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(cè)車(chē)簡(jiǎn)介

1.1 系統(tǒng)組成

檢測(cè)車(chē)，能夠檢測(cè)路面的裂痕、損傷現(xiàn)象，為路面管理人員提供真實(shí)的數(shù)據(jù)。從功能上看，檢測(cè)系統(tǒng)包括如下幾大類(lèi)[1]：①裂縫檢測(cè)；②現(xiàn)場(chǎng)錄像；③車(chē)轍檢測(cè)；④縱斷面、斯橫斷面掃描；⑤構(gòu)造深度測(cè)量。裂縫檢測(cè)，僅需在檢測(cè)車(chē)上配備一臺(tái)高清攝像機(jī)，在行駛時(shí)拍下路段上形成的裂縫，其檢測(cè)限值為2mm；路況錄像，是拍攝具體某個(gè)測(cè)試路段上的情況，保存到多個(gè)設(shè)備中，讓檢測(cè)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(jìn)行檢測(cè)。而橫、縱斷面檢測(cè)，除縱斷面上顯示的數(shù)據(jù)外，也適合對(duì)路面平整度進(jìn)行測(cè)量，評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)與否。車(chē)轍檢測(cè)，是以橫斷面為準(zhǔn)，明確車(chē)轍個(gè)數(shù)，并按要求計(jì)算它的銑刨、混凝土數(shù)量。定位系統(tǒng)，其作用是判定各實(shí)物對(duì)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(zhuān)門(mén)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)路面做出整體地評(píng)價(jià)，判斷路段上有無(wú)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(cè)車(chē)，其核心部件為機(jī)動(dòng)車(chē)，集計(jì)算機(jī)、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(jìn)行準(zhǔn)確分辨），從而對(duì)路面上的物體、圖像進(jìn)行拍攝，用以判斷是否存在裂縫或是坑槽。激光三維測(cè)量系統(tǒng)，適合檢測(cè)路面上已經(jīng)形成的車(chē)轍。尤其多目CCD立體測(cè)量系統(tǒng)，還可以采集沿線附近已有的立體景觀，對(duì)平整度進(jìn)行多次測(cè)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(pán)中。借助后處理軟件，自動(dòng)生成破損率、車(chē)轍以及構(gòu)造深度等必備的數(shù)據(jù)信息。此外，還可以對(duì)道路沿線的設(shè)施、實(shí)時(shí)路況進(jìn)行在線查看。道路檢測(cè)車(chē)上通常也會(huì)配備一臺(tái)發(fā)電機(jī)，利用激光照明來(lái)對(duì)路面圖像進(jìn)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(cè)推向完全的智能化、現(xiàn)代化。

1.3 數(shù)據(jù)處理

檢測(cè)車(chē)除了能夠檢測(cè)路面上的車(chē)轍、平整度以及構(gòu)造深度外，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)。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(jí)評(píng)定軟件，可以路段上的病害進(jìn)行半自動(dòng)化分析就，做出科學(xué)分類(lèi)。采集完畢后，將數(shù)據(jù)復(fù)制到PC機(jī)上，利用病害等級(jí)評(píng)價(jià)軟件來(lái)完成最后的錄入、分析工作。

2 道路綜合檢測(cè)車(chē)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 顯著提高公路檢測(cè)效率

道路檢測(cè)車(chē)未得到推廣前，公路檢測(cè)基本上為人工測(cè)量，即利用輔助儀器。落后的設(shè)備不僅降低了檢測(cè)效率，也給結(jié)果形成誤差，對(duì)公路養(yǎng)護(hù)十分不利。相對(duì)來(lái)說(shuō)，道路綜合檢測(cè)車(chē)有助于提高檢測(cè)效率。如今，不少智能檢測(cè)車(chē)的行駛速度達(dá)到80km/h，其結(jié)果相當(dāng)精確。數(shù)據(jù)處理上，人工檢測(cè)后還是要專(zhuān)業(yè)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)整理，如分類(lèi)、計(jì)算，其耗時(shí)長(zhǎng)。使用公路檢測(cè)車(chē)后，支持邊檢測(cè)邊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理。檢測(cè)結(jié)束，即輸出結(jié)果，這就提高了檢測(cè)效率，同時(shí)也減少了人工計(jì)算的出錯(cuò)率。

