一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪及测量方法，属于交通运输工程中公路工程技术领域。本发明专利技术可以准确的测量大空隙排水沥青路面表面的构造深度，避免铺砂法在测量大空隙排水沥青路面构造深度时出现的漏砂孔洞现象，从而为评价路面宏观构造、排水性能等提供准确的数据。另外，本发明专利技术可以快速测量路面的构造深度，为需要大量测定路面构造深度的实际工程，节省人力物力，提供作业效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通运输工程中公路工程
，具体涉及一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪及测量方法。
技术介绍
在道路工程中，常用铺砂法和车载式激光构造深度仪来测量路面的构造深度，用以评定路面表面的宏观构造，从而评价其抗滑、排水、噪声等性能。车载式构造深度仪价格相对较高，操作复杂，且在有坑槽构造的路面上测试结果受到影响，因此使用受到限制，一般试验时不采用该方法。铺砂法是将已知体积的砂，摊铺在所要测试路面的表面，得出砂的体积与所覆盖面积的比值，即为构造深度，这是目前工程上最基本和最常用的方法。铺砂法测定路面表面构造深度时，尽管其方法简便，但是误差较大。其原因有很多，装砂的方法没有标准，致使测量用砂的紧密程度不一样；摊砂用的推平板没有标准，导致试验结果出现误差；不同操作人员摊铺力度不同，导致摊铺面积过大或过小，以致数据误差，这些铺砂法本身的误差会导致测量结果的不准确。同时，采用铺砂法测量大空隙排水沥青路面表面构造深度时，在摊铺过程中部分砂会下漏到路面结构内部，出现孔洞现象，这样就导致摊铺的砂面积减小，砂体积与面积的比值增大，即所测构造深度大于路面表面实际的构造深度值。综上所述，这些情况已不能满足大空隙排水沥青路面构造深度测试的需要，迫切需要研发一种准确、快速测量大空隙排水沥青路面表面构造深度的仪器。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪及测量方法。本专利技术解决了铺砂法测量大空隙排水沥青路面表面构造深度不准确的技术问题，该方法可以准确、快速测量大空隙排水沥青路面表面的构造深度。本专利技术采用的技术方案如下：一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪，包括四轮推车、测试箱、图像处理器、图像采集仪和数据传输装置；所述的四轮推车上设有测试箱，所述的测试箱四周具有遮光板，所述的测试箱底部四周设有耐磨挡板；所述的测试箱的上方设有内置蓄电池的图像处理器，蓄电池为大空隙排水沥青路面构造深度测试仪提供电源；所述的测试箱内设有将测试箱分为上、下两部分的承载板，所述的图像采集仪设于测试箱的内部，且固定于承载板的上表面上；所述的数据传输装置设于测试箱的内部，所述的数据传输装置的输入端与图像采集仪相连，所述的数据传输装置的输出端与图像处理器相连；所述的承载板的下表面上固定有日光灯，所述的日光灯与蓄电池电连接；所述的四轮推车上设有控制测试箱移动的装置，该装置包括相互匹配的螺旋杆和螺纹套筒、变向齿轮组以及控制把手；所述的螺纹套筒与测试箱固定连接；所述的螺旋杆顶端设有变向齿轮组；所述的变向齿轮组用于控制测试箱在水平方向或竖直方向上运动；所述的变向齿轮组上设有用于控制变向齿轮组转动的控制把手；所述的图像处理器上设有控制大空隙排水沥青路面构造深度测试仪的开启和关闭的电源开关，所述的电源开关与蓄电池电连接；所述的图像处理器上还设有用于设置测量参数的设置按钮和测量按钮。进一步，优选的是所述的图像处理器上设有用于显示测试结果和参数数据的显示屏。进一步，优选的是所述的图像处理器上设有外部连接端口。进一步，优选的是所述的测量按钮包括单次测量按钮和连续测量按钮。所述的测试箱与螺纹套筒、测试箱与四轮推车以及螺旋杆与四轮推车之间的连接均采用连接部件相连。