專利名稱：手推式精密道路斷面測試儀以及道路平整度的測試方法
技術領域：
本發明涉及道路平整度測試技術，特別是一種手推式精密道路斷面測試儀，以及利用該手推式精密道路斷面測試儀測定道路平整度的測試方法。
背景技術：
路面平整度是路面評價及路面施工驗收中的一個重要指標。平整度直接反映了車輛行駛的舒適度及路面的安全性和使用期限。路面平整度的檢測能為決策者提供重要的信息，使決策者能為路面的維修、養護及翻修等作出優化決策。
手推式精密道路斷面測試儀主要采用非接觸式斜率傳感器和距離傳感器檢測出相鄰兩采樣點之間仰角斜率差，從而獲得高程差，由此可測得所測路面的縱斷面曲線，然后用數學模型計算出各種平整度指標。
但現今的手推式精密道路斷面測試儀普遍存在一個缺點，就是測試速度過慢，一般只有1km/h，這樣檢測非常耗時，效率也不高。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的上述缺陷或不足，提供一種在不影響檢測精度的前提下突破1km/h的測試速度，從而提高工作效率的手推式精密道路斷面測試儀。
本發明還提供一種利用上述手推式精密道路斷面測試儀測定道路平整度的測試方法。
本發明總的技術構思為，通過采用電子脈沖信號測量距離的方式代替傳統的靠機械轉動(即機械步距)所進行的距離測量，以提高儀器的響應速度，并保證檢測精度。
本發明的技術方案如下手推式精密道路斷面測試儀，包括機械型手推車以及置于該手推車上的斜率傳感器和距離傳感器，其特征在于所述距離傳感器為電子脈沖信號距離傳感器，該電子脈沖信號距離傳感器連接計數器或處理器的計數端口。
所述電子脈沖信號距離傳感器為光電編碼傳感器。
所述光電編碼傳感器通過濾波整形電路連接計數器。
所述處理器為便攜式電腦。
所述斜率傳感器為非接觸式斜率傳感器。
所述非接觸式斜率傳感器為角度傳感器。
道路平整度的測試方法，其特征在于包括以下步驟步驟1，利用上述手推式精密道路斷面測試儀采集各單位距離的路面坡度值；步驟2，將該路面坡度值結合路面基準值實時確定當前路面相對于路面基準值的高度，并根據該高度值確定路面的國際平整度標準的IRI值。
還包括步驟3，通過電腦顯示器直觀顯示出道路斷面圖。
本發明的技術效果如下由于本發明的手推式精密道路斷面測試儀，在距離測量上放棄了機械傳動取而代之用電子脈沖信號測量距離，這樣不僅提高了測試速度而且測試精度也得到了提高。運用本發明技術后，手推式精密道路斷面測試儀在檢測速度上已有了質的飛躍，測試速度提升為每小時3～4公里，是以往手推式斷面儀的3～4倍，并仍然保持了相當高的測試精度，這不但節約了人力物力，還能大幅提高檢測效率。
由于本發明的道路平整度的測試方法，利用了上述手推式精密道路斷面測試儀，也就獲得了相應的技術效果。
圖1為本發明手推式精密道路斷面測試儀的結構框圖。
圖2為本發明手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀的IRI相關性圖。
圖3為本發明手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀的σ相關性圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
現有技術中的手推式斷面儀都是靠機械轉動來進行距離的測量，這在一個方面制約了進行速度，因為速度過快，機械轉動方式就會響應不過來，測量就不準確了；另一方面就是受到傳感器的限制，傳感器的采集速度跟不上，行進速度自然也就提不上去。鑒于以上兩缺陷，我們在手推式斷面儀上做了如下改進在距離測量上我們放棄了機械傳動取而代之用電子脈沖信號測量距離，這樣不僅提高了測試速度而且測試精度也得到了提高。
但在用電子脈沖信號測量距離前必須對儀器進行距離標定，具體實現過程為當工作人員推動小車時，安裝在車輪上的傳感器隨之一起轉動，并不斷發出脈沖。發出的脈沖被一個計數芯片所接收，計數芯片在對接收到的脈沖信號首先進行濾波整形，然后不斷累積所接收到的脈沖數，并將累計得到的數目通過串口發送到控制計算機的串口；而運行在控制計算機上的軟件系統從串口讀取脈沖數，經過兩三次這樣的標定過程之后，距離標定系數就可以確定下來。
另外傳感器我們也做了改進，我們選用了一種響應更為靈敏的傳感器，例如，REP高精度光電編碼傳感器，其準確度≤0.06T、周期誤差±0.01T。它的采集速度比原來有大幅提升，而在計數器前我們又增加了一濾波整形電路，經濾波后計數將更為準確，這又進一步提高了傳感器采集速度，最終提高檢測速度。
