AASHTO M 328-14(R2022)
Стандартные спецификации для инерционного профилометра
- Стандартный №
- AASHTO M 328-14(R2022)
- Дата публикации
- 2022
- Разместил
- American Association of State Highway and Transportation Officials
- сфера применения
-
Технический анализ спецификации AASHTO M 328-14 для инерциальных профилометров
Спецификация M 328-14 Американской ассоциации государственных должностных лиц автомобильных дорог и транспорта (AASHTO) является ключевым техническим документом в области испытаний дорожных покрытий. Этот стандарт, разработанный Американской ассоциацией государственных должностных лиц автомобильных дорог и транспорта (AASHTO), прошел технический пересмотр в 2014 году и был пересмотрен, но не обновлен в 2022 году. В качестве основного стандарта Технического комитета 5a по измерению дорожных покрытий он содержит унифицированные спецификации для технических требований к инерциальным профилометрам (ИПР).
Область применения и основные цели стандарта
Данная спецификация определяет основные свойства ИПР, который при использовании совместно с оператором представляет собой полную систему ИПР (ИСП). Эта система может использоваться для измерения продольных профилей дорожного покрытия в целях контроля качества строительства и приёмки, а также для сбора данных о дорожной сети. Оборудование может быть интегрировано в транспортное средство как отдельное устройство или как часть многофункциональной системы сбора данных.
Сценарии применения Диапазон скоростей Требования к выводу данных Основные функции Высокоскоростное обнаружение 20-70 миль/ч Временное отображение, печать записей, файлы данных Расчет IRI, измерение поперечного сечения Низкоскоростное обнаружение <25 миль/ч Обработка и хранение данных в реальном времени Контроль качества, оценка приемки
Ключевые термины и технические определения
Стандарт четко определяет 31 профессиональный термин, обеспечивая унифицированную основу технического языка для проектирования и тестирования оборудования:
Акселерометр: Датчик, который обеспечивает выходной сигнал, пропорциональный ускорению, используемый для измерения вертикального ускорения транспортного средства.
Сглаживающий фильтр: Аналоговый фильтр нижних частот, который отклоняет коротковолновые загрязнения, повышая точность выборки.
Международный индекс шероховатости: Статистика шероховатости, рассчитанная на основе модели четверти автомобиля со скоростью 50 миль в час.
Линейный лазер: Датчик, который получает последовательность точек данных вдоль прямой линии, перпендикулярной направлению движения, обычно длиной 4 дюйма.
Подробное объяснение технических требований к оборудованию
4.1 Общие требования к оборудованию
Оборудование должно работать независимо от динамики подвески транспортного средства и скорости транспортного средства. Высокоскоростные профилировщики работают в диапазоне скоростей 20-70 миль в час, в то время как низкоскоростные профилировщики работают на скорости ниже 25 миль в час. Системе требуются различные датчики, интерфейсное оборудование, компьютерное оборудование и программное обеспечение для измерения и записи продольных сечений.
4.2 Технические требования к измерению сечений
Для измерений продольных сечений дороги используются три основных датчика: датчик высоты измеряет расстояние между точкой отсчета транспортного средства и поверхностью дороги; акселерометр измеряет вертикальное ускорение транспортного средства; а датчик расстояния обеспечивает определение положения транспортного средства. Программное обеспечение выполнения и постобработки объединяет эти три измерения, чтобы исключить влияние вертикального движения транспортного средства и получить истинное поперечное сечение поверхности дороги.
Параметры производительности Технические требования Условия испытаний Допустимая погрешность Частотная характеристика Длина волны 1,0–150 футов 20–70 миль/ч (высокая скорость) Погрешность амплитуды < 5%, Погрешность положения < 17% Производительность фильтрации Подавление коротких волн Все рабочие скорости Затухание ≥ 30% для длин волн менее 0,5 фута Интервал выборки Максимальная скорость транспортного средства Непрерывный сбор данных ≤2,0 дюйма/точка выборки
Технические требования к сенсорной системе
5.2.6.1 Датчик расстояния
Датчик расстояния, устанавливаемый на транспортное средство, генерирует импульсы, представляющие пройденное расстояние по дороге. Система сбора данных получает эти импульсы и совместно с программным обеспечением DAS определяет пройденное расстояние и скорость транспортного средства. При максимальной указанной скорости устройства точность измерения должна составлять 0,15% в пределах одной мили.