连接部件的形状无限定，以便于连接为最优。一种大空隙排水沥青路面构造深度的测量方法，基于上述的大空隙排水沥青路面构造深度测试仪进行测量，包括如下步骤：步骤（1），将四轮推车调整到需要测量构造深度的大空隙排水沥青路面上，转动控制把手，带动变向齿轮组转动，使得螺纹套筒带动测试箱，通过螺旋杆上下竖直移动，直至调整耐磨挡板与路面刚刚接触，但不妨碍四轮推车行走为止；步骤（2），打开电源开关，按下设置按钮，输入在选定条件下确定的灰度系数K值，按下测量按钮后，图像采集仪对路面表面构造进行拍摄测量得到图像数据，然后经过数据传输装置将图像数据传输到图像处理器中进行灰度处理，得到灰度值二维数字矩阵，通过灰度均值数学模型运算得到图像灰度均值M，与在选定条件下标定的灰度系数K相乘，得到灰度均值M和灰度系数K的乘积，即为构造深度值TD。所述的灰度均值数学模型运算具体为：图像经过灰度化处理得到灰度值二维数字矩阵，求出灰度值的平均值，然后将灰度值二维数字矩阵划分为两个子灰度值矩阵，一个子灰度值矩阵所含n个灰度值都大于等于平均值，另一个子灰度值矩阵所含m个灰度值都小于平均值，然后分别将两个矩阵中所含灰度值与平均值相减，将所得偏差取绝对值后累加，再除以对应矩阵数据点的个数n和m，分别求出相应的灰度平均绝对偏差                                                和，将两个灰度平均绝对偏差相加得灰度均值M。本专利技术主要原理是：通常一幅图像由亮度、色调和饱和度三个特性表征，图像经过灰度处理后，得到的灰度图像只与亮度有关，每个像素点可以用一个亮度值表述，也称为灰度值。而对于路面构造来说不同深度部位反光程度有所差异，反应到图像上即为不同像素点的亮度值不同，从而可以采用灰度图像的亮度值来间接反应构造深度。本专利技术主要方法为：在大空隙排水沥青路面表面拍摄一幅图像，将图像数据进行灰度处理得到相应的灰度值二维数字矩阵，通过灰度均值数学模型运算得到图像灰度均值M，在选定的条件下进行标定得到灰度系数K，灰度均值M和灰度系数K的乘积即为构造深度值TD。该方法可以准确、快速测量大空隙排水沥青路面表面的构造深度。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术通过在测试箱内设置固定高度的光源和图像采集仪，使得图像采集过程中避免外界光线变化和图像采集仪高度不同的影响，采用最小二乘法原理在密级配沥青路面上对灰度系数进行标定，然后将相同条件下采集到的路面表面构造图像数据传递给图像处理器，通过灰度均值数学模型相关运算得出相应的灰度均值，将灰度系数与灰度均值相乘得到对应的构造深度值，实现了准确、快速测量大空隙排水沥青路面表面构造深度的目的。本专利技术可以准确的测量大空隙排水沥青路面表面的构造深度，避免铺砂法在测量大空隙排水沥青路面构造深度时出现的漏砂孔洞现象，从而为评价路面宏观构造、排水性能等提供准确的数据。本专利技术可以快速测量路面的构造深度，为需要大量测定路面构造深度的实际工程，节省人力物力，提供作业效率。附图说明图1为本专利技术大空隙排水沥青路面构造深度测试仪的整体结构示意图；图2为本专利技术大空隙排水沥青路面构造深度测试仪的测试箱结构示意图；图3为本专利技术图像处理器的结构示意图；图4为本专利技术图像采集仪的结构示意图；其中：1、四轮推车；2、测试箱；3、图像处理器；4、图像采集仪；5、数据传输装置；6、日光灯；7、承载板；8、耐磨挡板；9、变向齿轮组；10、控制把手；11、螺旋杆；12、螺纹套筒；13、显示屏；14、电源开关；15、设置按钮；16、单次测量按钮；17、连续测量按钮；18、外部连接端口；19、连接部件；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪，其特征在于，包括四轮推车（1）、测试箱（2）、图像处理器（3）、图像采集仪（4）和数据传输装置（5）；所述的四轮推车上设有测试箱