儀器具體斷面數據采集過程如下在計算出標定系數之后，就可以進行斷面數據采集了。當工作人員推動小車時，傳感器能夠感應路面形狀的起伏狀況，然后將路面坡度的正弦值實時的發送到控制計算機的串口，軟件系統通過讀取串口數據，并根據一個路面基準值，結合所收到的坡度正弦值，實時的計算出當前路面相對于路面基準值的高度，并根據計算出的高度值計算出路面的國際平整度標準的IRI值。
一般手推式斷面儀包括以下幾部分機械型手推車、傳感器、數據采集芯片、數據采集及處理軟件、便攜式電腦。其中數據采集芯片可以采用我公司自行研制的高精度多功能數據采集芯片，它能同時進行數據采集和計數，卻又響應靈敏、采集速度快。其中數據采集及處理軟件也可以采用我公司自行研發的，它處理速度快，對于高速采集芯片瞬間采集的大量數據能即時進行分析處理運算。
如圖1所示，本發明的手推式精密道路斷面測試儀，包括分別連接電腦的角度傳感器和電子脈沖信號距離傳感器，電腦顯示器顯示路面的國際平整度標準的IRI值，并直觀顯示出道路斷面圖形。
以下為本發明的手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀作的一次對比實驗，實驗中我們選取了5段不同路面質量的道路進行實驗。表1為手推式斷面儀與精密水準儀獲得的檢測數據。圖2為本發明的手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀IRI相關性，圖3為本發明的手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀的σ相關性。
表1
從上表1中可以看出，手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀檢測獲得的平整度指標相當接近，表明手推式精密道路斷面測試儀具有相當高的測試精度，由圖2、圖3可看出本發明的手推式精密道路斷面測試儀與精密水準儀測得的IRI與σ也具有相當好的相關性(R2＝0.998)。
應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換；而一切不脫離本發明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明專利的保護范圍當中。
權利要求
1.手推式精密道路斷面測試儀，包括機械型手推車以及置于該手推車上的斜率傳感器和距離傳感器，其特征在于所述距離傳感器為電子脈沖信號距離傳感器，該電子脈沖信號距離傳感器連接計數器或處理器的計數端口。
2.根據權利要求1所述的手推式精密道路斷面測試儀，其特征在于所述電子脈沖信號距離傳感器為光電編碼傳感器。
3.根據權利要求2所述的手推式精密道路斷面測試儀，其特征在于所述光電編碼傳感器通過濾波整形電路連接計數器。
4.根據權利要求1所述的手推式精密道路斷面測試儀，其特征在于所述處理器為便攜式電腦。
5.根據權利要求1所述的手推式精密道路斷面測試儀，其特征在于所述斜率傳感器為非接觸式斜率傳感器。
6.根據權利要求5所述的手推式精密道路斷面測試儀，其特征在于所述非接觸式斜率傳感器為角度傳感器。
7.道路平整度的測試方法，其特征在于包括以下步驟步驟1，利用上述手推式精密道路斷面測試儀采集各單位距離的路面坡度值；步驟2，將該路面坡度值結合路面基準值實時確定當前路面相對于路面基準值的高度，并根據該高度值確定路面的國際平整度標準的IRI值。
8.根據權利要求7所述的道路平整度的測試方法，其特征在于還包括步驟3，通過電腦顯示器直觀顯示出道路斷面圖。
全文摘要
本發明提供一種在不影響檢測精度的前提下突破1km/h的測試速度，從而提高工作效率的手推式精密道路斷面測試儀，包括機械型手推車以及置于該手推車上的斜率傳感器和距離傳感器，其特征在于所述距離傳感器為電子脈沖信號距離傳感器，該電子脈沖信號距離傳感器連接計數器或處理器的計數端口。本發明還提供一種利用上述手推式精密道路斷面測試儀測定道路平整度的測試方法。
文檔編號G01D5/244GK1808063SQ200610002890
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月10日 優先權日2006年2月10日
發明者錢敬之 申請人:北京科路威公路技術有限公司