2.2 數(shù)據(jù)獲取方便，檢測(cè)精度較高

公路檢測(cè)指標(biāo)越齊全、精準(zhǔn)，其檢測(cè)結(jié)果的參考價(jià)值相對(duì)也就越高。由于檢測(cè)人員的粗心大意，手動(dòng)測(cè)量時(shí)可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)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(cè)車(chē)，很好地避免了上述問(wèn)題[2]。例如，公路廣為流行的檢測(cè)車(chē)均已搭載和安裝最新的激光檢測(cè)裝置，方便對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(qiáng)、缺乏責(zé)任意識(shí)造成的測(cè)量誤差，提高了數(shù)據(jù)的可信度，使檢測(cè)結(jié)果具備更高的參考意義。

2.3 全天候檢測(cè)，不損傷路面

人工檢測(cè)模式下，很多機(jī)構(gòu)均會(huì)選擇抽樣檢測(cè)，也就是以小樣本結(jié)果，取代整個(gè)路段的指標(biāo)情況，其目的在于提高檢測(cè)速度和效率。但是，若樣本量過(guò)小或是取樣點(diǎn)選擇不到位，則可能降低檢測(cè)結(jié)果自身的代表性。相對(duì)而言，道路檢測(cè)車(chē)能夠?qū)θ范螌?shí)施綜合檢測(cè)，確保計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。此外，檢測(cè)車(chē)支持全天候作業(yè)，無(wú)須封閉道路，對(duì)車(chē)輛通行毫無(wú)半點(diǎn)影響。選擇非接觸式檢測(cè)，也無(wú)須損壞路面，維護(hù)了路面的暢通和結(jié)構(gòu)的完整性。

3 道路綜合檢測(cè)車(chē)在公路檢測(cè)中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 路面車(chē)轍檢測(cè)

車(chē)轍，實(shí)質(zhì)上為公路較為常發(fā)的病害。車(chē)轍深度，適合對(duì)公路自身的強(qiáng)度加以評(píng)估，為路面養(yǎng)護(hù)和修復(fù)提供必要的指引。檢測(cè)車(chē)的作業(yè)流程：先要找到哪個(gè)路段存在車(chē)轍，從端點(diǎn)開(kāi)始，往雙側(cè)延長(zhǎng)適當(dāng)?shù)木嚯x，同時(shí)將該距離劃定為本次的檢測(cè)路段；將檢測(cè)車(chē)分布于檢測(cè)路段的某一端，開(kāi)動(dòng)檢測(cè)車(chē)，將其速度提升至40km/h，勻速行駛，同時(shí)檢測(cè)整個(gè)路段。行駛時(shí)，紅外機(jī)關(guān)發(fā)射器以及CCD相機(jī)均能夠現(xiàn)場(chǎng)捕捉各個(gè)點(diǎn)位上顯示的參數(shù)，根據(jù)點(diǎn)位和具體的高度信息，得到車(chē)轍深度。在本路段，兩處車(chē)轍及其各自的檢測(cè)結(jié)果，如表1所示。

表1 高速公路車(chē)轍檢測(cè)結(jié)果對(duì)比 單位：mm

3.2 構(gòu)造深度檢測(cè)

