道路綜合檢測車在公路檢測中的應(yīng)用

韓雙平

合肥市公路橋梁工程有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230001

1 道路綜合檢測車簡介

1.1 系統(tǒng)組成

檢測車，能夠檢測路面的裂痕、損傷現(xiàn)象，為路面管理人員提供真實的數(shù)據(jù)。從功能上看，檢測系統(tǒng)包括如下幾大類[1]：①裂縫檢測；②現(xiàn)場錄像；③車轍檢測；④縱斷面、斯橫斷面掃描；⑤構(gòu)造深度測量。裂縫檢測，僅需在檢測車上配備一臺高清攝像機，在行駛時拍下路段上形成的裂縫，其檢測限值為2mm；路況錄像，是拍攝具體某個測試路段上的情況，保存到多個設(shè)備中，讓檢測人員在今后自行調(diào)取或是查看；定位定向，具備較高的精準(zhǔn)度，能夠?qū)M坡及其彎道高度進行檢測。而橫、縱斷面檢測，除縱斷面上顯示的數(shù)據(jù)外，也適合對路面平整度進行測量，評價達標(biāo)與否。車轍檢測，是以橫斷面為準(zhǔn)，明確車轍個數(shù)，并按要求計算它的銑刨、混凝土數(shù)量。定位系統(tǒng)，其作用是判定各實物對應(yīng)的坐標(biāo)位置，包括給出詳細(xì)的經(jīng)緯度。借助繪圖軟件，構(gòu)建專門的地圖；構(gòu)造深度，是衡量路面抗滑、排水性能的核心指標(biāo)。結(jié)合實測數(shù)據(jù)，對路面做出整體地評價，判斷路段上有無明顯的損傷，結(jié)合已有數(shù)據(jù)，判斷路段是否要立即維修。

1.2 工作原理

道路檢測車，其核心部件為機動車，集計算機、光、電以及“3s”技術(shù)為一體，配備一款圖像采集系統(tǒng)（要能夠?qū)ξ矬w進行準(zhǔn)確分辨），從而對路面上的物體、圖像進行拍攝，用以判斷是否存在裂縫或是坑槽。激光三維測量系統(tǒng)，適合檢測路面上已經(jīng)形成的車轍。尤其多目CCD立體測量系統(tǒng)，還可以采集沿線附近已有的立體景觀，對平整度進行多次測量。上述工作結(jié)束后，將得到的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)硬盤中。借助后處理軟件，自動生成破損率、車轍以及構(gòu)造深度等必備的數(shù)據(jù)信息。此外，還可以對道路沿線的設(shè)施、實時路況進行在線查看。道路檢測車上通常也會配備一臺發(fā)電機，利用激光照明來對路面圖像進行拍攝。除景觀采集系統(tǒng)外，其他設(shè)備均可以24h作業(yè)，這就將路面檢測推向完全的智能化、現(xiàn)代化。

1.3 數(shù)據(jù)處理

檢測車除了能夠檢測路面上的車轍、平整度以及構(gòu)造深度外，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場的實測數(shù)據(jù)進行分析。以拍照或是錄像的方式，搜集路容和具體的路況信息，將其整理成案，方便今后的靈活調(diào)取、核對。以圖像瀏覽為基礎(chǔ)，了解具體的信息。另外，系統(tǒng)還融合了一款病害等級評定軟件，可以路段上的病害進行半自動化分析就，做出科學(xué)分類。采集完畢后，將數(shù)據(jù)復(fù)制到PC機上，利用病害等級評價軟件來完成最后的錄入、分析工作。

2 道路綜合檢測車的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 顯著提高公路檢測效率

道路檢測車未得到推廣前，公路檢測基本上為人工測量，即利用輔助儀器。落后的設(shè)備不僅降低了檢測效率，也給結(jié)果形成誤差，對公路養(yǎng)護十分不利。相對來說，道路綜合檢測車有助于提高檢測效率。如今，不少智能檢測車的行駛速度達到80km/h，其結(jié)果相當(dāng)精確。數(shù)據(jù)處理上，人工檢測后還是要專業(yè)人員對數(shù)據(jù)進行手動整理，如分類、計算，其耗時長。使用公路檢測車后，支持邊檢測邊對數(shù)據(jù)進行同步處理。檢測結(jié)束，即輸出結(jié)果，這就提高了檢測效率，同時也減少了人工計算的出錯率。