（2），所述的测试箱（2）四周具有遮光板，所述的测试箱（2）底部四周设有耐磨挡板（8）；所述的测试箱（2）的上方设有内置蓄电池（20）的图像处理器（3），蓄电池（20）为大空隙排水沥青路面构造深度测试仪提供电源；所述的测试箱（2）内设有将测试箱（2）分为上、下两部分的承载板（7），所述的图像采集仪（4）设于测试箱（2）的内部，且固定于承载板（7）的上表面上；所述的数据传输装置（5）设于测试箱（2）的内部，所述的数据传输装置（5）的输入端与图像采集仪（4）相连，所述的数据传输装置（5）的输出端与图像处理器（3）相连；所述的承载板（7）的下表面上固定有日光灯（6），所述的日光灯（6）与蓄电池（20）电连接；所述的四轮推车（1）上设有控制测试箱（2）移动的装置，该装置包括相互匹配的螺旋杆（11）和螺纹套筒（12）、变向齿轮组（9）以及控制把手（10）；所述的螺纹套筒（12）与测试箱（2）固定连接；所述的螺旋杆（11）顶端设有变向齿轮组（9）；所述的变向齿轮组（9）用于控制测试箱（2）在水平方向或竖直方向上运动；所述的变向齿轮组（9）上设有用于控制变向齿轮组（9）转动的控制把手（10）；所述的图像处理器（3）上设有控制大空隙排水沥青路面构造深度测试仪的开启和关闭的电源开关（14），所述的电源开关（14）与蓄电池（20）电连接；所述的图像处理器（3）上还设有用于设置测量参数的设置按钮（15）以及测量按钮。...

【技术特征摘要】
1.一种大空隙排水沥青路面构造深度测试仪，其特征在于，包括四轮推车（1）、测试箱（2）、图像处理器（3）、图像采集仪（4）和数据传输装置（5）；
所述的四轮推车上设有测试箱（2），所述的测试箱（2）四周具有遮光板，所述的测试箱（2）底部四周设有耐磨挡板（8）；
所述的测试箱（2）的上方设有内置蓄电池（20）的图像处理器（3），蓄电池（20）为大空隙排水沥青路面构造深度测试仪提供电源；
所述的测试箱（2）内设有将测试箱（2）分为上、下两部分的承载板（7），所述的图像采集仪（4）设于测试箱（2）的内部，且固定于承载板（7）的上表面上；
所述的数据传输装置（5）设于测试箱（2）的内部，所述的数据传输装置（5）的输入端与图像采集仪（4）相连，所述的数据传输装置（5）的输出端与图像处理器（3）相连；
所述的承载板（7）的下表面上固定有日光灯（6），所述的日光灯（6）与蓄电池（20）电连接；
所述的四轮推车（1）上设有控制测试箱（2）移动的装置，该装置包括相互匹配的螺旋杆（11）和螺纹套筒（12）、变向齿轮组（9）以及控制把手（10）；
所述的螺纹套筒（12）与测试箱（2）固定连接；所述的螺旋杆（11）顶端设有变向齿轮组（9）；
所述的变向齿轮组（9）用于控制测试箱（2）在水平方向或竖直方向上运动；
所述的变向齿轮组（9）上设有用于控制变向齿轮组（9）转动的控制把手（10）；
所述的图像处理器（3）上设有控制大空隙排水沥青路面构造深度测试仪的开启和关闭的电源开关（14），所述的电源开关（14）与蓄电池（20）电连接；
所述的图像处理器（3）上还设有用于设置测量参数的设置按钮（15）以及测量按钮。
2.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面构造深度测试仪，其特征在于所述的图像处理器（3）上设有用于显示测试结果和参数数据的显示屏（13）。
3.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面构造深度测试仪，其特征在于所述的图像处理器（3）上设有外部连接端口（18）。
4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：房锐，郑少鹏，刘永才，李亚军，程志豪，黎晓，周沛延，陈亮亮，张莹莹，
申请(专利权)人：云南省交通规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53