非接觸式量測鋪面紋理檢測儀器

前一節介紹接觸式量測鋪面紋理檢測技術有檢測料回收不易、受到人為或環 境因素影響大的缺點，而非接觸式量測法可以解決上述的缺點，而且量測得之指 標 MPD 與接觸式量測法測得之 MTD 可相互轉換，因此逐漸被大家廣為使用。非 接觸式量測法主要是利用雷射測得儀器和鋪面之間的縱向變化，得到鋪面紋理的 剖面。本研究依照儀器的量測型態，將量測紋理儀器分為靜態（定點式）和動態

（移動式）兩類型介紹之。

一、靜態紋理測量儀

環形紋理測量儀（Circle Texture Meter, CTM）是靜態地測量鋪面環形的紋理 剖面分佈狀況之儀器，儀器外觀如圖 2.13 所示。儀器構造原理為包含一個電荷耦 合元件（CCD）雷射位移感應器，而位移感應器裝設於懸臂上跟隨著一直徑為 284 mm 圓形軌道旋轉，量測鋪面圓軌跡上的紋理剖面。ASTM E2157[18]是針對 CTM 此儀器所著的規範，內容包括操作步驟以及計算紋理的步驟。而值得注意的是 CTM 的環形設計，是為了要符合動態摩擦測試儀（DFT）檢測鋪面摩擦力的範圍。

圖 2.13 CTM 量測儀[19]

在林嘉宏（2008）[19]的研究中改良 CTM 只能量到粗質紋理此項缺失後，研 發出精度為 0.3μm 的高解析度環形紋理測量儀（High Definition Circular Texture Meter, HDCTM），能更精確地量測出細質紋理的分佈。徐貫倫（2009）[20]接續林 嘉宏之研究，研發出量測二維鋪面紋理值的高解析度紋理掃描儀（High Definition Scan Texture Machine, HDSTM），三種環形紋理量測儀器之比較如表 2.5 所示。兩 人的研究目的皆為找出和 BPN 值相關性良好之紋理參數，研究結果得到二維的紋 理參數比一維的紋理參數與 BPN 值的相關性更佳，於 2.3.3 節比較兩人的研究結 果。

表 2.5 環形紋理量測儀器之比較[20]

儀器項目 HDSTM HDCTM CTM

光點大小 80μm*45μm 70μm 70μm

量測距離 55~105 mm 65~93 mm 65~90 mm

精度 2μm 0.3μm 3μm

運行速度 6 m/min 6 m/min 6 m/min 量測值 MPD、RMS MPD、RMS MPD、RMS

符合 ASTM 規範 是 是 是

二、動態紋理量測儀

另一種較常見的紋理量測儀器為動態地量測車輛行進方向的紋理剖面，儀器 構造與原理和慣性剖面儀幾乎相同，但是量測紋理的儀器需要更高精度的儀器以 及更密集取樣間距量測之，ISO 13473-3 中針對不同的量測紋理波長下需要的取樣 間距有不同的規定[8]，如表 2.6 所示。

表 2.6 最小水平間距 (mm) [8]

分類 A B C D E F

紋理波長 0.05-0.16 0.20-0.50 0.63-2.0 2.5-50 63-200 250-500 最小取樣間距 0.02 0.05 0.2 1 20 50

關於慣性剖面儀的組成以及如何測得鋪面縱向剖面的高程，施雅蓉（2011）

[21]

研究中提到其組成包括加速度規、位移感測器、距離感測器、電腦（包括硬體和 軟體）。位移感測器針對其量測設備分為雷射、超音波及紅外線測距，可記錄感測 器至道路表面之垂直距離，加速度規則裝置於位移感測器之正上方，用以記錄位 移感測器處儀器之垂直加速度值，而加速度值經過兩次積分後可得車體之垂直位 移改變量，將車體之垂直位移改變加上位移感測器所量得之垂直距離，搭配裝置 於前輪上之距離感測器所量測之檢測距離，可得該道路縱向剖面之高程數據。

國內外量測紋理之檢測車方面，先前較少智慧型檢測車有檢測鋪面紋理的功 能，但由現在所取得資料可知，加拿大的 ARAN、美國的 Road Surface Profilometer 5051 MARK III、Digital Highway Data Vehicler（DHDV）及中國的路況快速檢測系

（Cracking Image Colltecting System, CICS）等等都已經加入鋪面紋理量測項目，

在國內方面，逢甲大學已開發車載二維紋理量測系統於實地量測鋪面紋理。另外，

除了以上介紹之量測紋理檢測車外，國內外也發展車體重量較輕的輕量型鋪面紋 理量測儀器，包括輕量型慣性剖面儀（Ultra-Light Inertial Profiler, ULIP）、量測機 場跑道鋸縫寬度及深度之量測儀、以及使用解析度更高雷射之紋理量測儀。由於 使用非接觸式量測紋理儀器方便且快速，不同單位皆研發出動態量測紋理之儀器，

儀器剛研發出來後必定要經過驗證證明其儀器量測之準確性確保其可信度，相關 之儀器驗證方法整理如表 2.7、表 2.8 所示。

表 2.7 國內外量測紋理檢測車測車測車

逢甲大學車

儀器規格皆符合 ASTM E1845、ISO 13473-3 之要求

[27]