構(gòu)造深度，實(shí)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(shí)測(cè)資料，對(duì)路面做出客觀地評(píng)價(jià)，明確路段有無(wú)損傷。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷路段是否有待維修。針對(duì)高速公路，若是路面十分粗糙，必將降低行車(chē)舒適度。加入路面太過(guò)光滑，則會(huì)延長(zhǎng)車(chē)輛的制動(dòng)距離，威脅駕駛安全。就道路綜合檢測(cè)車(chē)而言，其檢測(cè)原理如下：先劃定好檢測(cè)段長(zhǎng)，為增加結(jié)果的可信度，建議選擇2組或更多的檢測(cè)路段。這里，以120m、240m 路段為例，分別將檢測(cè)車(chē)安排于路段某側(cè)，利用深度測(cè)定儀來(lái)對(duì)路面上的影像進(jìn)行采集，將數(shù)據(jù)、圖像信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，經(jīng)計(jì)算機(jī)得出最終的構(gòu)造深度。與此同時(shí)，以手工鋪砂法再次對(duì)同路段進(jìn)行測(cè)量，而后將兩種測(cè)量方式得到的結(jié)果做出比較，如表2所示。

表2 檢測(cè)車(chē)和人工構(gòu)造深度測(cè)量結(jié)果對(duì)比

3.3 路面平整度檢測(cè)

對(duì)高速公路進(jìn)行驗(yàn)收和養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)檢測(cè)它的平整度。除了對(duì)舒適度、安全性構(gòu)成影響外，平整度也會(huì)影響道路的使用壽命。檢測(cè)車(chē)是根據(jù)如下原理來(lái)對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)：先抽選120m、240m兩種不同長(zhǎng)度的路段，從路段某端逐步行進(jìn)，于車(chē)輛前、后輪依次安裝加速度計(jì)還有激光測(cè)距器，搜集平整度數(shù)據(jù)。根據(jù)國(guó)際平整度計(jì)算公式，計(jì)算出路面平整度。具體的檢測(cè)結(jié)果及存在誤差，如表3所示。

表3 路面平整度檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

4 人工檢測(cè)和檢測(cè)車(chē)應(yīng)用對(duì)比

4.1 人工檢測(cè)方式弊端

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)均是交給人工操作。人工檢測(cè)選擇的工具相對(duì)簡(jiǎn)陋，速度慢，效率不高，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)也不夠精度，很難滿(mǎn)足路面的基本需求。另外，人工檢測(cè)存在一定的危險(xiǎn)，需提前封閉整個(gè)路段。如果不封閉，可能會(huì)阻礙路段通車(chē)，甚至誘發(fā)交通事故，導(dǎo)致人員傷亡。

4.2 檢測(cè)車(chē)的優(yōu)勢(shì)與不足[3]

①測(cè)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(cè)結(jié)果相對(duì)來(lái)說(shuō)比較準(zhǔn)確，同時(shí)有助于控制檢測(cè)成本。③效率高，僅需開(kāi)啟車(chē)載設(shè)備，完成校準(zhǔn)后即可立即檢測(cè)。如果條件允許，車(chē)輛的速度最高為84km/h。④不需要在封閉狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，故也就很少存在道路堵塞的問(wèn)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(duì)道路沒(méi)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(cè)而引起嚴(yán)重的事故。

除上述外，針對(duì)沉陷檢測(cè)，檢測(cè)車(chē)的效果也沒(méi)有辦法和人工檢測(cè)媲美。所以，該指標(biāo)檢測(cè)暫時(shí)還是要靠人工，并非檢測(cè)車(chē)。

