【摘 要】
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路基是一种由天然岩土材料构筑而成的带状结构物,是重要的线下基础结构型式,合格的压实质量是保证路基服役性能的重要前提。目前,公路路基常采用压实系数评价路基压实质量,检测方法包括灌砂法、灌水法和环刀法。尽管此类方法在路基压实质量检测中应用范围较广,但是仍存在局限性和不足,主要原因在于需要测定含水率,严重的费时费力,会出现因等待检测结果而影响施工进度的状况,此外,此类方法检测点数有限,不能较为准确的反映
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路基是一种由天然岩土材料构筑而成的带状结构物,是重要的线下基础结构型式,合格的压实质量是保证路基服役性能的重要前提。目前,公路路基常采用压实系数评价路基压实质量,检测方法包括灌砂法、灌水法和环刀法。尽管此类方法在路基压实质量检测中应用范围较广,但是仍存在局限性和不足,主要原因在于需要测定含水率,严重的费时费力,会出现因等待检测结果而影响施工进度的状况,此外,此类方法检测点数有限,不能较为准确的反映现场的路基压实质量。高质量的路基压实是路基长期保持其使用功能的重要前提,而准确、高效的压实质量检测对确保工程质量及提高施工效率具有重要意义。基于此,利用现代先进三维激光扫描测试技术,探究一种检测结果可靠性强、效率高的路基压实质量检测方法,弥补传统检测技术“以点代面”和效率低的不足。本文取得的主要成果如下:(1)提出了一种基于三维激光扫描检测路基压实质量的方法,该方法采用三维激光扫描仪对路基填筑区域进行扫描,对振动碾压后的路基表面点云模型进行解析和重构,获得压实过程中路基表面各点位碾压变形的发展规律,利用路基结构层压实度或干密度与碾压变形的对应关系,评估路基的压实度,实现路基压实质量的快速评价。(2)针对扫描对象平置和面积大的特点,为达到扫描效果与效率的良好匹配,在不同仪器扫描角度、架设高度、设站距离和采样间隔的条件下对矩形路基面进行扫描和建模。为达到最佳扫描效果,设备应架设在矩形路基面长边中点的垂线上,架设高度应不小于1.8 m,在满足最小扫描距离的条件下,设站应尽量靠近目标区域,采样间隔宜设置为0.03 m。(3)针对路基填筑体多为大范围矩形区域的特点,为合理框选目标扫描区域,开展了边界控制点布设方案的系统研究。通过在矩形路基区域四个角点、两条短边中点和远端长边两个三分之一点位置处共设置八个边界控制点,可实现矩形路基区域的有效框选,点云数据基本覆盖目标扫描区域。(4)为了实现对路基压实质量检测数据的快速处理,本文基于Java语言,开发了一款操作简便的数据分析软件。该软件基于点云Pts格式的原始数据,可快速获取路基经压实后产生的变形量。
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