2.2 數(shù)據(jù)獲取方便，檢測精度較高

公路檢測指標(biāo)越齊全、精準(zhǔn)，其檢測結(jié)果的參考價值相對也就越高。由于檢測人員的粗心大意，手動測量時可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)填寫不當(dāng)、操作失誤形成巨大的誤差，降低數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。而道路檢測車，很好地避免了上述問題[2]。例如，公路廣為流行的檢測車均已搭載和安裝最新的激光檢測裝置，方便對數(shù)據(jù)的實時獲取，其原始數(shù)據(jù)也更加精準(zhǔn)，這就減少了人員能力不強、缺乏責(zé)任意識造成的測量誤差，提高了數(shù)據(jù)的可信度，使檢測結(jié)果具備更高的參考意義。

2.3 全天候檢測，不損傷路面

人工檢測模式下，很多機構(gòu)均會選擇抽樣檢測，也就是以小樣本結(jié)果，取代整個路段的指標(biāo)情況，其目的在于提高檢測速度和效率。但是，若樣本量過小或是取樣點選擇不到位，則可能降低檢測結(jié)果自身的代表性。相對而言，道路檢測車能夠?qū)θ范螌嵤┚C合檢測，確保計算結(jié)果的精準(zhǔn)性。此外，檢測車支持全天候作業(yè)，無須封閉道路，對車輛通行毫無半點影響。選擇非接觸式檢測，也無須損壞路面，維護了路面的暢通和結(jié)構(gòu)的完整性。

3 道路綜合檢測車在公路檢測中的應(yīng)用實例

3.1 路面車轍檢測

車轍，實質(zhì)上為公路較為常發(fā)的病害。車轍深度，適合對公路自身的強度加以評估，為路面養(yǎng)護和修復(fù)提供必要的指引。檢測車的作業(yè)流程：先要找到哪個路段存在車轍，從端點開始，往雙側(cè)延長適當(dāng)?shù)木嚯x，同時將該距離劃定為本次的檢測路段；將檢測車分布于檢測路段的某一端，開動檢測車，將其速度提升至40km/h，勻速行駛，同時檢測整個路段。行駛時，紅外機關(guān)發(fā)射器以及CCD相機均能夠現(xiàn)場捕捉各個點位上顯示的參數(shù)，根據(jù)點位和具體的高度信息，得到車轍深度。在本路段，兩處車轍及其各自的檢測結(jié)果，如表1所示。

表1 高速公路車轍檢測結(jié)果對比 單位：mm

3.2 構(gòu)造深度檢測

構(gòu)造深度，實質(zhì)上是衡量路面抗滑和排水性能的核心指標(biāo)。結(jié)合實測資料，對路面做出客觀地評價，明確路段有無損傷。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷路段是否有待維修。針對高速公路，若是路面十分粗糙，必將降低行車舒適度。加入路面太過光滑，則會延長車輛的制動距離，威脅駕駛安全。就道路綜合檢測車而言，其檢測原理如下：先劃定好檢測段長，為增加結(jié)果的可信度，建議選擇2組或更多的檢測路段。這里，以120m、240m 路段為例，分別將檢測車安排于路段某側(cè)，利用深度測定儀來對路面上的影像進行采集，將數(shù)據(jù)、圖像信息存儲于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，經(jīng)計算機得出最終的構(gòu)造深度。與此同時，以手工鋪砂法再次對同路段進行測量，而后將兩種測量方式得到的結(jié)果做出比較，如表2所示。

表2 檢測車和人工構(gòu)造深度測量結(jié)果對比

3.3 路面平整度檢測

對高速公路進行驗收和養(yǎng)護時，應(yīng)當(dāng)檢測它的平整度。除了對舒適度、安全性構(gòu)成影響外，平整度也會影響道路的使用壽命。檢測車是根據(jù)如下原理來對路面平整度進行檢測：先抽選120m、240m兩種不同長度的路段，從路段某端逐步行進，于車輛前、后輪依次安裝加速度計還有激光測距器，搜集平整度數(shù)據(jù)。根據(jù)國際平整度計算公式，計算出路面平整度。具體的檢測結(jié)果及存在誤差，如表3所示。

表3 路面平整度檢測結(jié)果對比

4 人工檢測和檢測車應(yīng)用對比

4.1 人工檢測方式弊端

長時間以來，現(xiàn)場檢測均是交給人工操作。人工檢測選擇的工具相對簡陋，速度慢，效率不高，得到的測量數(shù)據(jù)也不夠精度，很難滿足路面的基本需求。另外，人工檢測存在一定的危險，需提前封閉整個路段。如果不封閉，可能會阻礙路段通車，甚至誘發(fā)交通事故，導(dǎo)致人員傷亡。

4.2 檢測車的優(yōu)勢與不足[3]

