 号分组保存。2、数据处理离散测试曲线的去除对所测得的14条构造深度断面曲线，以整条测 线为研究单位，进行方差分析，并去掉不合理的曲线；如最后剩余曲线条数低于规定值8 条，重新做步骤1 ；离散测试点的去除对符合方差分析的曲线，以曲线上的测点为研究单 位，分别去除每条曲线上95%置信区间外的测点，然后将各条曲线上剩余的测点全部合并， 组合成为新的数据点集。3、数据点集的分布拟合检验对前一步骤所得数据点集进行分布拟合检验，本文推 荐使用 /拟合检验法，拟合该数 据点集的分布类型及相关参数。4、浙青路面表面形貌曲面的生成借助计算机生成一系列随机数，选择的分布类型 及参数为步骤3所拟合的结果。去掉95%置信区间外的随机数，余下的数作为所测区间路 面的宏观构造深度代表值，并生成测试区间三维路表形貌曲面。本发明所述的浙青路面表面形貌曲面的测试方法具体包括如下步骤
步骤1)按激光断面仪的常规测试方法，在被测车道中线左右分别测得数条构造深度断 面曲线；
步骤2)对所测得的构造深度断面曲线，以整条测线为研究单位，进行方差分析，并去掉 不合理的曲线；如最后剩余曲线条数低于规定值，重新做步骤1)；
步骤3)对符合方差分析的曲线，以曲线上的测点为研究单位，分别去除每条曲线上一 定的置信区间外的测点，然后将各条曲线上剩余的测点全部合并，组合成为新的数据点集， 利用统计方法拟合该数据点集的分布类型及参数；
步骤4)借助计算机生成一系列随机数，其分布类型及参数与步骤3)所拟合的结果相 等；去掉一定的置信区间外的随机数，余下的数作为所测区间路面的宏观构造深度代表值， 并由此得到测试区间三维路表形貌曲面。所述步骤1)的激光断面仪待测量的构造深度断面曲线条数，以每行车道以车道中 线为对称轴，左右各等间距测量7条断面曲线。所述步骤3)分布拟合检验方法采用f拟合检验法，该方法的步骤如下
①根据最大似然估计法，计算得出均值和方差沪；
②作出直方图，根据直方图拟定小区间巧.，户人么…左，巧Gb為)，其中，’~为划 分小区间的上下限，并记落在每个小区间的数据个数力 ；
③计算概率式
权利要求
1.一种浙青路面表面形貌曲面的测试方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤1)按激光断面仪的常规测试方法，在被测车道中线左右分别测得数条构造深度断 面曲线；步骤2)对所测得的构造深度断面曲线，以整条测线为研究单位，进行方差分析，并去掉 不合理的曲线；如最后剩余曲线条数低于规定值，重新做步骤1)；步骤3)对符合方差分析的曲线，以曲线上的测点为研究单位，分别去除每条曲线上一 定的置信区间外的测点，然后将各条曲线上剩余的测点全部合并，组合成为新的数据点集， 利用统计方法拟合该数据点集的分布类型及参数；步骤4)借助计算机生成一系列随机数，其分布类型及参数与步骤3)所拟合的结果相 等；去掉一定的置信区间外的随机数，余下的数作为所测区间路面的宏观构造深度代表值， 并由此得到测试区间三维路表形貌曲面。
2.如权利要求1所述的浙青路面表面形貌曲面测试方法，其特征在于，所述步骤1)的 激光断面仪待测量的构造深度断面曲线条数，以每行车道以车道中线为对称轴，左右各等 间距测量7条断面曲线。
3.如权利要求1所述的浙青路面表面形貌曲面测试方法，其特征在于，所述步骤3)分布拟合检验方法采用2_2拟合检验法，该方法的步骤如下①根据最大似然估计法，计算得出均值P和方I；②作出直方图，根据直方图拟定小区间巧.，户人么"'k,Dj^iaj,,其中，勺為为划 分小区间的上下限，并记落在每个小区间的数据个数为 ；③计算概率$
4.如权利要求1所述的浙青路面表面形貌曲面测试方法，其特征在于，所述步骤3)和 步骤4)的置信区间为95%。
全文摘要
本发明公开一种沥青路面表面形貌曲面的测试方法，在借鉴常规车载式激光构造深度仪测试原理的基础上，采用数理统计方法，分别对激光构造仪的测试数据进行方差分析和分布拟合检验，确定实测数据点的分布类型和参数，提出了通过计算机生成随机数的方法构造与实测路段相符的表面形貌曲面的新方法。本发明拓展了现有设备的使用范围；可以消除实际测量过程中的偶然因素误差，最大限度的减少实验测试误差；构造出沥青路面三维路表形貌曲面，也为基于路表形貌的沥青路面使用性能研究提供了基本的数据支持。
文档编号G01B11/24GK102141385SQ20111000065
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月5日 优先权日2011年1月5日
发明者丛菱, 高英, 黄晓明 申请人:东南大学