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摘要：激光平整度检测仪在公路工程路面项目中的应用，将我国公路路面平整度检测的自动化程度上升到了更高的水平。同时借助激光检测平整度的方法，也进一步优化和改善了公路路面质量检测体系和管理制度。本文重点就激光平整度检测仪器的技术原理，及其在公路工程路面平整度检测工作中的具体应用进行了探讨。

关键词：平整度;公路工程;激光平整度检测仪;应用

引言：路面平整度是评价现代化公路工程路面施工质量的一个重要指标，也是决定路面行驶质量和影响陆路交通体系运行效率的重要因素。激光检测公路路面平整度能够更加准确、精细并且直观的呈现出局部区域路面平整度和整条公路的平整度水平之间存在的联系区别，这对于公路建设企业有效监管路面施工质量和对不平整路面进行完善工作能够起到重要的帮助作用和参考价值。

1  激光平整度检测仪的技术原理及应用价值

1.1  激光平整度检测仪技术原理分析

研究人员将激光技术应用到平整度检测领域，主要借助的是激光具有在传递过程中能够保持直线轨道的特点。同时还可以通过镜面反射或穿透不同介质折射等方式，改变和调整激光传递路径从而能够在不同的空间方位被信号接收器接收到。因此当激光在传递时碰到不平整的接触面，便会相应出现折射、反射以及阻断等现象，从而影响到对为主信号传感器对激光信号的接收，这样便间接的反映出了用于试验测量的接触面表面存在的不平整部位的尺寸与方位。因此以激光直线性传播原理作为技术基础，通过配合激光发射器与传感器设备的使用，便能够大致构成激光平整度检测仪的主体设备结构并实现相应的检测功能。本文以公路工程中最常用的激光平整度检测仪器为例（如图1所示），进一步深入分析该仪器的结构组成和技术原理。

从图中可以看到该激光平整度检测仪中共配置了五个激光位移传感器（编号1～5），在实际的公路路面平整度检测工作过程中，五个激光位移传感器需要共同运行工作才能够有效反映出局部区域检测平面的平整度水平。其中2号和4号传感器分别等距安装在3号传感器的两侧，分别与3号传感器保持δ的固定距离，因此2号与4号传感器之间的距离也固定为2δ。同理，1号和5号传感器也分别与3号传感器等距安装在两侧，两个传感器与3号传感器的间距要大于2、4号传感器与3号传感器的间距，因此1号和5号传感器的间距可记为Nδ（N>2）。以δ和Nδ作为该传感器双对称系统的小步长和大步长，由此便形成了该传感器的主要结构并具有了定位检测的基本功能。

1.2  应用价值概述

激光平整度检测法广泛适用于公路路面或机场跑道这类检测面积较大、标准多样化、检测环境不良因素较多的项目检测。一是检测速度快和数据成型效率高：由于激光检测仪本身体积较小并且重量较轻，因此可以通过安装在特定的车辆上来实现移动化检测，目前国内高水平的激光平整度检测车速度已经能够达到80km/h的最高检测时速。激光检测仪的灵活性和便捷性使得各环节检测工序的时长消耗被大幅度压缩，这对于加快高速公路或机场跑道等重要干线道路的投入使用发挥了重要作用。二是检测误差小：激光平整度检测仪器能够将路面平整度检测结果精确度误差控制在0.1mm范围内，并且能够在此基础上进一步减少检测间隔时间而保持稳定的检测质量。三是抗干扰能力强：激光平整度检测法对于不良影响因素的抗干扰能力以及对检测精度的控制能力相对比较好。

2  影响激光平整度检测仪检测精度的因素

激光平整度检测仪由于采用的是特定的激光发射设备和信号接收传感器组成了检测仪的主体结构，因此在检测过程中通常对于外部环境存在的不良信号干扰抵抗能力相对较强，这对于保证平整度检测结果的真实有效性具有重要意义。然而，在实际的公路路面检测过程中通常还涉及到对路面纹路等信息的检测和收集工作，因此想要全面发挥出激光平整度检测仪先进的技术优势，那么还应对以下几方面注意事项提高重视，从而更好的保障检测精度达到标准要求：

（1）保持待测路面清洁干净。激光平整度检测技术的核心，在于反馈和分析激光传递过程中与沿途遇到的障碍物碰撞，或者和目标接触面接触后发生的状态改变。因此在检测过程中，能够对激光信息识别结果产生影响的物体存在于待测路面的情况下，路面平整度检测结果在一定程度上都会发生不同尺度的偏差从而表现为精度变化。另外，由于大部分应用于公路路面平整度检测的检测仪，大多采用的是车载运行的方式来保障检测效率，因此如果路面杂物较多也会造成检测车运行通过时发生颠簸，从而出现激光传递路径偏差问题降低了检测结果的可靠度。

