路面纹理数据采集技术与评价指标综述

(新疆大学建筑工程学院 新疆 乌鲁木齐 830047)

引言

随着我国经济的不断发展，公路事业也随之蓬勃。在此情况下，路面安全问题引起了人们的重视。从安全的角度看，路面的抗滑性能和路表面的纹理构造相关，目前路面纹理数据采集技术日益完备，大致有摆式摩擦仪、相机拍照处理技术、激光构造仪。不同的采集技术，评价指标也不一样。

一、摆式摩擦仪

摆式摩擦仪是英国 TRL 研制的一种小型路面抗滑性能测试装备，在世界上被很多国家广泛使用[1]。摆式摩擦仪在测试路面纹理时的工作原理为:将摆的摩擦块调节到相应高度，并将摆针调节到相应位置，按动开关使其自由下落，摩擦块接触路表面时发生摩擦，消耗动能，摩擦块将上升到另一侧相应的高度，此时的高度与初始值得差值记为摆值 BPN。路面的表面纹理越粗糙，则摆的摩擦块与路面之间消耗的能量越大，上升的高度与初始高度之间的差值越大，BPN 值越大。

摆式摩擦仪因为价格低廉、携带方便、操作简单的优势，已经在工程上广泛应用。但是摆式摩擦仪在纹理粗糙度大的路表面上进行测量时容易产生较大偏差。

二、相机拍照图像处理技术

在摆式摩擦仪盛行很长时间后，广大学者开始从不同角度思考如何收集路面纹理数据。王端宜等人利用相机获得的数字图像采集路面纹理数据[2]，工作原理很简单。当平行光线照射到沥青混凝土路面等凹凸不平的路面纹理，会发生漫反射，表面凸起的地方大部分光线能反射出去，因此体现出较高的灰度值。相反，表面下凹的地方大部分光线被吸收，因此体现出较高的灰度值。图像中凸起部分灰度值的平均值与下凹部分灰度值的平均值的差值，再经过比例修正等处理，可以得到路表面构造深度值[3]。构造深度值越大，路表面纹理越粗糙。

相机拍照图像处理技术是为实现之后的连续采集路表面纹理数据打下基础。目前为了使采集到的数据更符合实际情况，提高获取的路面图像质量是关键问题。

三、激光构造仪

激光构造仪是利用激光位移传感器实现快速高效检测路面宏观纹理的仪器[4]。将一束激光投射到路面上，然后使用采集器接受散射信号，通过转换采集器接收信号的变化，可以计算出路面的高程信息，从而描绘出路表面的纵断面轮廓线。根据这些数据，能计算出路面的断面平均深度MPD，然后通过一系列转化得到路表面平均构造深度MTD。MTD越大，路面纹理越粗糙。

激光构造仪收集到的数据精确度已经得到广大学者的认可，但是昂贵的设备、复杂的操作仍然是推广此项技术的难点。

四、结语

本文详细描述了摆式摩擦仪、相机拍照图像处理技术、激光构造仪这三种路面纹理采集技术的工作原理、评价指标，客观对比了各技术的优缺点。在今后科学技术的飞速发展下，可能更多的路面纹理采集技术被提出，希望此文能对今后的路面纹理问题分析有帮助。