①測量+拍照，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，如平整度、裂縫情況、距離以及構(gòu)造深度。②檢測結(jié)果相對來說比較準(zhǔn)確，同時有助于控制檢測成本。③效率高，僅需開啟車載設(shè)備，完成校準(zhǔn)后即可立即檢測。如果條件允許，車輛的速度最高為84km/h。④不需要在封閉狀態(tài)下進行檢測，故也就很少存在道路堵塞的問題。⑤支持多次、重復(fù)操作，檔案允許反復(fù)查看，在線分析。⑥以錄像、拍照為手段，采集路段信息，全程保持零接觸，幾乎對道路沒有損傷。⑦安全系數(shù)高，只要操作規(guī)范，安全有保障，很少由于檢測而引起嚴(yán)重的事故。

除上述外，針對沉陷檢測，檢測車的效果也沒有辦法和人工檢測媲美。所以，該指標(biāo)檢測暫時還是要靠人工，并非檢測車。

5 提高道路綜合檢測車實際應(yīng)用效果的建議

5.1 提升車輛檢測技術(shù)水平

在國內(nèi)工程應(yīng)用領(lǐng)域，道路綜合檢測車仍屬于全新的技術(shù)成果。相較于以往的人工檢測，道路檢測車在很大程度上有助于提高檢測效率和精度，在工程案例中表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢。不過，受檢測技術(shù)的限制，研發(fā)人員很少和工程應(yīng)用人員保持溝通，存在信息不對稱的情況。為此，道路檢測車對于路面上的某些病害，在檢測時仍有不少問題。就這點來看，裝備制造和研發(fā)人員今后要結(jié)合過往的工程案例，根據(jù)實際的檢測需求來改良檢測設(shè)備，創(chuàng)新檢測技術(shù)，以彌補災(zāi)害檢測方面的短板。如車輛檢測設(shè)備升級或是技術(shù)革新中，建議增加沉陷、破損相關(guān)的檢測技術(shù)，讓綜合檢測車有能力對路面上出現(xiàn)的沉降、破損等多種災(zāi)害進行識別、檢測。如此，不僅有助于擴大道路檢測車實際的應(yīng)用范圍，同時還可以提高災(zāi)害檢測整體的精準(zhǔn)度。

5.2 加大綜合檢測車推廣力度

除從技術(shù)、人員兩個方面做出改進外，道路管理部門也要想辦法打開道路檢測車輛的銷量，向全國各地區(qū)推廣檢測車。鑒于設(shè)備成本、人員欠缺是檢測車尚未得到廣泛應(yīng)用的原因，為了增強有關(guān)部門和群眾對綜合檢測車的認(rèn)知程度，國家和各級政府也要出臺相關(guān)的扶持政策，鼓勵廠家生產(chǎn)和制造綜合檢測車，擴大其應(yīng)用范圍。以市場為中心，構(gòu)建設(shè)備租賃運營或是宏觀調(diào)控機制等，讓各地區(qū)的道路綜合檢測車充分地被應(yīng)用起來。在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)制造綜合檢測車的各個廠家，也要持續(xù)地擴充已有的災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，促進數(shù)據(jù)更新。利用云端數(shù)據(jù)更新，確保檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。

5.3 建立和維護綜合數(shù)據(jù)庫

大數(shù)據(jù)時代，建立市內(nèi)乃至省內(nèi)一體化的道路檢測數(shù)據(jù)庫，將各區(qū)域的公路檢測數(shù)據(jù)逐一地傳送至數(shù)據(jù)庫中。利用數(shù)據(jù)整合、全面共享，提高檢測結(jié)果的利用率?；谌斯ぶ悄艿牡缆窓z測系統(tǒng)，公路管理人員也能夠搜集數(shù)據(jù)庫中存儲的各類數(shù)據(jù)，便于深度學(xué)習(xí)，這對增強檢測數(shù)據(jù)的精度有重要的意義。除構(gòu)建數(shù)據(jù)庫外，相關(guān)人員也要對數(shù)據(jù)進行有效更新，做好專業(yè)的維護，提高檢測車總體的應(yīng)用價值。

6 結(jié)束語

道路綜合檢測車是科技發(fā)展的成果，也是公路檢測領(lǐng)域掀起的一場技術(shù)革命。檢測車輛的推廣應(yīng)用，有助于提高道路檢測效率和結(jié)果精準(zhǔn)性，規(guī)范檢測流程，成為未來路面檢測領(lǐng)域的主流方向。但在某些情況下，檢測車有時無法對部分路面病害進行識別。在大規(guī)模推廣后，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)真解決檢測車現(xiàn)存的技術(shù)問題，創(chuàng)新車輛檢測手段，提高公路檢測質(zhì)量。