5.2.6.2 Датчик высоты
Эталонная высота транспортного средства получается с помощью бесконтактного модуля датчика высоты. Датчик должен иметь разрешение не менее 0,002 дюйма и достаточный линейный диапазон измерения для учета движения подвески транспортного средства и изменений высоты дороги. Частота дискретизации должна позволять реализацию фильтров сглаживания и обеспечивать достаточное количество коротковолновых данных для алгоритмов отсеивания выбросов и мостов шин.
5.2.6.3 Вертикальный акселерометр
Вертикальное смещение датчика высоты, используемого для расчета высоты, измеряется с помощью акселерометра. Каждый датчик высоты должен быть оснащен как минимум одним акселерометром, жестко закрепленным на датчике высоты так, чтобы его чувствительная ось была перпендикулярна поверхности дороги. Частотная характеристика, диапазон, отношение сигнал/шум и точность акселерометра должны соответствовать окончательным требованиям к поперечному сечению для заданного диапазона рабочих скоростей испытуемого транспортного средства.
Требования к функциональным модулям программного обеспечения
Компьютер оборудования должен содержать необходимые программные модули для выполнения всех требуемых задач: автоматического выполнения, инициализации программы, выбора операции, сбора и управления данными, хранения данных, прямого ввода данных, поиска данных, обработки данных, вывода данных, передачи данных, отображения данных и калибровки оборудования.
Программный модуль Основная функция Технические требования Взаимодействие с пользователем Выбор операции Отображение главного меню Выбор клавиатуры компьютера или другого устройства ввода Удобный интерфейс Эксплуатация оборудования Управление сбором данных Нет необходимости напрямую использовать команды операционной системы Упрощенный процесс эксплуатации Функция калибровки Калибровка датчика Калибровка датчика расстояния и калибровка оборудования поперечного сечения Упрощенный ввод оператора
Рекомендации по внедрению стандарта и технические соображения
Проблемы обнаружения шероховатых дорожных покрытий
В стандарте особо отмечается, что шероховатые текстуры поверхности, такие как поверхностные смеси с открытой грануляцией, чип-силы, рифленые (горизонтальные или вертикальные) или щелевые покрытия, представляют значительные проблемы для инерциальных профилометров, использующих одноточечные (точечные) датчики высоты. Грубая текстура может отрицательно повлиять на повторяемость и точность профилей и рассчитанных индексов.
Техническая рекомендация: При осмотре дорожных покрытий с шероховатой макротекстурой требуется датчик высоты с большой площадью охвата. Типичным примером датчика с большой площадью охвата является линейный лазер, использующий алгоритм моста. Использование датчика с большой площадью захвата может привести к завышению значения IRI, измеренного традиционным одноточечным лазерным датчиком IPS.
Требования к установке и эксплуатации оборудования
Поставщик обязан предоставить все необходимые детали и выполнить работу по установке оборудования. Установка нового оборудования включает в себя монтажное решение, облегчающее его использование назначенным водителем или пассажиром-оператором. Оборудование должно быть установлено таким образом, чтобы выдерживать нормальные вибрации при нормальных рабочих скоростях, а его место должно быть легко доступно для оператора без ущерба для безопасности.
Тенденции развития стандарта и технологий
AASHTO M 328-14, ранее известный как Временный стандарт AASHTO MP 11, был впервые опубликован как полный стандарт в 2010 году. Разработка этого стандарта отражает тенденцию в технологии проверки дорожного покрытия от ручной оценки к автоматизированному высокоточному тестированию.
Благодаря достижениям в области сенсорных технологий, алгоритмов обработки данных и интеграции транспортных средств применение инерциальных профилировщиков становится все более распространенным в контроле качества дорожного строительства и управлении дорожной сетью. Этот стандарт предоставляет единый технический ориентир для производителей оборудования, поставщиков услуг по контролю и агентств по управлению дорожным хозяйством, обеспечивая согласованность и сопоставимость данных, собираемых различными устройствами.
В будущем, по мере роста спроса на интеллектуальные транспортные системы и управление дорожными активами, технология инерциального профильного контроля будет все глубже интегрироваться с ГИС-системами, анализом больших данных и технологиями искусственного интеллекта, обеспечивая более комплексную поддержку данных для управления жизненным циклом дорог.