（2）检测速度及行车速度。合理的检测速度设置有助于更好的保持公路路面平整度检测结果的精细度和标准化，检测速度过快容易造成检测结果激光信号数据收集完整度不达标，而速度过慢又会影响到施工效率和工程进度的正常推进。而对于车载激光平整度检测设备而言，科学控制行车速度保持均匀化行进，是检测人员获取更加精准、可靠的公路路面平整度检测结果的有效途径。同时，将检测车行进速度控制在50～80km/h的稳定范围内，更有助于避免车辆颠簸造成激光信号出现偏离的问题。

（3）气候问题及天气变化影响。由于在进行公路路面平整度检测时大多处于开放的室外环境，因此当气候改变或天气变化时所受的干扰效果会更加直接和明显。所以路面平整度检测人员在进行检测安排和检测方案的制定时，要尽可能避开恶劣的气候环境和不良的天气条件，尤其要针对雨雪天公路路面变湿、变滑等问题，要提前制定好科学的应急方案来保障路面平整度检测结果的真实有效性。

3  激光平整度检测仪的具体应用

3.1  速度影响性试验可靠性分析

对于车载激光平整度检测仪在公路路面平整度检测工程中的具体应用和检测结果精度控制而言，检测车的行进速度及行驶状态是多方面影响因素中至关重要的一项内容。对激光平整度检测仪在实际操作过程中受行车速度影响的规律，以及产生的结果误差问题和有效的控制方案进行深入研究。速度影响性试验的主要方法是通过设置变量和对照组，将一段指定的公路路面作为平整度检测试验的不变量，通过改变检测车行进速度来获取对照性试验结果数据，再通过数据分析进一步计算得到速度影响系数。而在评价检测车行驶速度对激光平整度检测结果的精确度影响时，为了确保该试验的客观性和实用性，试验人员应根据路面平整度检测质量要求设定一个有效的检测结果误差度控制范围标准。例如可以将5%作为检测结果误差评价标准，并将为达到这一标准值的检测试验划归为速度影响在一定范围内忽略不计的类别，这样有助于公路工程建设单位更好的甄别和选择，适用于不同工程项目要求的激光平整度检测方法和管理标准。

3.2  重复性试验排除不良干扰

为保证路面平整度检测结果精度和测定外部不良影响因素的干扰程度，可通过设置多次重复性试验的方法，针对同一个检测路段的路面多次检测并深入对比分析检测结果。对重复检测过程可利用定点安装的传感器配合计算机组，将传感器收集到的数据信息进行整合和差异性分析，这样能够更加精准快速的找出检测过程中对路面平整度检测结果影响最大的干扰因素的类别。同时检测人员还可以利用重复性试验数据，来绘制检测结果对比图表以及进一步分析变异系数。这样便可以依据变异系数设置一个合理的平整度检测结果评价标准体系，以此来决定如何排除对检测结果精确度干扰最大的不良因素，以及对于部分影响较小的干扰因素可适当忽略不计。

3.3  相关性试验的差异分析

相关性试验的侧重点集中在对激光平整度检测仪设备本身的精密度和可操作性进行评测，这与重复性试验将检测结果稳定性作为评价标准是完全不同的。相关性试验需要采用多种平整度检测仪器设置平行对比试验，即通过对比激光平整度检测仪和其他类型的平整度检测仪器，来确定激光检测仪对于公路路面平整度检测工程的适用性和应用价值。

4  工程实例及数据分析

选取某公路工程中一段长度为500m、南北走向的沥青路面作为试验路段，通过设置3次重复性试验对比分析的方式来评价激光平整度检测方法，在公路工程路面检测中的受干扰程度以及检测结果精确度控制效果。检测车在多次经过测量路段后获取到的路面平整度重复检测结果数据如表1所示。

从上表中的数据分析结果可知，3次重复性检测试验获取到的数据经过整合后计算出的偏差系数保持在较为稳定的标准范围内。其中偏差系数最大和最小的一次检测试验结果分别达到了4.8和2.9，但是由于最大和最小偏差系数的差值没有超过5%，因此说明本次检测结果的真实性与精确度完全符合路面平整度检测的标准要求，同时这也间接表明了激光平整度检测仪在公路工程路面平整度检测中应用效果良好。

结束语：综上所述，高质量的路面平整度检测不仅仅依靠的是先进的检测设备和精密的仪器，更需要科学的检测方法和有效的校准手段。检测人员要充分掌握重复性试验和相关性试验的原理，并且要加强对激光平整度检测技术的深入探究，这样才能够借此更好的发展和提高我国公路路面平整度控制效果。

参考文献

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