[发明专利]一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法

说明书

本发明公开了一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法，利用三维线激光检测设备对沥青路面拥包病害进行扫描，获取包含拥包形貌的原始三维线激光高程点云数据，并对原始三维线激光点云数据进行平滑，获得准确反映拥包三维形貌特征的高程点云数据；用平滑后的所有连续拥包横断面依次进行组合，重构出拥包的三维表面轮廓；建立拥包三维坐标系；根据基于平滑数据建立的拥包病害三维模型，分析拥包病害的三维形貌特征，提取拥包多维度特征指标；以零等高线围成的水平面为基准面，计算沥青路面拥包多维度特征指标；根据拥包的多维度形貌指标计算结果，分析拥包病害的严重程度，估计其对行车的影响范围，推算修补面积，推测拥包的成因。

技术领域

本发明属于沥青路面病害检测领域，具体涉及一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法。

背景技术

拥包是对沥青路面性能影响最大的病害之一。随着运营年限的不断增长，沥青路面在荷载、道路线形、路面结构材料、环境的共同影响下，施工工艺面出现轻微、连续的，接近等距离，形似洗衣搓板的起伏状，路面出现局部隆起，产生持久变形，进而形成拥包；若得不到及时维修，不但影响出行舒适感，而且会损伤车辆，造成经济损失；在车速较快的情况下，甚至会因爆胎、偏移从而酿成交通事故，威胁驾驶人员及乘客的生命安全；另一方面，拥包使道路结构整体性和稳定性变差，其不仅发生在路表面，也经常危及到中、下面层甚至基层，严重的拥包还可导致结构破坏，大大缩短高速公路的使用寿命，增加公路的养护成本，造成经济上的巨大损失。因此，全面、准确的拥包检测是路面状况评价与养护措施选择的重要依据。

目前，我国拥包的检测最常用的方法是采用3m直尺人工测量和多功能检测车测量；人工测量检测速度慢，检测基准点、最高点和最低点均由人工主观判断，测量数据精度低；多功能检测车主要基于图像法对病害照片进行判别，受路面颜色、光照强度等因素影响，无法对拥包病害的严重程度进行精准识别，更无法获取拥包的高度、体积、坡度等三维特征指标，另外，我国规范仅用高度作为拥包严重程度的评价指标，在长期的工程实践过程中发现，单一高度指标所携带的拥包形貌特征的信息量非常有限，无法建立评价指标与拥包破坏成因或损伤层位之间的相互关系；导致无法科学、准确的对拥包严重程度进行评价，使得养护决策过程中带有很大的局限性。

利用三维线激光检测技术获取的路面拥包激光点云数据，可构建近乎真实的拥包形态三维细观模型，对三维模型进行观察分析，可提取准确描述拥包形貌的多维度指标，为科学的描述拥包形貌、准确评价拥包严重程度提供可靠依据，为沥青路面使用性能评价、行车安全分析和路面养护决策提供信息支撑。

综上所述，沥青路面拥包的全面、准确评价对路面使用性能评价和行车安全分析至关重要。现行人工检测和基于视频图像的多功等检测车等检测技术和单一高度指标评价难以实现拥包病害的全面、准确描述。因此，提出一种可全面、准确识别沥青路面拥包病害的多维度形貌特征指标的方法成为当前迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法，以解决现有的单一指标无法准确评价拥包严重程度的缺陷，本发明提出能准确描述拥包多维度特征的指标，用于科学的评价沥青路面拥包对道路结构与行车安全的危害。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沥青路面拥包多维度特征指标识别方法，包括以下步骤：

步骤1：利用三维线激光检测设备对沥青路面拥包病害进行扫描，获取包含拥包形貌的原始三维线激光高程点云数据，并对原始三维线激光点云数据进行平滑，获得准确反映拥包三维形貌特征的高程点云数据；

步骤2：用准确反映拥包三维形貌特征的高程点云数据在每个检测横断面上逐个光滑连接得到拥包横断面，再将所有连续拥包横断面依次进行组合，重构出拥包的三维表面轮廓；

步骤3：建立拥包三维坐标系；