5 提高道路綜合檢測(cè)車(chē)實(shí)際應(yīng)用效果的建議

5.1 提升車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)水平

在國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用領(lǐng)域，道路綜合檢測(cè)車(chē)仍屬于全新的技術(shù)成果。相較于以往的人工檢測(cè)，道路檢測(cè)車(chē)在很大程度上有助于提高檢測(cè)效率和精度，在工程案例中表現(xiàn)出較高的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，受檢測(cè)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(duì)稱(chēng)的情況。為此，道路檢測(cè)車(chē)對(duì)于路面上的某些病害，在檢測(cè)時(shí)仍有不少問(wèn)題。就這點(diǎn)來(lái)看，裝備制造和研發(fā)人員今后要結(jié)合過(guò)往的工程案例，根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)需求來(lái)改良檢測(cè)設(shè)備，創(chuàng)新檢測(cè)技術(shù)，以彌補(bǔ)災(zāi)害檢測(cè)方面的短板。如車(chē)輛檢測(cè)設(shè)備升級(jí)或是技術(shù)革新中，建議增加沉陷、破損相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)，讓綜合檢測(cè)車(chē)有能力對(duì)路面上出現(xiàn)的沉降、破損等多種災(zāi)害進(jìn)行識(shí)別、檢測(cè)。如此，不僅有助于擴(kuò)大道路檢測(cè)車(chē)實(shí)際的應(yīng)用范圍，同時(shí)還可以提高災(zāi)害檢測(cè)整體的精準(zhǔn)度。

5.2 加大綜合檢測(cè)車(chē)推廣力度

除從技術(shù)、人員兩個(gè)方面做出改進(jìn)外，道路管理部門(mén)也要想辦法打開(kāi)道路檢測(cè)車(chē)輛的銷(xiāo)量，向全國(guó)各地區(qū)推廣檢測(cè)車(chē)。鑒于設(shè)備成本、人員欠缺是檢測(cè)車(chē)尚未得到廣泛應(yīng)用的原因，為了增強(qiáng)有關(guān)部門(mén)和群眾對(duì)綜合檢測(cè)車(chē)的認(rèn)知程度，國(guó)家和各級(jí)政府也要出臺(tái)相關(guān)的扶持政策，鼓勵(lì)廠家生產(chǎn)和制造綜合檢測(cè)車(chē)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。以市場(chǎng)為中心，構(gòu)建設(shè)備租賃運(yùn)營(yíng)或是宏觀調(diào)控機(jī)制等，讓各地區(qū)的道路綜合檢測(cè)車(chē)充分地被應(yīng)用起來(lái)。在此基礎(chǔ)上，生產(chǎn)制造綜合檢測(cè)車(chē)的各個(gè)廠家，也要持續(xù)地?cái)U(kuò)充已有的災(zāi)害數(shù)據(jù)庫(kù)，促進(jìn)數(shù)據(jù)更新。利用云端數(shù)據(jù)更新，確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。

5.3 建立和維護(hù)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)

大數(shù)據(jù)時(shí)代，建立市內(nèi)乃至省內(nèi)一體化的道路檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，將各區(qū)域的公路檢測(cè)數(shù)據(jù)逐一地傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)中。利用數(shù)據(jù)整合、全面共享，提高檢測(cè)結(jié)果的利用率?；谌斯ぶ悄艿牡缆窓z測(cè)系統(tǒng)，公路管理人員也能夠搜集數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各類(lèi)數(shù)據(jù)，便于深度學(xué)習(xí)，這對(duì)增強(qiáng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度有重要的意義。除構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)外，相關(guān)人員也要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效更新，做好專(zhuān)業(yè)的維護(hù)，提高檢測(cè)車(chē)總體的應(yīng)用價(jià)值。

6 結(jié)束語(yǔ)

道路綜合檢測(cè)車(chē)是科技發(fā)展的成果，也是公路檢測(cè)領(lǐng)域掀起的一場(chǎng)技術(shù)革命。檢測(cè)車(chē)輛的推廣應(yīng)用，有助于提高道路檢測(cè)效率和結(jié)果精準(zhǔn)性，規(guī)范檢測(cè)流程，成為未來(lái)路面檢測(cè)領(lǐng)域的主流方向。但在某些情況下，檢測(cè)車(chē)有時(shí)無(wú)法對(duì)部分路面病害進(jìn)行識(shí)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(cè)車(chē)現(xiàn)存的技術(shù)問(wèn)題，創(chuàng)新車(chē)輛檢測(cè)手段，提高公路檢測(cè)質(zhì)量。