[发明专利]道路表面三维构造的评价方法

摘要

一种道路表面三维构造的评价方法，通过对路面表面三维构造重建获取三维坐标值，依据三维坐标值之间的相互关系，对路面宏观构造进行定量分析，基于几何学的综合评价指标即抗滑指数SI来实现对道路表面宏观构造的评价，为进一步分析路面表面功能提供依据，操作简便，大部分依赖于计算机进行，无需专业人员操作，人为误差小，评价指标具有很强的普适性，不受坐标轴方向的影响，可以准确、稳定地反映路面表面的宏观构造，精确到小数点后4位数，评价精度较高，五个分量对道路表面几何特征变化的敏感度不同，能够给出全面完整的描述，从而真实反映路面宏观构造情况，评价体系全面完整。

主权项

1.一种道路表面三维构造的评价方法，其特征在于由以下步骤实现：1）重建道路表面的三维构造，在XYZ坐标上获取三维构造图像以及三维坐标值，精确到0.0001mm；2）对三维构造图像在XOY面上的投影区域进行正方形网格划分；网格大小为0.001mm*0.001mm~1mm*1mm；每个正方形网格的四个顶点在三维构造图像上的对应区域为单元网格；3）根据三维坐标值计算单元网格中的倾斜平面外法向与竖直方向的夹角α，并累加所有网格单元中的α，得到三维构造图像的三维倾角θ：θ=1mΣi=1m(α)i]]>（式Ⅰ）式中m为网格单元的个数；4）利用步骤3）得到的三维倾角θ，计算道路表面各向异性度K：K=min{tanθ1×n1,tanθ2×n2,tanθ3×n3,tanθ4×n4,}max{tanθ1×n1,tanθ2×n2,tanθ3×n3,tanθ4×n4,}]]>（式Ⅱ）式中θ1=1n1Σi=1n1(α1)iθ2=1n2Σi=1n2(α2)iθ3=1n3Σi=1n3(α3)iθ4=1n4Σi=1n4(α4)i,]]>α₁、α₂、α₃、α₄分别为单元网格四边法向方向与竖直方向的夹角，n₁、n₂、n₃、n₄为同坡向的单元个数；5）根据步骤1）的三维坐标值计算出道路表面平均梯度值Z、道路表面粗糙度系数R以及道路表面扭曲系数T，获取道路表面的抗滑指数SI；其中：（式Ⅲ）式中，Nx，Ny分别为正方形网格沿x、y轴的划分点的数量；Δx、Δy为单元网格分别在x、y轴的边长；z_i，j＝z(x_i,y_j)，即为点(x_i,y_j)处的高度；R=AlAn]]>（式Ⅳ）式中，A_t为道路表面的实际面积，A_n为名义面积，即道路表面在水平面上的投影面积；（式Ⅴ）式中，为π表面与最小二乘法基准面的夹角；最小二乘平面能够满足：αx+βy-z+y＝0，则由上述的式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ以及式Ⅴ计算，得出抗滑指数：SI=0.8325θ-0.535K+0.777Z+0.8486R+0.8486T    （式Ⅵ）。